Fizika va kimyo

KATALIZ. TURLARI. UMUMIY TAMOYILLAR. KATTALITIK. REAKSIYA MEXANIZMLARI. FERMENTATIV KATALIZ.

REJA:

1. 
   Asosiy tushunchalar.
   
2. 
   Gomogen kataliz.
   
3. 
   Geterogen kataliz.
   
4. 
   Kataliz nazariyalari.
   
5. 
   Fermentativ kataliz xaqida tushunchalar
   

Asosiy tushunchalar.

Kataliz- katalizatorlar ishtiroqida boruvchi reaksiyalarni o‘rganuvchi fizik kimyo fanining bo‘limidir. Hozirgi kunda kimyoviy va oziq- ovqat sanoatining korxonalaridagi maxsulotlarni 90% idan ortig‘i kattalitik reaksiyalar xisobiga olinadi. Ammiak, nitrad kislota, azot o‘g‘itlarini olish, neftni qayta ishlash (kreking, riforming, izomerlash gidrotozalash) neftkimyo jarayonlari sung‘iy kauchuk, elestomerlar, sun’iy tolalar olish va shunga o‘xshash jarayonlar – katalitik jarayonlarda misol bo‘laoladi.

Kataliz xodisasi tabiatda juda ko‘p uchraydi. O‘simlik va xayvon organizmida ko‘pgina jarayonlar biokatalizatorlar (fermentlar) ta’sirida boradi. YAqingacha, asosan kataliz jarayoning amaliyotigaginahamiyat berib kelingan edi, faqat so‘nggi yillardagina uning nazariyasiga alohida ahamiyat berila boshlandi.Tadqiqotlar katalizatorlar reaksiyalarning aktivlanish energiyasni kamaytirix orqali reaksiyalar tezligini oshirishni ko‘rsatdi, ya’ni katalizatorlarning reaksiyalar tezligini oshirishga asosiy sabab, katalizator ishtirokida reaksiya aktivlanish energiyasining kamayishidir (yoki uning maydalanishidir).

Kataliz reaksiya bergan sohaga ko‘ra gomogen va geterogen katalizlarga bo‘linadi. Gomogen katalizda reaksiya kirishuvchi moddalar va katalizator bir xil fazoda bo‘lsa; geterogen katalizda katalizatorboshqa fazoda bo‘ladi va kimyoviy reaksiya fazorlar chegarasida boradi. qattiq holdagi katalizator va reagentlar suyuq yoki gazsimon xoliga amaliyotda ko‘p uchraydi.

Katalizatorlar saylovchanlik (selektivlik) xossasiga yoga. YA’ni hamma kimyoviy reaksiyalarning tezlashtinradigan umumiy katalizator bo‘lmaydi.

Katalizatorlarni selektivligidan, ya’ni ma’lum katalizatorgina tezlatadi. Reaksiya bir necha yo‘nalishda borishi mumkin bo‘lsa, ma’lum katalizator ma’lum yo‘nalishigina tezlatadi.

Katalizatorlarni selektivligidan, ya’ni ma’lum katalizatorning ma’lum reaksiyani yoki reaksiya yo‘nalishini tezlatishdan sanoatda keng foydalaniladi.

Katalizatorlar reaksiya muvozanatiga ta’sir etmaydi.

Katalizatorlarni qo‘llash nazariy jixatdan chiqishi kerak bo‘lgan mahsulot miqdorini qisqa vaqt ichida olishga imkon beradi.

Katalizatorlar to‘g‘ri va teskari reaksiya tezliklarini bir xilda oshiradi ya’ni muvozanat konstanta qiymati o‘zgarmadi.

Katalizatorlarni kimyoviy reaksiya tezligiga ta’sirini katalizatorlarning reaksiyani kamida biron bir bosqichida aktivlangan kompleks xosil qilishda ishtiroki bilan tushuntiriladi. SHularni kimyoviy o‘zgarishlarning bir yoki bir necha bosqichda aktivlangan kompleks tarkibida bo‘lib reaksiya tezligini o‘zgartiradigan va maxsulotlar tartibiga kirmaydigan moddalarga aytiladi-deb aytgan. Jarayon birin-ketin boradigan jarayonlardan iborat bo‘lib, bundan barqaror bir qancha oraliq moddalar xosil bo‘ladi. Bu oraliq moddalarni hamma vaqt ajratib olib bo‘lmasa xam, ularning borligini turli usullar bilan aniqlash mumkin.

Birin –ketin boradigan reaksiyalardan har qaysisining aktivlanish energiyasi katalizatorsiz boradigan reaksiyaning aktivlanish energiyasidan kichik bo‘ladi. SHunga bu reaksiyalar katalizator ishtirokida tezlashadi

k

A  V S

Reaksiyani ko‘raylik k- katalizator.

Bu reaksiya quyidagi bosqichlar bilan boradi;

a) Reagentlardan bittasi katalizator bilan birikma beradi;

A  K AK

b) Bu AK oraliq birikma ikkinchi komponent bilan aktiv komplekis xosil qiladi;

AK  V (AV)* K

a) Aktiv komplekis ajralib maxsulot beradi.

(AV)* K K  S

Gomogen kataliz turlaridan eng tarqalgani kislota – asos katalizidir. Ko‘pchishik reaksiyalar uchun N₃O^ va ON^-ionlar katalitik ta’sir ko‘rsatadi.