Catalytic reaksyon halimbawa. Homogenous at magkakaiba katalisis

Chemistry - ang agham ng mga sangkap at ang kanilang mga transformations, pati na rin ang proseso para sa kanilang mga paghahanda. Kahit sa mga regular na programa ng paaralan ay itinuturing na tulad ng isang mahalagang isyu, parehong mga uri ng reaksyon. Pag-uuri, na kung saan mag-aaral ay ipinakilala sa ang pangunahing antas, isinasaalang-alang ang pagbabago ng phase daloy oksihenasyon, at sa gayon ang proseso ng mekanismo. D. Higit pa rito, ang lahat ng mga kemikal na proseso ay nahahati sa catalytic at non-catalytic reaksyon. Mga halimbawa ng mga transformations na maganap sa ang katalista ay nakakatugon sa isang tao sa araw-araw na buhay: pagbuburo, pagkabulok. Non-catalytic conversion, kami ay mas mababa karaniwang.

Ano ang isang katalista

Ito kemikal, na kung saan ay magagawang upang baguhin ang rate ng reaksyon, ngunit ang kanyang sarili na ito ay hindi kasangkot. Sa kaso kung saan ang katalista ay tumatagal ng lugar sa pamamagitan nang acceleration proseso, ito ay tumutukoy sa mga positibong katalisis. Sa kasong iyon, kung ang idinagdag ahente sa proseso binabawasan ang reaksyon rate, ito ay tinatawag na isang inhibitor.

mga uri ng katalisis

Homogenous at magkakaiba katalisis-iba sa phase, kung saan may mga panimulang materyales. Kung ang panimulang bahagi, dadalhin sa pakikipag-ugnayan, kabilang ang katalista, ang mga ito sa parehong pinagsama-samang estado, dumadaloy homogenous katalisis. Sa kaso kung saan ang mga reaksyon ay dinaluhan ng iba't ibang phase ng matter, ay magkakaiba katalisis.

Ang selectivity ng pagkilos

Katalisis ay hindi lamang isang paraan ng pagpapabuti ng pagganap ng mga kagamitan, ito ay may positibong epekto sa ang kalidad ng mga produkto. Ang isang katulad na kababalaghan ay maaaring ipinaliwanag sa pamamagitan ng ang katunayan na dahil sa isang pumipili (pumipili) pagkilos ng pinaka catalysts ay pinabilis na sa pamamagitan ng direktang reaksyon nabawasan proseso side. Sa paglaon, ang mga produktong nakuha ay may isang mas mataas na kadalisayan ay hindi kinakailangan upang higit pang lilinisin ang substansiya. Ang selectivity ng pagkilos ng ang katalista ay nagbibigay sa epektibong pagbabawas ng mga di-produktibong gastos ng raw materyales, mahusay na pang-ekonomiyang mga benepisyo.

Kalamangan ng application sa produksyon ng katalista

Ano pa ay nailalarawan sa pamamagitan ng catalytic reaksyon? Mga halimbawa tiningnan sa isang maginoo high school, magpahiwatig na ang paggamit ng ang katalista ay nagbibigay-daan sa proseso sa mas mababang mga temperatura. Eksperimento ipakita na maaari itong gamitin upang mabilang sa isang makabuluhang pagbaba sa gastos ng enerhiya. Ito ay partikular na mahalaga sa kasalukuyan pangyayari, kapag may isang kakulangan ng mga mapagkukunan ng enerhiya sa mundo.

Mga halimbawa ng catalytic paninda

Aling industriya gamitin ang catalytic reaksyon? Mga halimbawa ng mga naturang mga halaman: produksyon ng mga nitrik at sulpuriko acids, hydrogen, amonya, Polymer at processing langis. Malawakang ginagamit katalisis sa paghahanda ng organic acids, monohydric at polyhydric alcohols, phenols resins, tina, gamot.

Ano ang katalista

Ang catalysts ay maaaring magsilbi ng maraming mga sangkap naroroon sa periodic sistema ng mga elemento kemikal Dmitriya Ivanovicha Mendeleeva, at ang kanilang mga compounds. Kabilang sa mga pinaka-karaniwang mga accelerators ihiwalay: nikel, bakal, platinum, kobalt, alumosilicates, mangganeso oxides.

