Ўзбекистон Республикаси Олий ва махсус ўрта таълим вазирлиги олий ўқув юртларининг талабалари учун дарслик сифатида тавсия этган

VI боб
САНОАТ КАТАЛИЗИ
1-§. КАТАЛИЗНИНГ АҲАМИЯТИ ВА ҚЎЛЛАНИШ ДОИРАСИ
Кимёвий реакцияларни тезлатувчи қулай йўллардан бири катализатор қўллашдир. Шунинг учун охирги йилларда ўзлаштирилаётган кимё саноатдаги кўпгина янги ишлаб чиқаришлар (90%) катализатор иштирокида боради. Катализатор иштирокида кимёвий реакциялар минг ва миллион марта тезлашади, анча паст ҳароратда кетади ва иқтисодий фойдалидир. Бир қатор саноат жараёнларни катализаторни қўллаш оқибатида амалга оширишга муяссар бўлинди. Водородни, аммиакни, азод ва сульфат кислоталарни ва бошқа бирикмаларни олишда катализ қўлланилади. Катализаторлар иштирокида юқори бирикмали моддалар олинади, нефть маҳсулотлари парчаланади (крекинг). Катализаторларнинг моҳияти шуки, у кимёвий реакциялар тезлигини оширади, реакцияда қатнашади, моддалар билан оралиқ кимёвий ўзаро муносабати бўлади. Лекин реакция охирида ўзининг кимёвий структурасини тиклайди. Ҳар хил моддалар катализатор бўлиши мумкин, масалан: газлар (NO), суюқликлар, қаттиқ моддалар. Катализаторлар моддалар ва катализатор фазовий шароитига қараб гомоген ва гетероген ёки микрогетероген бўлиши мумкин. Суюқ муҳитда коллоид заррачалар микрогетероген катализатор бўлиб хизмат қилади.
Катализаторларнинг реакцияга таъсири бошқа сабаблар таъсиридан ўлароқ фарқ қилади (ҳарорат, босим).
Мисол: Ҳароратнинг ошиши ўзаро таъсир қилувчи моддаларнинг молекуляр активлиги ошиши натижасида реакцияни тезлатади, яъни энергетик сатхи ошади. Катализатор қўллаш натижасида асосий реакциялар тезлашиб, бошқа реакцияларнинг кетишига тўсқинлик қилади. Олинадиган маҳсулот қўлланиладиган катализаторлар турига ҳам боғлиқ бўлади. Агарда этиленни кумуш катализатор иштирокида оксидласак этилен оксиди ҳосил бўлади:
CH₂  CH₂ O₂ ^AgCH₂ CH₂

O
Агарда оксидланиш палладий иштирокида борса ацетат альдегиди ҳосил бўлади.
CH₂  CH₂ O₂ ^PdCH₃ COH
Реакция тезлигига катализаторларнинг таъсири шундаки, у реакция тезлигининг константасини оширади.
 k C (6.1)
Катализаторнинг реакция тезлигини оширишининг сабаби шундаки, у кимёвий реакциянинг активланиш энергиясини камайтиради. Катализатор қатнашганда реакция йўналиши ўзгаради. Бунда реакция бир қатор элементар босқичларда боради ва кам энергия активлигини талаб қилади (катализаторсиз борадиган тўғри реакцияга қараганда). Шундай қилиб, биз кўрдикки, активланиш энергияси қанча кам бўлса, реакция тезлиги шунча кўп бўлади.
k  k₀e^{(E/ RT)} (6.2)
Умумий ҳолда катализаторсиз ва катализатор иштирокида борадиган реакцияларни кўриб чиқамиз.
Катализаторсиз:
А +В қ Д + . . .
А + В қ АВ^* қ Д ...
Маҳсулот ҳосил бўлиши актив комплекс орқали амалга ошади.
Катализатор иштирокида реакция бир нечта элементар босқичда боради :
A + [Кат] қ A [Кат] (а)
A [Кат] + B қ AB* [Кат] (б)
AB* [Кат] қ Д + [Кат] (в)
57-расмда каталитик (I) ва нокаталитик (II) реакцияда система энергиясининг ўзгариши ифодаланган. E_K ва E реакциянинг энергия активацияси, е₁ ва е₂ оралиқ босқичлар (а) ва (б) нинг энергия активацияси бўлиб, агар Е_к,< Е бўлса катализ жараёни ижобий хисобланади.
Катализатор активлиги реакция катализатор иштирокидаги тезлик константасининг k _кат катализаторсиз k га нисбати билан аниқланади.
Akкатk  ee(E(Eкат/ RT/ RT) ) eE/ RT (6.3)
б у ерда: А – катализатор фаоллиги; k_кат, k – катализатор иштирокида ва катализаторсиз реакциянинг тезлик константаси;∆Е – каталитик жараёнда активланишэнергиясининг пасайиш қуввати ёки каталитик реакциянинг активланиш энергиясининг нокаталитик
реакцияга нисбатан камайиши; Е_кат , Е – катализаторли ва катализаторсиз реакциянинг активланиш энергияси.