12- боб.
Яримўтказгичнинг каталитик таъсири
12.1 Катализнинг асосий тушунчалари
Яримўтказгичлар кўп кимёвий реакциялар учун катализатор бўлиб
ҳизмат
қилади. Оксидланиш, гидрланиш ва бошқа кўп реакциялар шулар
қаторига киради.
Мис оксиди, рух оксиди, ванадий бешоксиди каби яримўтказгичлар
катализаторлар вазифасини бажаради. Металларнинг баъзилари ҳам
катализатор бўлади. Аммо, яримўтказгичларда катализ кўпроқ қўлланилади.
Металларнинг кўпчилиги яримўтказгич пардаси билан қопланган
бўлади. Бу пардани кеткизиш қийин масаладир. Шундай қилиб кимёвий
жараёнлар анашу яримўтказгич сиртида кечади.
Катализ икки фан – физика ва кимё чегарасидаги муаммодан иборат.
Яримўтказгич ичига киритилган киришмалар унинг каталатик ҳоссаларига
таъсир
кўрсатиши
яхши
ўрганилган,
яримўтказгичнинг
электрик
ўтказувчанлиги билан унинг каталитик таъсири орасида боғланиш борлиги
аниқланган; яримўтказгичда ички фотоэффектни пайдо қиладиган
ёруғликнинг унинг адсорбцион ва каталитик фаоллигига таъсири кузатилган.
Яримўтказгич катализатор бўлиб ишлаган вақтида унинг электрик
ўтказувчанлигининг ва чиқиш ишининг ўзгариши аниқланган.
Яримўтказгич
каталитик
жараёнда
фаол
қатнашчи
бўлади.
Яримўтказгичнинг каталитик ҳоссаларини унинг моддаси ва электронлар
ҳолатлари аниқлайди.
101
Катализ ҳақидаги таълимот ривожининг ҳозирги босқичида кўп
муаммолар яримўтказгичлар физикаси доирасига киритилмоқда.
Катализаторнинг активлиги ва танловчанлиги.
Фараз қилайлик, реакцияда иштирок этувчи газлар аралашмасига қаттиқ
жисм – катализатор киритилади. Бунда реакция тезлиги ортиб кетади.
Тезликнинг нисбий ортишини
катализатор фаоллиги
дейилади.
Бир мисол. Карбон оксиди оксидланиши карбонат ангдирид ҳосил
бўлишига олиб келади:
2С0+0
2
→ 2С0
2
Катализатор йўқлигида бу реакция жуда секин боради, у ҳам бўлса, бир
неча юз градусга тенг юқори температураларда содир бўлади. МnО
2,
Аg
2
O,
Сo
2
О
3
каби
катализаторлар
иштирокида
бу
реакция
ҳатто
хона
температурасидан пастда ( -60
0
С гача) катта тезлик билан боради.
Катализатор кимёвий реакцияларнинг айрим босқичлари тезлигини ҳар
хил даражада ўзгартиради. Реакциянинг натижавий тезлигини энг секин
босқич аниқлайди.
Агар реакцияда иштирок этувчи моддалар бир неча параллел юз
берувчи реакцияларда қатнашса, у ҳолда уларнинг ҳар бири тезлигини
катализатор турлича ўзгартириши мумкин. Демак, катализатор таъсирида
реакциянинг ўз йўналиши ўзгартирилиши мумкин. Катализаторнинг бу
қобилиятини
катализаторнинг селективлиги (танловчанлиги)
дейилади.
Мисол, Изопропил спирт С
3
Н
7
ОН нинг парчаланиши икки йўналишда
бориши мумкин:
1). С
3
Н
7
ОН → СО (СН
3
)
2
+Н
2
О (дегидридланиш йўналиши)
2). С
3
Н
7
ОН → С
3
Н
6
+Н
2
О (дегидратация йўналиши)
ZnО катализатор реакцияни биринчи йўналишида, Аℓ
2
О
3
эса – иккинчи
йўналишда олиб боради. Аℓ
2
О
3
эса – иккинчи йўналишда олиб боради.
Яримўтказгичнинг
каталитик
фаоллиги
ва
селективлиги
(танловчанлиги) у ё бу ташқи таъсирлар оқибатида ўзгариши мумкин.
Масалан, температура кўтарилганда катализатор фаоллиги кескин ортади.
Яримўтказгичга киришмалар киритиб ҳам катализаторлик ҳоссаларини
ўзгартириш мумкин. Бу ҳоссалар яримўтказгичнинг таржимаи ҳолига ҳам
боғлиқ бўлади. Хуллас, яримўтказгичларнинг каталитик ҳоссалари сезгир
ҳоссалар турига киради.
Кўп ҳолларда, катализатор таркиби реакция жараёнида ўзгариши
мумкин. Масалан, реакция катализаторни заҳарлаши мумкин, бунда унинг
фаоллиги пасаяди.
Идеал ҳолда катализатор реакциядан кейин тўла тикланади. Амалда эса
у иш жараёнида аста – секин ўзгариб боради, маълум вақтдан сўнг ишдан
чиқади. Яна таъкидлаймизки, реакцияни тезлантирувчи катализаторнинг ўзи
ҳам кимёвий жараёнда қатнашади.
102
Do'stlaringiz bilan baham: |