Katalizatorlarning qo'llanilishi

KATALIZ,oz miqdordagi moddalar (katalizatorlar) ta'sirida kimyoviy reaktsiyalarni tezlashishi, ular reaksiya paytida o'zgarmaydi. Katalitik jarayonlar bizning hayotimizda juda katta rol o'ynaydi. Biokimyoviy jarayonlarni boshqarishda fermentlar deb ataladigan biologik katalizatorlar ishtirok etadi. Ko'pgina sanoat jarayonlari katalizatorlarsiz davom eta olmadi.
Katalizatorlarning eng muhim xususiyati - selektivlik, ya'ni. mumkin bo'lgan ba'zi kimyoviy reaktsiyalar tezligini oshirish qobiliyati. Bu normal sharoitda reaktsiyalarning amaliy qo'llanilishini topish uchun juda sekin va kerakli mahsulotlarning shakllanishini ta'minlaydi.
Katalizatorlardan foydalanish kimyo sanoatining jadal rivojlanishiga hissa qo'shdi. Ular neftni qayta ishlashda, turli xil mahsulotlarni olishda, yangi materiallar (masalan, plastmassalar) yaratishda keng qo'llaniladi, ko'pincha avvalgilariga qaraganda arzonroq. Zamonaviy kimyoviy ishlab chiqarish hajmining taxminan 90% katalitik jarayonlarga asoslangan. Himoyalashda katalitik jarayonlar alohida o'rin tutadi atrof-muhit.
Katalitik reaktsiyalarning aksariyati ma'lum bosim va haroratda amalga oshiriladi, reaksiya aralashmasini gaz yoki suyuqlik holatida katalizator zarralari bilan to'ldirilgan reaktor orqali o'tkazadi. Quyidagi atamalar reaktsiya shartlarini va mahsulot xususiyatlarini tavsiflash uchun ishlatiladi. O'lchov tezligi - bu katalizatorning birlik birligidan vaqt birligiga o'tgan gaz yoki suyuqlikning hajmi. Katalitik faollik - bu vaqt birligiga katalizator tomonidan mahsulotga aylanadigan reagentlar miqdori. Konversiya - bu moddaning ma'lum bir reaktsiyaga aylangan qismi. Selektivlik - bu ma'lum bir mahsulot miqdorining mahsulotlarning umumiy miqdoriga nisbati (odatda foizda ko'rsatilgan). Hosildorlik - bu berilgan mahsulot miqdorining boshlang'ich material miqdoriga nisbati (odatda foizda ifodalanadi). Hosildorlik - bu birlik vaqt birligida hosil bo'lgan reaktsiya mahsulotlarining soni.

KATALİST TURLARI

Katalizatorlar ular tezlashadigan reaktsiya xususiyatiga qarab tasniflanadi, ularning kimyoviy tarkibi yoki jismoniy xususiyatlar. Deyarli barcha kimyoviy elementlar va moddalar katalitik xususiyatlarga u yoki bu darajada ega - yoki o'zlari tomonidan yoki ko'pincha turli xil kombinatsiyalarda. Jismoniy xususiyatlariga ko'ra katalizatorlar bir hil va bir jinsli bo'linadi. Geterogen katalizatorlar reaktiv moddalar bilan bir xil gaz yoki suyuq muhitda bir hil tarqalgan qattiq moddalardir.
Ko'pgina heterojen katalizatorlar tarkibida metal mavjud. Ba'zi metallar, ayniqsa elementlarning davriy tizimining VIII guruhiga kiradiganlar, o'z-o'zidan katalitik faollikka ega; odatiy misol - bu platina. Ammo ko'pchilik metallar aralashmalar tarkibida bo'lganda katalitik xususiyatlarga ega; Masalan, alyuminiy oksidi (alyuminiy oksidi Al 2 O 3).
Ko'pgina heterojen katalizatorlarning g'ayrioddiy xususiyati ularning katta sirtidir. Ularga ko'plab teshiklar kirib boradi, ularning umumiy maydoni ba'zan 1 g katalizatorga 500 m 2 ga etadi. Ko'p hollarda oksidlar katta maydon yuzalar metall katalizator zarralari kichik klasterlar shaklida yotqizilgan substrat bo'lib xizmat qiladi. Bu gaz yoki suyuq fazadagi reaktivlarning katalitik faol metall bilan samarali o'zaro ta'sirini ta'minlaydi. Seolitlar - alyuminosilikatlar guruhining kristalli minerallari (kremniy va alyuminiy birikmalari) geterogen katalizatorlarning maxsus sinfini tashkil qiladi. Ko'pgina heterojen katalizatorlar katta sirt maydoniga ega bo'lishiga qaramay, odatda ular faqat oz miqdordagi faol maydonlarga ega bo'lib, ular umumiy sirt maydonining kichik qismini tashkil qiladi. Katalizatorlar katalizator zaharlari deb ataladigan oz miqdordagi kimyoviy birikmalar mavjud bo'lganda o'z faoliyatini yo'qotishi mumkin. Ushbu moddalar faol markazlarga bog'lanib, ularni to'sib qo'yadi. Faol markazlarning tuzilishini aniqlash intensiv tadqiqot mavzusi.
Bir hil katalizatorlar har xil kimyoviy xarakterga ega - kislotalar (H 2 SO 4 yoki H 3 PO 4), asoslar (NaOH), organik aminlar, metallar, ko'pincha o'tish (Fe yoki Rh), tuzlar, organometalik birikmalar yoki karbonil shaklida . Katalizatorlar tarkibiga shuningdek fermentlar - biokimyoviy reaktsiyalarni tartibga soluvchi oqsil molekulalari kiradi. Ba'zi fermentlarning faol joyida metall atomi mavjud (Zn, Cu, Fe yoki Mo). Metall o'z ichiga olgan fermentlar kichik molekulalar (O 2, CO 2 yoki N 2) ishtirokidagi reaktsiyalarni katalizlaydi. Fermentlar juda yuqori faollik va selektivlikka ega, ammo ular faqat ma'lum sharoitlarda ishlaydi, masalan, tirik organizmlarda reaktsiyalar sodir bo'ladi. Sanoatda, deyiladi. immobilizatsiya qilingan fermentlar.