Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Гомогенді катализ. Гомогенді каталитикалық үрдіс. Бөгделік катализ. Катализдағы жаңа бағыттар.
Катализатор:
Катализатордың реакция жүргізу қабілетіне оң ықпал етіп, оның сапалық көрсеткішінарттыратын заттар – промоторлар, ал керісінше реакция жүргізу қабілетін төмендететін заттар – ингибиторлар деп аталады.
Катализатор табиғатын және агрегаттық күйлерін ескере отырып, катализді:
Деген сияқты түрлерге де бөледі.
Каталитикалік реакциялар гомогенді және гетерогенді болып бөлінеді. Әрекеттесетін заттар мен ондағы катализатор біртекті системадан тұрса, яғни олардың бәрі де бір фазада болса, онда мұны гомогенді катализ дейді. Мысалдар келтірейік: көміртек (II) оксиді су буының катализдеушен көміртек (IV) оксидіне айналады. Сол сиякты, күкірт (IV) оксиді азот (II) оксидінің катализдеуімен кукірт (VI) оксидіне айналады. Реакцияға түсетін реагенттер реакция өнімі және катализаторлар газ күйінде. Суда еритін көмірсулар онда катализатор ретінде қолданылатын қышқыл әсерінен гидролизденгенде көмірсу ерітіндісі және катализатор, реакция өнімі бір фазада болады.
Су ерітінділерінде гомогенді катализ сутек және гидроксил иондарының қатысуымен өтеді және олардың концентрациясы артқан сайын, осы реакцияның жылдамдығы да артады. Сондай-ақ, мұндай реакцияларда пайда болатын сутектік байланыстардың әсерінен өте қысқа мерзімдік молекулалар мен иондардың арасында ионодипольдік бірігу болады және ол гомогенді катализде елеулі орын алады. Осының салдарынан әрекеттесуші реагенттердің молекулалары полюстеніп, олардың реакциялаушы қабілеті ар-тады.
Гомогенді катализдегі теорияның басты жайларының бірі — реакция жүргенде катализатордың әрекеттесуші реагенттердің бірі-мен аса тұрақсыз аралық қосылыс түзуі, сосын оның келесімен тез әрекеттесіп қатализатордың қайта қалпына келетіні.
Қышқыл және сілті қатысуына қарай гомогенді қышқылды-сілтілі катализ төмендегідей:
Химиялық реакциялардың жылдамдығын катализатор көмегімен реттеуге болады. Химиялық реакциялардың жылдамды-ғын өзгертіп және осы реакциядан кейін өзі өзгеріссіз қалатын заттарды катализатор дейді. Ал осындай өзгерісті реакцияларды, яғни катализатордың қатысуымен жылдамдығы өзгере жүретін реакцияларды катализ деп атайды.
Катализ термині ғылым тіліне енбей тұрып, адамзат өте ерте-денақ биологиялық катализаторларды күнделікті тіршілікте пай-даланған. Мысалы, олар шарап әзірлеген, уытқы арқылы сыра, боза ашытып, айран алған, қамыр ашытып нан пісірген, тері илеген. Бертін келе, XVIII ғасырдың аяғы XIX ғасырдың басында хи-миялық әдебиеттерде, химиялық реакциялардың жылдамдығын тек биологиялық катализатор — ферментпен ғана емес, бейорга-никалық қосылыстан алынған катализатор көмегімен де өзгертуге болатыны жарияланды. —-
Үш агрегаттық күйдегі кез келген және әр түрлі заттар ката-лизатор болуы мүмкін: кышқылдар, түздар, негіздер, оксидтер, металдар, әр түрлі органикалық қосылыстар, газ түріндегі заттар. Кейбір жағдайларда реакция өнімі, ыдыстың беті мен қабырғасы, шаң, бу сияқты әр түрлі қоспалар да катализаторлық қызмет ат-қаруы мүмкін.
Егер катализатор реакцияның жылдамдығын арттырса, ката-лиз оң, ал реакция жылдамдығын төмендетсе, теріс деп аталады. Мысал ретінде сутек пероксидін алайық. Оған марганец (IV) ок-сидін аздап қосса, оның ыдырауы тез жүреді; ал ацетанилидті кос-са, мүлдем ыдырамайды.
Кейде реакциялық қоспаға ешбір катализатор қоспаса да, осы реакция өнімі катализатор болып, Іреакция жылдамдығын өзгер-теді. Мұндай реакциялардыавтокаталиттік, ал құбылысты авто-катализ деп атайды. Өзін-өзі тездететін реакциялардың жылдам-дығы әуелі өте төмен болады, реакция нәтижесінде алынған жаңа зат өзге молекулаларының пайда болуын тездететіндіктен, реак-ция жылдамдығы жоғарылайды, ал реакция соңында жылдамдық күрт төмендейді. Алғашқыдағы жылдамдықтың төмен болуы әлі катализатордың жетіспеуінен болса, соңғы сатыдағы төмендеу — реакцияға түсетін реагент концентрацияларының азаюынан Өзін-өзі катализдейтін реакцияларға мысал ретінде сіркеэтилді эфирдін. бейтарап ортадағы сабындалу реакциясын алуға боладьг
СН3СООС2Н5 + Н2О-^СН3СООН + С2Н5ОН.
Бүл реакция кезінде пайда болған сірке қышқылының түзілген ал-ғашқы молекулалары ацетат анионы мен сутек катионына ыды-райды. Сутек ионы сіркеэтилді эфирге шабуыл жасап, оның сабын-далу реакциясын тездетеді. Сутек ионы көбейген сайын негізгі реакция жылдамдығы арта түседі де, реакция нәтижесіндегі қыш-қыл өзін-өзі катализдейді.