Kataliz
Kataliz
katalizator, deb
ataluvchi modda vositasida
kimyoviy reaksiya
tezligining oʻzgarishidir.
Reaksiyada ishtirok etayotgan
reagentlardan
farqli oʻlaroq, katalizator reaksiyaga kirishmaydi.
Reaksiyani tezlatuvchi katalizatorlar musbat katalizator, sekinlatuvchilari esa
ingibitor
deyiladi. Katalizator faolligini oshiruvchi moddalar
promouter
,
kamaytiruvchi moddalar esa
katalitik zahar
, deb ataladi.
Kataliz
(yun. katalysis — buzilish, parchalanish) — kimyoviy reaksiyalar tezligining baʼzi
moddalar (katalizatorlar) taʼsirida oʻzgarishi. Katalizator reaksiyaga kirishuvchi modda
(reagent)lar bilan bir qancha oraliq birikmalar hosil qilib, reaksiya nihoyasida miqdori va
tarkibi oʻzgarmasdan ajralib chiqadi. Katalizator sifatida turli xil moddalar (gaz, suyuqliklar va
qattiq moddalar) ishlatilishi mumkin. Reagentlar va katalizatorlarning
fazaviy holatiga qarab
katalitik jarayonlar, asosan, gomogen va geterogen K.ga boʻlinadi. Bundan tashqari,
mikrogeterogen, fermentativ katalitik jarayonlar ham mavjud. Gomogen K.da reagentlar bilan
katalizator bir jinsli aralashma hosil qiladi. Reaksiya gaz yoki suyuq fazada boradi. Katalizator
sifatida atomlar, ionlar, molekulalar ishtirok etishi mumkin. Bunday katalitik jarayon
Chapda: qisman karamellashgan
qand
, oʻngda: qandni kul bilan yondirilmoqda (bu yerda kul - katalizator).
mexanizmini sharxlash uchun oraliq moddalar nazariyasi ishlab chiqilgan. Bu nazariyaga
asosan, reagentlar katalizator bilan beqaror oraliq moddalar hosil qiladi. Soʻngra bu moddalar
parchalanib katalizator qayta tiklanadi (regeneratsiya). Suyuq fazadagi kislotaasosli K.
mexanizmi reagentlar bilan katalizator oʻrtasidagi proton almashinishiga asoslangan. Mas:R-
CH=CH2+HA -" R-CH2-CH2++A~R-CH2-CHj+H+OH^R-CH2CH2OH+H+N+ + A -> NAGomogen
katalitik jarayonning tezligi juda koʻp omillarga, xususan, reagentlar va katalizatorlar
konsentratsiyasi, t-ra, bosim va aralashtirish darajasiga bogʻliq.
Bu jarayonning asosiy
kamchiligi mahsulot tarkibidan katalizatorni ajratib olish (tozalash) zarur boʻladi. Geterogen
K.da katalizator sifatida qattiq moddalar ishlatiladi. Ularning sharsimon, granulasimon,
spiralsimon va b. turlari maʼlum. Shuningdek, bu katalizatorlar tarkibiga koʻra, bir, ikki yoki
koʻp
komponentli, holatiga qarab oksidsimon, metallsimon boʻladi. Geterogen K. baʼzan
kontakt K. deb ham ataladi. Bu jarayon nihoyasida mahsulotdan (suyuq yoki fazadagi)
katalizator oson ajratib olinadi. Shu sababli geterogen K. sanoatda keng qoʻllaniladi.
Mikrogeterogen K.da reaksiya suyuq fazada boradi, katalizator sifatida kolloid zarrachalar
ishtirok etadi. Fermentativ K. oʻsimlik yoki hayvon toʻqimalarida sodir boʻladi, bu reaksiyada
katalizator sifatida kolloid holdagi oqsil zarrachalari — fermentlar xizmat qiladi. Baʼzi
moddalar kimyoviy reaksiya tezligini susaytiradi yoki toʻxtatadi. Bunday moddalar
antikatalizator yoki ingibitorlar deb ataladi. Bu holatni manfiy K. deyiladi.
Sanoatda, asosan,
musbat K. katta ahamiyatga ega. Katalizator qoʻllanganga bir vaqtda borishi mumkin boʻlgan
parallel reaksiyalardan faqat birining tezligi ortadi. Boshqalari esa toʻxtaydi (selektiv K.). Mas:
[Ad]SN2—SN2[Pd] [Si]K. jarayonida hosil boʻladigan oraliq kompleks birikmalar bilan dastlabki
moddalar energiyasi orasidagi farq aktivlanish energiyasi deyiladi. Kimyoviy reaksiyalar
tezligi, asosan, shu energiyaning miqdoriga bogʻliq boʻlib, unga teskari proporsionaldir.
Katalitik jarayonning aktivlanish energiyasi qancha kam boʻlsa, reaksiya tezligi shuncha
yuqori boʻladi. K. jarayonida qoʻllaniladigan katalizatorning roli kimyoviy reaksiyalar
aktivlanish energiyasini kamaytirishdan iborat boʻlib, buning natijasida reaksiya yoʻlini
oʻzgartiradi yoki uni zanjirsimon mexanizmga oʻtkazadi. K. borish mexanizmiga qarab,
asosan, ikkiga boʻlinadi: kislota-asos katalizi va oksidlanish-qaytarilish katalizi.
Kislota-asos
K.da kislota-asoslar katalizator boʻladi. Bu reaksiyalarda proton almashinishi roʻy beradi, yaʼni
proton katalizatordan reagentga yoki, aksincha, reagentdan katalizatorga oʻtadi. K. jarayoni
keyingi bosqichda polimerlanish, izomerlanish: kreking jarayonlari alyuminiy silikat taʼsirida
shu kislotaasos katalizi mexanizmi bilan boradi. Oksidlanish-qaytarilish katalizida metall,
metall
oksidlari, tuzlar katalizator boʻlib xizmat qiladi. Bunday K.da elektron almashadi,
elektron katalizatorlardan reagentga yoki, aksincha, reagentdan katalizatorga oʻtadi. Shunday
qilib, ok-sidlanish — qaytarilish jarayoni sodir boʻladi. Maʼlum katalizator yoki katalizatorlar
guruhi kimyoviy reaksiyaning maʼlum yoʻnalishinigina oʻzgartiradi,
tezlatadi, xolos. Shunga
koʻra, muayyan reaksiya uchun katalizator tanlash amaliy ahamiyatga ega boʻlgan asosiy va
muhim vazifadir. Hoz. vaqtda K.ning umumlashgan yagona nazariyasi mavjud boʻlmasada,