Mga tampok catalysts

Bilang karagdagan sa mga pumipili pagkilos catalysts ay may mahusay na mekanikal lakas, maaari silang labanan ang catalytic lason, madaling regenerated (ibalik).

Ang yugto ng catalytic homogenous na reaksyon ay nahahati sa gas phase at liquid phase.

Ang isang mas malapitang pagtingin sa mga ganitong uri ng reaksyon. Sa mga solusyon ng kemikal conversion accelerator ay nakausli hydrogen cations H +, base haydroksayd ions OH-, metal cations, M +, at sangkap na i-promote ang pagbuo ng libreng radicals.

Ang kakanyahan ng katalisis

Mekanismo katalisis sa pamamagitan ng reacting asido at beis ay na mayroong isang palitan sa pagitan ng pakikipag-ugnay sangkap at katalista positibong ions (protons). Kaya intramolecular transformations na maganap. Para sa ganitong uri ng reaksyon ay ang mga:

• aalis ng tubig (water uncoupling);
• hydration (attachment ng molecules ng tubig);
• esterification (pormasyon ng mabangong kimiko mula sa alcohols at carboxylic acids);
• polycondensation (polymer formation sa pamamagitan ng cleavage ng tubig).

Ang teorya ng katalisis ay nagpapaliwanag hindi lamang ang proseso ngunit din ang mga posibleng side transformation. Sa kaso ng isang magkakaiba proseso katalisis ay bumubuo ng isang hiwalay na yugto accelerator, magkaroon ng ilang mga catalytic ari-arian sa ang mga puntos sa ibabaw ng reactants o ang buong ibabaw ay kasangkot.

May ay isang microheterogeneous proseso na kung saan ay nagsasangkot ng paghahanap ng isang katalista sa isang koloidal estado. Ang pagpipiliang ito ay isang palampas estado mula homogenous na magkakaiba katalisis isip. Karamihan sa mga prosesong ito ay nangyayari sa pagitan ng mga puno ng gas sangkap gamit solid catalysts. Sila ay maaaring maging sa anyo ng mga Bolitas na, tablet, butil.

Pamamahagi ng katalisis sa kalikasan

Enzyme katalisis ay malawak na ipinamamahagi sa kalikasan. Ito ay naaayos sa pamamagitan ng biocatalysts synthesis ng protina molecules, metabolismo gumanap sa buhay na organismo. Wala sa mga biological na proseso na kinasasangkutan ng buhay na organismo, hindi mahiya ang layo mula sa catalytic reaksyon. Mga halimbawa ng mga mahalagang proseso: synthesis ng amino acids mula sa mga protina partikular na para sa mga organismo; ang breakdown ng taba, protina, carbohydrates.

katalisis algorithm

Isaalang-alang ang mga mekanismo ng katalisis. Ang prosesong ito ay nagaganap sa maraming butas na maliliit solid accelerators kemikal na pakikipag-ugnayan, kasama dito ang ilang mga pangunahing hakbang:

• pagsasabog ng reactants sa ibabaw ng katalista butil mula sa stream ng kernel;
• pagsasabog ng reactants sa katalista pores;
• chemisorption (aktibo adsorption) sa ibabaw ng kemikal accelerator reacting sa pagdating ng pang-ibabaw na mga kemikal - activate complexes "katalista pantauli";
• pagbabago ng ayos ng mga atom sa mga pangyayari ng mga kumbinasyon ibabaw "katalista-produkto";
• pagsasabog sa pores ng accelerator ng produkto na reaksyon;
• produkto pagsasabog mula sa ibabaw ng daloy ng palay sa reaksyon accelerator core.

Catalytic at non-catalytic reaksyon ay kaya mahalaga na ang mga siyentipiko sa mga nakaraang taon patuloy na pananaliksik sa lugar na ito.

Kapag homogenous katalisis hindi na kailangan upang bumuo ng mga espesyal na disenyo. Enzyme katalisis sa magkakaiba variant ay nagsasangkot ng paggamit ng mga magkakaibang at tiyak na mga kagamitan. Para sa daloy nito na binuo espesyal na mga aparatong contact, subdivided sa ibabaw ng ibabaw ng contact (sa tubes, sa mga pader ng katalista meshes); isang filter layer; slurry kama; durog na may gumagalaw katalista.

