Мавзӯъ: Аҳамияти биологии ҷараёни гидролиз Реҷа: Мафҳуми ҷараёни гидролиз

Усулҳои гирифтани системаи коллоид. Хоссаҳои оптикӣ. Қабати электрикӣ. Ҳодисаҳои электрикӣ


Реҷа


1. Усулҳои гирифтани системаи коллоид.
2. Хоссаҳои оптикӣ.
3. Ҳодисаҳои электрикӣ

1,0 x 10 -10 с -1 = Ае (-111 кҶ/мол) / (8,314 x 10-3 кҶ мол -1 К -1) (300К)

Бо истифода аз ҳисобкунаки илмӣ, A-ро иҷро кунед ва сипас арзиши нави ҳароратро ворид кунед. Барои санҷидани кори худ, дар хотир доред, ки ҳарорат то 20 дараҷа паст шудааст, бинобар ин, реаксия бояд танҳо чоряк (тақрибан нисфи барои ҳар 10 дараҷа) кам карда шавад.
Аз хатогиҳо дар ҳисобкунак канорагирӣ кунед
Хатогиҳои маъмултарин ҳангоми ҳисоб кардан ин истифодаи воҳидҳои гуногун, ки аз ҳамдигар фарқ мекунанд ва фаромӯш кардани табдил додани ҳарорати Цельсий (ё Фаренгейт) ба Келвин мебошанд. Инчунин фикри хуб аст, ки рақамҳоро ҳангоми гузориши посухҳо назаррас нигоҳ доред. Реаксияи Аррениус ва нақшаи Аррениум Гирифтани логарифми натуралии муодилаи Аррниус ва аз нав сохтани истилоҳот муодилаи шакли якхеларо бо муодилаи хати рост (y = mx + b) ташкил медиҳад:
Ln (k) = -E a / R (1 / T) + ln (a)
Дар ин холат харорати мутлаки «х»-и муодилаи хат (1 / Т).
Ҳамин тариқ, вақте ки маълумот аз рӯи суръати реаксияи химиявӣ гирифта мешавад, диаграммаи ln (k) нисбат ба 1 / T хати ростро ташкил медиҳад. Градиент ё кунҷи хат ва буриши он метавонад барои муайян кардани омили экспоненсиалии А ва энергияи фаъолсозӣ E истифода шавад. Ин як таҷрибаи маъмул дар омӯзиши кинетикаи химиявӣ аст.
Истифодаи катализи гетерогенӣ дар технологияи моддаҳои органикӣ.
Дар ин равандҳо катализатор аксар вақт сахт аст ва реактивҳо дар шакли моеъ ё газ (буғ) мебошанд. Процесс дар сархади фаза мегузарад, ки мувофики он катализ асосан аз процессхои пай дар пай иборат аст, ки онхо;
Баровардани маводи ибтидоӣ ба сатҳи катализатор.
Ҷойгиршавӣ ва деформатсияи молекулаҳо дар сатҳи катализатор.
Адсорбсия дар сатҳи катализатор.
Реаксияҳои сатҳи катализатор.
