6-bob. Geterogen kataliz
6.1. Nazariy qism.
Geterogen kataliz, katalizning asosiy turi bo‘lib, uning yordamida ko‘plab noorganik va organik moddalar sintez qilindi, shuningdek kimyoviy va neftkimyoviy jarayonlar amalga oshiriladi.
Quyida ularning tasdig‘i sifatida geterogen katalizatorlar ishtirokida amalga oshiriladigan jarayonlar keltirilgan:
-kontakt usuli bilan sulfat kislota olish;
- ammiak ishlab chiqarish )Gebber jarayoni)- katalizator har xil metallar qo‘shib promotorlangan temir:
- qo‘sh bog‘ (С=C), С=O va uch bog‘ (С=С) larni gidrogenlash jarayoni (masalan, yog‘ni gidrogenlash, benzoldan siklogeksan olish), neft va u asosida olingan moddalarni gidrotozalash –katalizatorlar platina yoki nikel:
- neft tarkibidagi uglevodorodlarni katalitik krekinglash; tarmoqlanmagan alkanlarni izomerlash:
-ko‘plab oksidlash reaksiyalari: etilenni etilen oksiligacha oksidlash (kumush katalizatorlar) propilenni akroleingacha oksidlash vismut molibdat va surma oksid asosida olingan katalizatorlar);
- piridin va α-pikolinni sanoatda sintezi (psevdosuyuq qatlamda ishlatiladigan alyumosilikat katalizator);
- Sigler-Natta katalizatorini qo‘llab olefinlar asosida polimerlar olish:
Geterogen katalizda katalizator va reagentlar har hil fazani tashkil qiladi va reaksiya gomogen katalizdan farqli holda chegara sirtida boradi.
6.1.1. Geterogen-katalitik reaksiyalarning turlari.
Geterogen katalizni shartli ravishda quyidagi turlarga bo‘lish mumkin:
1. Metallar, ularning oksidlari va koplangan katalizatorlar sirtidagi kataliz.
2. Qattiq kislotalar va oksidlar (kislotali katalizatorlarning faol markazlarini tavsiflovchi protonlar –Brensted markazlari yoki taqsimlanmagan elektronjuftini biriktiruvchi atomlar –Lyuis markazlari: masalan, alyuminiy oksidi sirtidagi alyuminiy atomlari). Bunda faol markazlar protonlarga akseptor yoki elektron juftlarga donor bo‘ladi.
3. Ko‘pfunksional katalizatorlar sirtidagi kataliz. Bunday katalizatorlar o‘zida har xil funksiyalarni mujassamlashtirgan bo‘lib, komponentlar aralashmasidan tashkil topadi. Masalan, metall katalizator (platina yoki nikel) kislotali katalizator (alyuminiy oksid) bilan kombinatsiyalashtiriladi, bu katalizator Lyuis kislotasi vazifasini o‘taydi.
4. Geterogenlashtirilgan metall kompleks sirtidagi kataliz (katalizatorlar- polistirol, shisha va boshqa qattiq tashuvchilar sirtiga o‘tkazilgan metall komplekslari)
Geterogen katalizda ham boshqa tur katalizdagi singari katalizatorning tasiri reaksiyaning faollanish energiyasini kamaytirishga asoslangan, lekin shu bilan birga reagentlar va hosil bo‘luvchi moddalarning energiyasini, yani reaksiyaning issiqlik effektini o‘zgartirmaydi. Bu holat quyidagi rasm va jadvalda keltirilgan.
Reaksiya yo‘nalishi
20-rasm. Nokatalitik (1)va katalitik reaksiyaning (2) energetik holati. Bu yerda Еа nokatalitik reaksiyaning, Еак –geterogen katalizator ishtirokidagi reaksiyasining faollanish energiyasi bo‘lib Еак< Еа
Jadval
Har xil tabiatga ega bo‘lgan katalizatorlar ishtirokida olib borilgan geterogen –katalitik reaksiyalarning faollanish energiyasi qiymatlari.
Reaksiya va uning tenglamasi
|
Katalizatorsiz, Ea, kDj/mol
|
katalizator
|
Eka (katalizator ishtirokida faollanish energiyasi, kDj/mol
|
C2H4 + H2 → C2H6
SO2 + 1/2O2→ SO3
N2O→N2 + 1/2O2
|
182
240
244
|
mis
nikel
platina
platina
platina
oltin
|
29-50
60
136
121
|
Do'stlaringiz bilan baham: |