Katalitik reaksiyalar va ularning ahamiyati

Katalizator nazariyasi
Reja:
1. Katalitik reaktsiyalar va ularning ahamiyati.
2. Katalizning umumiy xususyatlari.
3. Gomogen kataliz.
4. Ferment kataliz.

1. 
   KATALITIK REAKSIYALAR VA ULARNING AHAMIYATI
   

Kataliz so’zi yunoncha so’z bo’lib, ma‘nosi parchalash – buzilish demakdir. Reaksiyani tezlatuvchi moddalarga katalizatorlar deyiladi. Katalizatorlar ishtirokida boruvchi reaksiyalar esa katalitik reaktsiyalar deyiladi. Katalitik reaksiya hodisasiga, ya‘ni katalizatorlar ishtirokida boruvchi reaksiya hodisasiga kataliz deyiladi. Katalizatorlar reaksiya mahsuloti tarkibiga kirmaydi va reaksiyadan so’ng to’liq ajralib chiqadi.

Kataliz xodisasi tabiatda juda ko’p uchrab turadi. O’simlik va hayvon organizmida ko’pgina jarayonlar biokatalizatorlar (fermentlar) ta‘sirida amalga oshadi. Bunday ta‘sir insoniyatga juda qadimdan ma‘lum bo’lib, ulardan kishilar o’z ehtiyojlari uchun (masalan, xamirni achitish, uzum va mevalarni bijg’itish, spirtli ichimliklar tayyorlash, sirka olish va boshqalar uchun) foydalanganlar.
XVII asrga kelib, kimyo fani taraqqiy etishi natijasida sanoat maqsadlari uchun sun‘iy katalizatorlar topildi.
Hozirgi vaqtda katalizdan kimyo sanoatining deyarli hamma sohasida keng foydalaniladi. Katalizatorlar yordamida yangi moddalar hosil qilindi, texnologik jarayonlar soddalashtirildi. Sintetik kauchuk olishda, sintetik ammiak ishlab chiqarishda, sun‘iy usullarda spirtlar, polimerlanish jarayonlari yordamida turli polimerlar olishda, yoqilg’i sanoatida, neftni krekinglashda va sanoatning boshqa sohalarida katalizatorlardan keng foydalaniladi.
Katalitik reaksiya borgan sohaga va reaksiya mexanizmiga qarab kataliz ikki xil bo’ladi: gomogen va geterogen kataliz. Gomogen katalizda reagentlar va katalizator bir muhitda, bir xil agregat holatda bo’ladi. Masalan, efirlarnnig ishqorlanish reaksiyasida reagent efir, katalizator kislota – suyuqlik, nitroza usuli bilan HNO₃ olishga esa reagent ham, katalizator ham gazdir.
Geterogen katalizda reagentlar va katalizator turli muhitda, turli agregat holatda bo’ladi. Masalan, ammiakning sintez reaktsiyasi (3Н₂ + N₂ = 2NH₃) da reagentlar gaz holatda, katalizator (Fe, Pt) esa qattiq holatda bo’ladi.
Amalda eng ko’p tarqalgan kataliz geterogen kataliz bo’lib, kimyo sanoatida taxminan 80% mahsulot shu usuldi olinadi.
Reaksiyaning mexanizmiga qarab kataliz kislota – asos va oksidlanish – qaytarilish kataliziga bo’linadi. Ko’pchilik gomogen katalizlar kislota – asos kataliz mexanizmi proton almashinishi bilan, geterogen kataliz esa, asosan oksidlanish – qaytarilish kataliz – elektron almashinish mexanizmi bilan boradi.

2.