Десорбсияи моддае, ки дар реаксия ба вуҷуд меояд.
Моддаҳои ҳосилшуда аз сатҳи катализатор хориҷ карда мешаванд ва марказҳои фаъол холӣ мемонанд.
Кадоме аз ин равандҳо сусттар аст, суръати умумии раванд ба суръати он марҳила баробар хоҳад буд. Ин марҳила марҳилаи маҳдуд номида мешавад. Одатан, марҳилаи дуюм (майдони кинетикӣ) маҳдудкунанда аст. Кадом фаза маҳдуд аст, аз хосият (фаъолияти) катализатор ва шароити реаксия вобаста аст.
Моддае, ки суръати реаксияи химиявиро тагйир медихад, вале ба таркиби махсулоти гирифташуда дохил намешавад, катализатор номида мешавад. Катализаторҳоро ба се намуд тақсим кардан мумкин аст: якхела, гетерогенӣ ва биологӣ (биокатализатор ё ферментҳо). Ин катализаторҳоро одатан катализаторҳои мусбӣ ҳисобидан мумкин аст, зеро онҳо реаксияро метезонанд. Аммо, моддаҳое ҳастанд, ки суръати реаксияи химиявиро коҳиш медиҳанд. Ин моддаҳоро ингибиторҳо меноманд. Баъзан онҳоро катализаторҳои манфӣ меноманд.
Катализаторҳое, ки дар саноат истифода мешаванд, бояд ба талаботи зерин ҷавобгӯ бошанд: фаъолияти доимии баланди каталитикӣ, селективӣ, сахтии механикӣ, муқовимат ба ҳарорат, муқовимат ба захрҳои каталитикӣ, мӯҳлати хидматрасонӣ ва хосиятҳои барқарорсозӣ, андозаҳои мушаххаси гидродинамикӣ (характернок) ва арзиши паст. Ин талабот пеш аз ҳама ба катализаторҳои гетерогенӣ дахл доранд.
Назарияи умумӣ дар интихоби катализатор сарборӣ аст. Катализаторҳое, ки дар саноат истифода мешаванд, ба таври таҷрибавӣ (таҷрибавӣ) интихоб карда мешаванд. Аммо, дар асоси механизми катализ, катализаторро барои намудҳои муайяни реаксияҳо интихоб кардан мумкин аст.
Дар катализи гетерогенӣ фаъолияти катализатор ба майдони сатҳи он мутаносиб аст. Говаксимон катализаторхои дисперси баланд ё катализаторхои бо кашонандахои катализатор огушташуда масохати сатхи калон доранд. Вақте ки андозаи зарраҳо кам мешаванд, масоҳати сатҳ зиёд мешавад.
Барои реаксияҳои каталитикии якхела, таъсири катализатор ба миқдори он мутаносиб аст ва фаъолияти катализатор бо муодилаи зерин ифода карда мешавад:

