Katalizatorlarning qo'llanilishi

KATALIZATORLAR QANDAY ISHLAYDI

ENERGIYA.

Har qanday kimyoviy reaktsiya faqat reagentlar energiya to'sig'ini engib o'tish sharti bilan davom etishi mumkin va buning uchun ular ma'lum energiyaga ega bo'lishi kerak. Aytganimizdek, X ® Y katalitik reaktsiyasi bir qator ketma -ket bosqichlardan iborat. Ularning har biri oqishi uchun energiya kerak. E. faollashtirish energiyasi deyiladi. Reaktsiya koordinatasi bo'ylab energiyaning o'zgarishi rasmda ko'rsatilgan. bitta
Avval katalitik bo'lmagan "termal" yo'lni ko'rib chiqaylik. Reaksiya sodir bo'lishi uchun X molekulalarining potentsial energiyasi energiya to'sig'idan oshib ketishi kerak E. m Katalitik reaktsiya uch bosqichdan iborat. Birinchisi, X-Cat kompleksining shakllanishi. (kimyosorbtsiya), aktivizatsiya energiyasi E. jahannam Ikkinchi bosqich-X-Cat-ni qayta tashkil etish. ® Y-mushuk. faollashtirish energiyasi bilan E. kat, va nihoyat, uchinchisi - faollashtirish energiyasi bilan desorbtsiya E. o'n; E. jahannam, E. kat va E. o'ndan kamroq E. m. Reaksiya tezligi eksponent ravishda faollashuv energiyasiga bog'liq bo'lganligi sababli, katalitik reaktsiya ma'lum bir haroratda termalga qaraganda ancha tezroq davom etadi.
Katalizatorni alpinistlarni (reaksiyaga kiruvchi molekulalarni) tog 'tizmasi orqali olib boradigan yo'riqchi o'qituvchiga o'xshatish mumkin. U bir guruhni pas orqali olib boradi va keyin boshqasiga qaytadi. O'tish yo'li tepadan (reaktsiyaning issiqlik kanali) o'tadiganga qaraganda ancha past bo'ladi va guruh o'tkazgichsiz (katalizator) bo'lgandan ko'ra tezroq o'tishni amalga oshiradi. Hattoki, guruh o'z -o'zidan tizmani umuman engib o'tolmagan bo'lardi.

KATALIZ NAZARIYALARI.

Katalitik reaktsiyalar mexanizmini tushuntirish uchun uchta nazariya guruhi taklif qilingan: geometrik, elektron va kimyoviy. Geometrik nazariyalarda asosiy e'tibor katalizatorning faol markazlari atomlarining geometrik konfiguratsiyasi bilan reaksiyaga kiruvchi molekulalarning katalizatorga bog'lanish uchun javob beradigan qismi atomlarining mosligiga qaratiladi. Elektron nazariyalar kimyosorbsiyaning zaryad uzatish bilan bog'liq elektron o'zaro ta'siridan kelib chiqadi, degan fikrdan kelib chiqadi. bu nazariyalar katalitik faollikni katalizatorning elektron xossalari bilan bog'laydi. Kimyoviy nazariya katalizatorni reagentlar bilan kimyoviy bog'lanishlar hosil qiladigan, natijada beqaror o'tish kompleksini hosil qiluvchi xarakterli xususiyatlarga ega bo'lgan kimyoviy birikma deb hisoblaydi. Mahsulotlar chiqarilishi bilan kompleks parchalangach, katalizator asl holatiga qaytadi. Oxirgi nazariya hozir eng adekvat deb hisoblanadi.
Molekulyar darajada katalitik gaz fazali reaksiyani quyidagicha ifodalash mumkin. Bir reaksiyaga kiruvchi molekula katalizatorning faol joyiga bog'lanadi, ikkinchisi esa u bilan to'g'ridan -to'g'ri gaz fazasida bo'ladi. Muqobil mexanizm ham mumkin: reaktsiyaga kiruvchi molekulalar katalizatorning qo'shni faol joylarida adsorbsiyalanadi va keyin o'zaro ta'sir o'tkazadi. Ko'rinib turibdiki, ko'pchilik katalitik reaktsiyalar shunday davom etadi.
Boshqa bir tushuncha, katalizator yuzasida atomlarning fazoviy joylashuvi va uning katalitik faolligi o'rtasida bog'liqlik borligini taxmin qiladi. Ba'zi katalitik jarayonlarning tezligi, shu jumladan ko'plab gidrogenlanish reaktsiyalari, yuzasida katalitik faol atomlarning o'zaro joylashishiga bog'liq emas; boshqalarning tezligi, aksincha, sirt atomlarining fazoviy konfiguratsiyasi o'zgarishi bilan sezilarli darajada o'zgaradi. Masalan, neopentanning izopentanga izomerizatsiyasi va bir vaqtning o'zida Pt-Al 2 O 3 katalizatori yuzasida izobutan va metanga yorilishi.