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 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
Chapda: qisman karamellashgan
qand
, oʻngda: qandni kul bilan yondirilmoqda (bu yerda kul - katalizator).
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, uning baʼzi tomonlarini eʼtiborga olgan
ayrim nazariyalar bor. Rus kimyogarlari N. I. Kobozevning faol ansambl, A. A. Balandinning
multiplet K.i.ning elektron va zanjir nazariyalari shular jumlasidandir.
Adabiyot