ки: К – суръати доимии реаксия; м - массаи катализатор, г. ё шумораи фаъолиятҳо.

ки: g махсули хосилшуда; t - вақт.
Дар реаксияҳои каталитикии гетерогенӣ фаъолияти катализатор ҳамчун таносуби суръати реаксия ба воҳиди рӯизаминӣ фаҳмида мешавад.

ки: S - сатњи катализатор.
Микдори фаъолияти катализатор — суръати хосилшавии махсулот (конверсия), яъне фоизи махсулоти тайёр, ки нисбат ба ашьёи хом хисоб карда мешавад. Дар реаксияњои муайян фаъолияти катализаторро бо суръати њаљмї, яъне табдил додани ашёи хом ба мањсулот дар n% ифода кардан мумкин аст. Дар ифодаи фаъолияти катализатор шароити оптималии њарорат, фишор ва ваќти тамос, яъне барои таъмини максималии ташаккули мањсулоти тайёр кифоя бошад. Барои ин таъсири ҳарорат, фишор ва суръати ҳаҷмро ба фаъолияти катализатор омӯхтан лозим аст. Дар катализаторҳои гетерогенӣ самаранокии катализатор бо таъсири мутақобилаи атомҳои катализатор бо як молекулаи реагент муайян карда мешавад. Масалан, мањсулоти ќисман оксидшавї аз оксидшавии карбогидридњо дар њузури катализаторњои оксидкунанда дар натиљаи таъсири мутаќобилаи молекула бо як ё ду атоми оксиген дар сатњи катализатор (альдегидњо ва кислотањо пайдо мешаванд) ба амал меоянд. Маҳсулоти оксидшавии амиқ (CO2 ва N2O) дар натиҷаи таъсири мутақобилаи якчанд атомҳои оксиген ба вуҷуд меоянд. Интихоби инчунин аз ҳисоби хосиятҳои электронии катализатор ва атомҳои атрофи маркази фаъол тағир меёбад. Гайр аз ин, шакл, андоза ва андозаи микропорчахои катализатор, ки дар реакцияхои молекулахои мураккаби органики ба даст омадаанд, ахамияти калон доранд. Масалан, њангоми алкилизатсияи толуол - (S6N5-SN3) бо метанол (SN3ON) дар њузури зеолитњо ​​дар пайдоиши n-ксилол селективии максималї мушоњида мешавад, зеро ќитъаи буриши молекулаи он аз он хурдтар аст. аз м - ё о - ксилол. Аз ин рӯ, он қобилияти ба осонӣ паҳн кардани цеолитро ба микропорҳо дорад.
Катализаторҳои гетерогенӣ ва таснифи онҳо
Инҳоро метавон ҳамчун катализатор дар равандҳои фазаҳои гетерогенӣ истифода бурд:
1. Металҳои гурӯҳи I (Cu ‚Ag) ва гурӯҳи III (Fe‚ Ni ‚Co‚ Pt ‚Pd)-и ҷадвали даврии дорои хосиятҳои валентии тағйирёбанда. Дар байни онҳо ҳама металлҳо ба ҷуз нуқра ҳамчун катализатор дар реаксияҳои гидрогенизатсия, мис ва нуқра дар оксидшавӣ ва дегидрогенизатсияи оксидкунанда (масалан, синтези оксиди этилен дар ҳузури Ag, формальдегид дар метанол ва кетанолҳо дар ҳузури Ag ва Cu дар) истифода мешаванд. спиртҳо).
2. Оксидњои металлї, ки нимноќил њисобида мешаванд, аз ќабили ZnO ‚Fe2O3‚ Cr2O3 ‚WO3‚ MoO3 ‚Y2O5 ва гайра. Ин навъи катализаторҳо инчунин аз омехтаи оксидҳои металлӣ, аз қабили хромитҳо (ZnO * Cr2O3 ‚CuO * Cr2O3‚), молибдатҳо (Bi2O3 * 2MoO3), вольфратҳо (SaO * WO3), ванадҳо ва ғайра иборатанд. Инҳо гидрогенизатсияи каталитикӣ (синтези метанол дар ҳузури хромитҳои So ва N2), табдилдиҳӣ (Fe2O3 ‚Cr2O3, CrO), оксидшавӣ (табдил додани нафталин ва о-ксилол ба ангидриди фталат дар зери катализатори Y2O5, оксидшавии пропиленӣ дар мавҷудияти молибдатҳо, катализатори акроле реаксияи ташаккули акрилонитрил аз пропилен ва аммиак мебошад).
3. Оксидњои металлї (Al2O3 ‚SiO2), намаки туршї ва нейтралии онњо - [Ca3 (PO4), CaNPO4), Mg NPO4], аз љумла алюмосиликатњои табиї ва синтетикї [(Al2O3) m‚ (SiO2) n (N2O) r ] ва цеолитхо. Дар ҳузури ин навъи катализатор реаксияҳое ба амал меоянд, ки аз рӯи механизми катализи кислотаю асос ба амал меоянд. Масалан, крекинги фракцияхои карбогидридхои нафт дар катализатори алюмосиликатхо ва цеолитхо, дегидратация ва гидратсия дар мавчудияти Al2O3, синтези спиртхо аз спиртхо.

Истилоҳи «катализ»-ро соли 1836 Бертселиус ба вуҷуд оварда буд дохил карда шудааст. Баланд бардоштани суръати реаксияро дар зери таъсири моддаҳои гуногун катализ меноманд. Реаксияҳои каталитикӣ дар табиат хеле маъмуланд

