Catalysis homogén és heterogén katalízis: példákkal magyarázzuk
Néhány kémiai kölcsönhatás önmagábannagyon nehéz vagy egyáltalán nem fordulnak elő. És akkor különleges anyagok - katalizátorok - jönnek a támogatásra. Lehetővé teszik, hogy "megkerüljék a gátat" - és a reakció megkezdődik, bár nélküle sem soha nem kezdődött volna meg, vagy nagyon lassan következett volna be. Homogén és heterogén katalízis katalizálódik. Mit jelentenek ezek a szavak?
A név más lehet,egy fázisban katalizátort és reagenseket tartalmaz. Maga a katalizátor nem fogyasztódik a reakcióban. Ha az anyag és a katalizátor között két fázist lát, akkor a katalizáció heterogén lesz. Ugyanez mondható el az esetről, amikor az anyag és a katalizátor összesített állapota különbözik. Homogén egy homogén közegben, egyetlen fázisban fordul elő.
Heterogén katalízis esetén a katalizátor gyakran -szilárd, és a reagensek folyadékok vagy oldott anyagok folyadékokban vagy gázok. Ebben az esetben a reagensek adszorbeálódnak a katalizátor aktív központjaiban (nem keverik össze az adszorpciót és az abszorpciót, az első a "ragasztás" a felületre, a második - amikor egy anyag behatol a másik szerkezetébe).
Ebben az esetben a reagens és a katalizátor molekulái közöttvan egy kémiai kölcsönhatás. Ez magában foglalja mind a kémiai reakciót a felszínen, mind pedig a reagens molekulákon belüli kötések gyengülését. Ezután reakció alakul ki, amelyben gyakran a fennmaradó anyag molekulái érik el az első reagens molekuláját. A reakció eredménye deszorbeálódik, "lehúzódik" az aktív központokból. Amint már említettük, a katalizátor nem fogyasztódik a reakcióban. Csak a reagensek és termékek mennyisége változik.
A katalízis homogén és heterogén katalízisét széles körben alkalmazzák az iparban. Mutassuk meg a második példát, mert elméletileg már figyelembe vettük.
Mint tudod, margarin - telített zsír. Szilárd a konzisztencia. És a növényi zsírok, amelyekből előállítják, többnyire folyékonyak. Hogyan érhető el a szilárdság? A hidrogénezés, vagyis a szénatomok kettős kötései hidrogénatom hozzáadásával válnak egységesé. És mivel a katalizátor fém-nikkel szilárd állapotú. A zsírok, amelyek e reakció során keletkeznek, hidrogénezésnek nevezik. Természetesen, mint minden telített zsír, nem nagyon hasznosak, de a démonizálása is megéri.
Katalizáló homogén és heterogén katalízis szükségesmegértsék, mert segítenek megmagyarázni nemcsak az ipari, hanem a természetes folyamatokat is. Például az ózonréteg megsemmisítése egy példa a homogén katalízisre.
Az ózon elpusztul és újra létrejöttbefolyásolja az ultraibolya sugárzás molekuláit. Azonban a normál folyamatot zavarják klór- és fluor-szénhidrogén molekulák jelenlétében, amelyek a légkörben gázok formájában jelen vannak, és ipari kibocsátás termékei. Mi történik ebben az esetben? A klór- és fluor-karbonvegyületek molekulái ütköznek az ózonmolekulákkal, és egy oxigénatomot tartalmaznak. Ezután, a vegyület, például a klór és oxigén ütközik egy másik ózon molekula, ami egy molekula oxigén és regenerálják a részecske klórvegyületet ami tovább megzavarják ezer ózon molekulák. Így homogén katalízis történik. Amint látja, a folyamat ismerete lehetővé teszi számunkra, hogy megértsük, hogy bizonyos dezodorok és folyadékok használatát óvatosnak kell lenni a hűtőszekrények számára.
Meg kell azonban jegyezni, hogy az olyan anyagok,homogén és heterogén katalízis katalizátora, nemcsak felgyorsítja a reakciót, hanem lassítja is. Ebben az esetben ezeket nevezik inhibitoroknak. És a katalizátorok viszont bizonyos anyagokkal érintkezhetnek: a katalizátor gyorsítói vagy mérgezõi. Ezért a katalízis folyamat többlépcsős, és megértéséhez szükséges a katalízis okainak megértése. És ez azért történik, mert ez a folyamat kevesebb aktivációs energiát igényel, mert a folyamat más úton halad, mint ha önmagában megy.
Mint láttuk, a katalízis példái nagyon eltérőek lehetnek az ember javára. A világ megváltoztatása érdekében azonban meg kell értened. Ezért a tanulmányi kémia nem csak "vpoglyadku".
