Катализатор мен каталитикалық процестердің классификациясы

Қожа Ахмет Ясауи атындағы қазақ-түрік университеті

Жаратылыстану Факультеті

«Экология және Химия» кафедрасы

Тақырыбы: Катализатор мен каталитикалық процестердің классификациясы 

Қабылдаған: Тұртабаев С.Қ.

Техн. Ғ. Докторы, профессор

Орындаған: Абдисамат Д.Қ.

Түркістан 2020

Катализатор мен каталитикалық процестердің классификациясы

Жоспар:

I.Кіріспе
II.Негізгі бөлім
1)Катализ құбылысы,өзіне тән ерекшеліктері.Маңызы
2)Катализдің түрлері
3)Гомогенді  катализ
4)Гетерогенді катализ
5)Ингибитор.Таңдаушы,иондық,электронды,автокатализ
6)Катализдің қолданылуы мен маңызы
III.Қорытынды
IV.Пайдаланылған әдебиеттер  тізімі 

Катализатор

Көптеген химиялық реакциялардың жылдамдығын реакцияға бөгде бір заттарды қатыстыру арқылы өзгертуге болады.Бөгде заттардың аз ғана мөлшері әсерінен реакция жылдамдығы кенеттен өседі,не азаяды,ал бөгде зат реакция аяғында таза күйінде бөлініп шығады.Бұл құбылысты «катализ» деп,ал реакция жылдамдығын өзгертетін бөгде затты «катализатор» деп атайды.

Катализ құбылысы ерте заманнан  белгілі,бірақ оны ғылыми түрде зерттеу өткен ғасырдың басында басталған.Катализ дейтін терминді ғылымға 1836 жылы Берцелиус енгізген.

Катализдік реакциялар табиғатта кең таралған,олардың химиялық технологияда және өмірде де маңызы өте зор.Катализатор қолдану арқылы  қажетті бағытта жүргізе аламыз.

Химиялық өнеркәсіптің өте маңызды үдерістері – күкірт қышқылын алу,аммиакты синтездеу,азот қышқылын алу көптеген реакциялар катализатор қатысында жүреді.Кейбір катализаторсыз өтеді дейтін реакциялардың өзінде ыдыс қабырғасы,реакция жүретін орта (су) немесе реакция өнімі катализдік қасиет көрсетіп реакция жылдамдығын өзгертеді.

Катализаторсыз жер бетінде тіршілік те мүмкін емес деуге болады.Тірі жасушаларда белоктың,майдың,көмірсулардың және басқа күрделі молекулалар синтезі мен олардың ыдырау үдерістері жүреді. Бұл үдерістер биологиялық катализатордың,яғни ферменттердің қатысында өтеді.Ферменттердің катализдік активтігі химиялық катализаторлың активтігінен әлдеқайда жоғары. Мысалы,ферменттің 1 молі бөлме температурасында 1 секундта 720 моль спирті сірке альдегидіне айналдырады, өндірісте қолданатын катализатордың 1 молі(мысалы,мыстың 1 моль атомы) 200°C температурада спирттің 0,1-1 молін ғана сірке альдегидіне айналдырады  н/е 3 моль фермент 0 °C-де 1 с.ішінде сутек асқын оксидінің 200000 молін ыдыратады.

Катализаторлар құбылысының өзіне тән бірнеше ерекшеліктері бар:

• Талғағыштық –кат.әсері талғамалы. Оствальдтың айтуынша:

«Әр құлыптың өз кілті болатындай,әр реакцияның өзіне тән катализаторы болады»  

 Мысалы:  

[pic 1]

Селективтілік – катализатордың реакцияны белгілі бір бағытта жүргізе алатын қасиеті.

Мысалы:

[pic 2]

• Реакция аяғында таза күйінде алынуы – кат.реакцияласатын затпен ешқандай стехиометриялық қатынаста болмайды.
•    Реакцияның тепе-теңдік констанатсын өзгерте алмайды,тек реакцияның тепе-теңдік қалыпқа тез жетуін қамтамасыз етеді. (Kс = k1/k2)
  

      *Катализатор әсерінен тура және кері реакция жылдамдықтары бірдей өсетінін көреміз,яғни  Кс өзгермейді.

Катализдің түрлері

Катализдің түрлері – реакцияға түсетін заттар мен реакцияласушы заттар,реакция өнімдері және кат-ң агрегаттық күйлеріне байланыстыоң және теріс болып бөлінеді.

Оң катализ: гомогенді және гетерогенді катализ болып бөлінеді.

Ал теріс катализ дегеніміз яғни ингибрлеу.

Катализдің түрлері:

1. Таңдаушы катализ
2. Автокатализ
3. Электрондық катализ
4. Иондық катализ

Гомогенді катализ

Гомогенді катализ – Реакцияласушы заттар ,реакция өнімдері және катализатор барлығы да бір фазада болатын үдеріс.Көбінесе,сұйық не газды ортада өтеді.

Артықшылығы:

• реакция жүргенде катализатордың әрекеттесуші реагенттердің бірі-бірімен аса тұрақсыз аралық қосылыс түзуі, сосын оның келесімен тез әрекеттесіп қатализатордың қайта қалпына келетіні;

Кемшілігі:

• гетерогенді катализге қарағанда аз тараған; 

Ерекшелігі:

• гетерогенді катализден кинетикасы жағынан ерекшеленеді.

Катализатор әсері немен байланысты? 

Гомогенді реакцияның катализатор қатысындағы активтену энергиясы катализаторсыз жүрген кездегі активтену энергиясынан төмен болады  (Ea.cat<Еa.)