Heat transfer sa mga patakaran ng pamahalaan ay ipinatupad sa iba't ibang mga paraan:

• sa pamamagitan ng paglalapat ng mga remote (panlabas) heat exchangers;
• sa pamamagitan ng exchangers init, naka-embed sa isang contact patakaran ng pamahalaan.

Pinag-aaralan ang formula ng kimika, ay matatagpuan naturang reaksyon kung saan ang isang katalista ay gumaganap bilang isa sa mga panghuling produkto, na kung saan ay nabuo sa panahon ng kemikal pakikipag-ugnayan ng mga unang bahagi.

Ang ganitong proseso na karaniwang tinatawag autocatalytic, ang phenomenon sa kimika tinatawag autocatalysis.

Bilis ng maraming mga pakikipag-ugnayan dahil sa ang presensya sa ang reaksyon pinaghalong mga tiyak na mga sangkap. Ang kanilang mga formula kimika madalas na overlooked, ay pinalitan ng salitang "katalista" o ang pagpapaikli para sa na ito. hindi nila isinasama ang pangwakas na stereochemistry ng equation, dahil sila, matapos ang pagkumpleto ng reaksyon ay hindi nagbabago mula sa nabibilang na punto ng view. Sa ilang mga kaso, sapat na maliit na halaga ng mga sangkap na makabuluhang makakaapekto sa mga rate ng patuloy na proseso. Ito ay pinapayagan at sitwasyon tulad ng kapag ang accelerator kemikal pakikipag-ugnayan mismo ay gumaganap reaksyon sasakyang-dagat.

Ang kakanyahan ng ang katalista na impluwensiya sa ang pagbabago rate ng proseso ng kemikal ay na ang mga sangkap ay kasama sa komposisyon ng mga aktibong complex, at sa gayon ang mga pagbabago sa activation enerhiya ng kemikal pakikipag-ugnayan.

Sa pagkabulok ng complex katalista pagbabagong-buhay ay na-obserbahan. Sa kahulihan ay na ito ay hindi na ginugol, ay mananatiling hindi nagbabago pagkatapos ng halaga ng mga pakikipag-ugnayan. Ito ay para sa kadahilanang ito ay sapat na maliit na dami ng mga aktibong sangkap upang umepekto sa substrate (reaction pantauli). Sa katotohanan, ang isang bahagyang halaga ng katalista sa proseso ng kemikal gayunpaman natupok, dahil maaaring maging iba't-ibang mga sekundaryong mga proseso: ito ang pagkalason proseso pagkawala, pagbabago ng ibabaw estado ng solid katalista. Formula ng kimika walang sangkot accounting katalista.

konklusyon

Reaksyon, na kung saan kasangkot ang mga aktibong sahog (katalista) palibutan ang isang tao, bukod sa sila ay dumaloy sa kanyang katawan. Homogenous na reaksyon ay higit na mas mababa karaniwan kaysa magkakaiba pakikipag-ugnayan. Sa anumang kaso, unang pormasyon ng intermediate complexes, na kung saan ay hindi matatag, unti-unting masira at doon muling kapanganakan (restoration) ng accelerator ng proseso ng kemikal. Halimbawa, ang mga pakikipag-ugnayan ng metaphosphoric acid sa potasa persulfate bilang katalista ay gumaganap hydriodic acid. Kapag idinagdag sa reactants nabuo ang isang dilaw na solusyon. Habang papalapit tayo sa katapusan ng proseso kulay fades. Bilang isang intermediate produkto sa kasong ito ay yodo, at ang proseso ay tumatagal ng lugar sa dalawang yugto. Ngunit sa lalong madaling metaphosphoric acid ay synthesized katalista ay ibinalik sa orihinal nitong kalagayan. Catalysts ay ganap na kailangan sa industriya, tulungan sila upang mapabilis ang pagbabago upang makakuha ng mataas na kalidad na mga produkto ng reaksyon. Ay hindi posible nang wala ang kanilang paglahok at biochemical proseso sa katawan.