Katalitičke reakcije primjera. Homogene i heterogene katalize

Kemija - nauka tvari i njihove transformacije, kao i procesi za njihovu pripremu. Čak iu regularnom školski program se smatra tako važnom pitanju, obje vrste reakcija. Klasifikacije, sa kojima se studenti upoznaju sa osnovnom nivou, uzima u obzir promjenu faze toka oksidacije, pa mehanizam procesa. D. Osim toga, svi kemijski procesi su podijeljeni u katalitičkim i ne-katalitičke reakcije. Primjeri transformacija koje se javljaju uz katalizator upoznaje čovjeka u svakodnevnom životu: fermentacije, truljenja. Non-katalitičke konverzije, mi smo mnogo manje zajedničkog.

Ono što je katalizator

Ova kemijska, koja je u stanju promijeniti brzina reakcije, ali sam po sebi nije uključen. U slučaju kada je katalizator odvija preko ubrzanje procesa, to se odnosi na pozitivan katalizu. U tom slučaju, ako je dodao agent u procesu smanjuje brzinu reakcije, to se zove inhibitor.

vrste kataliza

Homogene i heterogene katalize razlikuju u fazi, u kojoj se nalaze polazni materijali. Ako komponente počinje, odveden u interakcije, uključujući katalizator, su u istom agregatnom stanju, teče homogena katalizu. U slučaju kada je reakcija prisustvovali različite faze materije, je heterogena kataliza.

Selektivnost akcije

Kataliza nije samo sredstvo za poboljšanje performansi opreme, ima pozitivan učinak na kvalitetu proizvoda. Slična pojava se može objasniti činjenicom da je zbog selektivne (selektivno) akcija većine katalizatora se ubrzano direktna reakcija smanjen stranu procesa. Na kraju krajeva, proizvodi dobijeni imaju veći čistoće nije potrebno dodatno pročisti supstancu. Selektivnost akcije katalizatora daje efektivno smanjenje neproduktivnih troškova sirovina, dobre ekonomske koristi.

Prednosti primjene u proizvodnji katalizatora

Šta još odlikuje katalitičke reakcija? Primjeri su u konvencionalnom srednjoj školi, pokazuju da korištenje katalizatora omogućuje procesa na nižim temperaturama. Eksperimenti pokazuju da se može koristiti za računati na značajno smanjenje troškova za energiju. Ovo je posebno važno u sadašnjim okolnostima, kada postoji manjak energetskih resursa u svijetu.

Primjeri katalitičkog proizvodi

Koje grane koristiti katalitičke reakcije? Primjeri takvih postrojenja: proizvodnja dušične i sumporne kiseline, vodik, amonijak, polimeri i preradi nafte. Naširoko se koristi kataliza u pripremi organske kiseline, Monohidroksilni i višehidroksilni alkoholi, fenol smole, boje, lijekova.

Ono što je katalizator

Katalizatora može poslužiti mnoge supstance prisutne u periodnog sistema hemijskih elemenata Dmitriya Ivanovicha Mendeleeva, i njihova jedinjenja. Među najčešćim akceleratorima izolovani: nikal, željezo, platina, kobalt, alumosilicates, mangan oksida.

Značajke katalizatora

Osim selektivnog akciju katalizatori imaju odlične mehaničke čvrstoće, ne mogu odoljeti katalitičke otrove, lako regenerisati (obnovljena).

Faza katalitičke homogene reakcije su podijeljene u fazi gas i tečne faze.

Bliži pogled na ove vrste reakcija. Rješenja hemijske konverzije akceleratora vire vodika kationa H +, baza hidroksid iona OH-, metalne katione, M +, i supstance koje promoviraju stvaranje slobodnih radikala.

Suština kataliza

Mehanizam katalizu reakcijom kiselina i baza je da postoji razmjena između interakcije materije i katalizator pozitivnih iona (protona). Tako intramolecular transformacije odvijaju. Za ovu vrstu reakcije su:

• dehidracija (voda razdvajanja);
• hidratacija (prilog molekula vode);
• esterifikacije (formiranje ester od alkohola i karboksilnih kiselina);
• polycondensation (formiranje polimera dekolte vodom).

Teorija katalize objašnjava ne samo proces, ali i moguće transformacije strane. U slučaju heterogenih procesa katalizu formira poseban fazi akcelerator, imaju neke katalitička svojstva na površini tačke reaktanata ili cijelu površinu je uključen.

Postoji microheterogeneous proces koji uključuje pronalaženje katalizator u koloidnom stanju. Ova opcija je prelazni države iz homogene heterogenim katalizu um. Većina ovih procesa javlja između plinovitih supstanci koriste čvrsta katalizatora. Oni mogu biti u obliku peleta, tableta, žitarice.

