Katalizning sanoatda qo'llanishi Ikki tomonlama katalizatorlar

KATALİZATLAR QANDAY ISHLATILADI

Energiya.

Har qanday kimyoviy reaksiya faqat reaktivlar energiya to'sig'ini yengib o'tgan taqdirdagina davom etishi mumkin va buning uchun ular ma'lum energiya olishlari kerak. Yuqorida aytib o'tganimizdek, X ® Y katalitik reaktsiya bir qator ketma-ket bosqichlardan iborat. Har biriga ishlash uchun energiya kerak. E faollashtirish energiyasi deb ataladi. Reaksiya koordinatasi bo'yicha energiyaning o'zgarishi rasmda ko'rsatilgan. bitta.
Avval katalitik bo'lmagan "termal" yo'lni ko'rib chiqing. Reaksiya sodir bo'lishi uchun X molekulalarining potentsial energiyasi energiya to'sig'idan oshib ketishi kerak E t Katalitik reaksiya uch bosqichdan iborat. Birinchisi, X-Cat kompleksining shakllanishi. (xemisorbtsiya), uning aktivlanish energiyasi E e'lonlar. Ikkinchi bosqich - X-Cat-ni qayta tashkil etish. ® Y-Mushuk. faollashtirish energiyasi bilan E mushuk, va nihoyat, uchinchisi - faollashtirish energiyasi bilan desorbsiya E des; E e'lonlar, E kat va E ancha kichikroq E m.Reaksiya tezligi eksponensial ravishda aktivlanish energiyasiga bog'liq bo'lganligi sababli, ma'lum bir haroratda katalitik reaksiya termal reaktsiyaga qaraganda ancha tez boradi.
Katalizatorni alpinistlarni (reaktsiya qiluvchi molekulalarni) tog 'tizmasi bo'ylab boshqaradigan o'qituvchi-gidga o'xshatish mumkin. U dovondan bir guruhni boshqaradi va keyin keyingisiga qaytadi. Dovon orqali o'tadigan yo'l yuqoridan (reaktsiyaning termal kanali) o'tadiganidan ancha pastroq bo'lib, guruh o'tkazgichsiz (katalizator) o'tishni tezroq amalga oshiradi. Hattoki, guruh o'z kuchi bilan tog' tizmasini umuman yengib o'ta olmagan bo'lishi ham mumkin.

Kataliz nazariyalari.

Katalitik reaksiyalar mexanizmini tushuntirish uchun uch guruh nazariyalar taklif qilingan: geometrik, elektron va kimyoviy. Geometrik nazariyalarda asosiy e'tibor katalizatorning faol markazlari atomlarining geometrik konfiguratsiyasi bilan reaksiyaga kirishuvchi molekulalarning katalizator bilan bog'lanish uchun mas'ul bo'lgan qismining atomlari o'rtasidagi muvofiqlikka qaratiladi. Elektron nazariyalar kimyosorbtsiya zaryad o'tkazish bilan bog'liq elektron o'zaro ta'sirga bog'liq degan fikrga asoslanadi, ya'ni. bu nazariyalar katalitik faollikni katalizatorning elektron xossalari bilan bog'laydi. Kimyoviy nazariya katalizatorni reaksiyaga kirishuvchi moddalar bilan kimyoviy bog‘lar hosil qiluvchi, natijada beqaror o‘tish kompleksini hosil qiluvchi xarakterli xossalarga ega kimyoviy birikma sifatida qaraydi. Mahsulotlar chiqishi bilan kompleks parchalangandan so'ng, katalizator asl holatiga qaytadi. Oxirgi nazariya hozir eng adekvat deb hisoblanadi.
Molekulyar darajada katalitik gaz fazasi reaksiyasini quyidagicha ifodalash mumkin. Reaksiyaga kirishuvchi molekulalardan biri katalizatorning faol joyiga bog'lanadi, ikkinchisi esa to'g'ridan-to'g'ri gaz fazasida bo'lgan holda u bilan o'zaro ta'sir qiladi. Muqobil mexanizm ham mumkin: reaksiyaga kirishuvchi molekulalar katalizatorning qo'shni faol joylarida adsorbsiyalanadi va keyin bir-biri bilan o'zaro ta'sir qiladi. Ko'rinib turibdiki, katalitik reaktsiyalarning aksariyati shunday davom etadi.
Boshqa bir tushuncha katalizator yuzasida atomlarning fazoviy joylashuvi va uning katalitik faolligi o'rtasida bog'liqlik mavjudligini ko'rsatadi. Ba'zi katalitik jarayonlarning tezligi, shu jumladan ko'plab gidrogenlanish reaktsiyalari, katalitik faol atomlarning sirtdagi o'zaro joylashishiga bog'liq emas; boshqalarning tezligi, aksincha, sirt atomlarining fazoviy konfiguratsiyasining o'zgarishi bilan sezilarli darajada o'zgaradi. Misol tariqasida Pt-Al 2 O 3 katalizatori yuzasida neopentanning izopentanga izomerlanishi va ikkinchisining izobutan va metanga bir vaqtda parchalanishini keltirish mumkin.