васеъ пахн шуда, дар техникам химиявй ва хаёт ахамияти калон дорад. Далели ин мавҷудияти организмҳои зинда мебошад Биёед мисоле диҳем, ки суръати тамоми равандҳои биохимиявиро чӣ гуна катализаторҳои алоҳидаи биологӣ - ферментҳо идора мекунанд. имконпазир аст. Процессхои каталитикй дар бисьёр сохахои саноати химия низ истифода мешаванд. Бисёре аз реаксияҳое, ки қаблан муқаррарӣ ҳисобида мешуданд, воқеан дар таркиби моддаҳои таъсиршуда мавҷуд буданд бо миқдори ками катализаторҳо суръат мебахшад. Дар бисёр ҳолатҳо, реаксияҳои химиявӣ дар таркиби омехтаи реаксия хеле зиёданд бо микдори ками об суръат мегирад. Дар баъзе мавридҳо зарфе, ки дар он реаксия сурат мегирад, метавонад ҳамчун катализатор баромад кунад. Як қатор равандҳои каталитикӣ
хусусиятхои худро дорад. Яке аз онҳо миқдори катализатор аст набудани таносуби стехиометрии байни ва субстрат. Дар ҷараёни ин раванд катализатор сарф намешавад ва маводи кимиёвӣ тагьир намеёбад. Аммо дар амал равандҳои паҳлӯии гуногун Катализатор аз сабаби ҷараён воқеан истеъмол мешавад.
Ба константаи мувозинати реаксияҳои силсилаи катализатор нишон медихад, ки ба он аз нуктаи назари термодинамикй таъсир намерасонад имконпазир аст. Катализатор реак-цияхои навро ба вучуд намеоварад, у танҳо суръати реаксияҳои аз ҷиҳати термодинамики иҷозатдодашударо зиёд мекунад ва ба ҳолати мувозинати система ноил мегардад. вакти заруриро кам мекунад. Дар ҳузури катализатор константаи суръати реаксия меафзояд, дар ҳоле ки доимии мувозинат, тагьир намеёбад. Аз ин рӯ, катализатор яке аз реаксияҳои мустақим ва баръакс мебошад як навъ суръат мебахшад. Хусусияти дигари катализаторхо ба селективии онхо вобаста аст. Катализаторҳои универсалӣ дастрас нестанд,
ҳар як реаксия катализатори махсуси худро талаб мекунад. Яке аз асосгузорони таълимоти катализ Оствальд буд чунон ки зикр гардид, катализатор ҳамон калиди моддаҳои зарардида мебошад бояд тавре ки гуё баста бошад. То хол ин ё он
кадом моддаро ба сифати катализатори самарабахш дар процесс истифода бурдан лозим аст пешгуй кардан мумкин нест. Ин масъала то ҳол вуҷуд дорад ба таври таҷрибавӣ ҳал карда мешавад ва барои реаксияи додашуда оптималӣ мебошад Барои интихоби катализатор вақти зиёд лозим аст. Барои намуна, 20.000 ҳангоми ҷустуҷӯи катализатор барои синтези аммиак бештар моддахо санчида, хамчун катализатор интихоб карда шуданд холо хам гуфтан мумкин нест, ки охан аз хама самарабахш аст. Баръакс, катализаторхое, ки дар техника истифода мешаванд, аз мукаммал дуранд. Ферментҳо бо катализаторҳои синтетикӣ як худи мукоисаи хосиятхои каталитикй ба чунин хулоса оварда мерасонад зеро хосиятхои ферментхо табиати дароз доранд ки онхо дар процесси эволюция инкишоф ёфтаанд, каталитикии онхо фаъолият назар ба фаъолияти катализаторхои минералй то дах хазор баробар зиёд аст Аз сабаби фаъолияти нокифояи катализаторҳои ба таври сунъӣ омодашуда дар ҳарорати баланд реаксияҳои зиёдеро анҷом додан лозим меояд, ки душвор мегардонад ва арзиши аслии махсулотро зиёд мекунад. Ҳисобҳои термодинамикӣ нишон медиҳанд, ки аммиак аз элементҳо синтез метавонад дар ҳарорати хонагӣ сурат гирад. Аммо, ягон катализатор ёфт нашудааст, ки ин реаксияро дар ҳарорати паст ба таври кофӣ суръат бахшад. Аз ин рӯ, аммиак 500 Дар ҳарорати C. синтез карда мешавад, вале дар ин харорат кисми зиёди аммиак низ вайрон мешавад. Раванди баланд бардоштани ҳосили аммиак садхо фишори атмосфера. Бинобар ин Яке аз вазифаҳои асосии назарияи катализ пешгӯӣ ва донистани хосиятҳои каталитикии моддаҳо мебошад. усулҳои интихоби катализаторе, ки барои реаксия оптимал аст инкишоф. Гуногунии реаксияхои каталитикй боиси ба вучуд омадани назарияи умумии катализ гардид душвор мегардонад. Хусусиятҳои зиёди реаксияҳои каталитикӣ бо реактивхои катализаторхо тарафхо вобаста ба он, ки кадом пайвастагиҳо ба вуҷуд меоянд


Коагулятсия ва барқарории системаи коллоид. Намудҳои системаи барқарории коллоид. Коагулятсияи коллоидҳои лиофоб. Кинетика ва механизми коагулятсияи золлҳо бо ёрии электролитҳо. Коагулятсияи байни золлҳо