Distribucija kataliza u prirodi

Enzim kataliza je široko rasprostranjena u prirodi. To se nastavlja preko sintezu biokatalizatora proteinskih molekula, metabolizam obavlja u živim organizmima. Nijedan od bioloških procesa koji uključuju žive organizme, a ne zazire od katalitičkog reakcije. Primjeri vitalnih procesa: sintezu aminokiselina iz proteina specifičnih za organizam; razgradnju masti, proteina, ugljikohidrata.

kataliza algoritam

Razmotrimo mehanizam katalize. Ovaj proces se javljaju na poroznim čvrstim akceleratore kemijskih interakcija, uključuje nekoliko osnovnih koraka:

• difuzije reaktanata na površinu katalizatora zrna od potoka zrna;
• difuzije reaktanata u katalizator pore;
• hemisorpcija (uskoro adsorpcija) na površini od kemijskih akceleratora reagira sa pojavom površinske kemijskih supstanci - uskoro kompleksi "katalizator reagensa";
• preuređenje atoma sa pojavom kombinacije površina "katalizator proizvod";
• difuzije u pore akceleratora proizvoda reakcije;
• proizvod difuzije od površine protoka zrna u reakciji akcelerator jezgru.

Katalitičkim i ne-katalitičke reakcije su toliko važni da su naučnici tokom godina nastaviti istraživanja u ovoj oblasti.

Kada homogena kataliza nema potrebe da se izgraditi poseban dizajn. Enzima kataliza u heterogenim varijanta uključuje upotrebu različitih i specifične opreme. Za svoj tok razvio poseban kontakt uređaja, podijeljena preko kontaktne površine (u cijevi, na zidovima katalizatora mrežice); filter sloj; cisterne krevet; u prahu sa pokretnog katalizatora.

prijenos topline u aparat se provodi na različite načine:

• primjenom daljinskog upravljača (vanjski) izmjenjivači topline;
• preko izmjenjivača topline, ugrađen u kontakt aparata.

Analizirajući formula kemije, može se naći takve reakcije u kojima katalizator djeluje kao jedan od finalnih proizvoda, koji se formira u toku kemijske interakcije početne komponenti.

Takvi procesi se nazivaju autokatalitičkog, fenomen u hemije zove autocatalysis.

Brzina mnoge interakcije zbog prisutnosti u reakciji mješavina određenih supstanci. Njihova formula hemije često previđa, zamjenjuju se riječju "katalizator" ili njena skraćenica za ovo. Oni ne uključuju konačni stereohemija jednadžbe, jer su, nakon završetka reakcije ne mijenja iz kvantitativnog aspekta. U nekim slučajevima, dovoljno male količine supstanci koje značajno utječu na stopu tekućeg procesa. To je dozvoljeno i situacijama, kao što su kada je akcelerator kemijskih sama interakcija djeluje reaktor.

Suština utjecaj katalizatora na stopa promjene procesa kemijski da supstanca je uključen u sastav aktivnog kompleksa, a samim tim i mijenja energija aktivacije kemijskih interakcija.

U propadanje kompleksa regeneracije katalizatora se posmatra. Suština je da neće biti potrošen, ostati nepromijenjena nakon količinu interakcije. Upravo iz tog razloga je dovoljno mala količina aktivne supstance da reaguje na podlogu (reakcija reagensa). U stvarnosti, blagi količina katalizatora u hemijskim procesima ipak konzumira, koje mogu biti različiti sekundarni procesi: to trovanje gubitak procesa, promjena površine države čvrstih katalizatora. Formula hemije ne uključuju računovodstvo katalizator.

zaključak

Reakcija, koja je uključivala aktivni sastojak (katalizator) okružuju osobu, osim one teku u svom tijelu. Homogene reakcije su mnogo manje zajedničkog nego heterogena interakcije. U svakom slučaju, prvo formiranje intermedijarnih kompleksa, koji su nestabilni, postepeno razgrađuju i tu regeneraciju (obnovu) pedale procesa kemijske. Na primjer, interakciju Metafosforna kiseline sa kalij persulfat kao katalizator djeluje hydriodic kiseline. Kada se doda reaktanti formira žuti rješenje. Kako se približavamo kraju procesa obojenosti blijedi. Kao srednji proizvod u ovom slučaju je jod, i odvija se proces u dvije faze. Ali čim Metafosforna kiselina je sintetiziran katalizator se vraća u prvobitno stanje. Katalizatori su neophodni u industriji, oni pomažu da se ubrza transformaciju dobiti visokokvalitetne proizvode reakcije. Nije moguće bez njihovog učešća i biohemijskih procesa u organizmu.