Katalizator haqida

Katalizator ishtirokida reaksiyaning borish sxemasi
X + Y reaksiyasi natijasida Z hosil bo‘ladigan faraziy ekzotermik kimyoviy reaksiyada katalizator ta’sirini ko‘rsatuvchi potensial energiyaning umumiy diagrammasi. Katalizator mavjud bo‘lganda faollashuv energiyasi pastroq bo‘lgan boshqa reaksiya yo‘li (qizil rangda ko‘rsatilgan) paydo bo‘ladi. Yakuniy natija va reaksiyaning umumiy termodinamikasi bir xil bo‘lib qoladi.
Mikrog‘ovak molekulyar tuzilishga ega seolitning ZSM-5 turi neftni qayta ishlash zavodlarida ishlatiladigan katalizatorlarda qo‘llanadi.
Katalitik reaktorlarda foydalanishni osonlashtirish uchun seolitlar ekstruziya usulida granulalarga aylantiriladi.
Uzunligi 40 mkm bo‘lgan Ti-Cr-Pt naychasi vodorod peroksidiga botirilganda katalitik parchalanish natijasida kislorod pufakchalarini chiqaradi va shu tariqa quyidagi qurilma hosil bo‘ladi: mikronasos.

Katalizator — kimyoviy reaksiya tezligini oshiradigan, ammo reaksiya jarayonida sarflanmaydigan modda.

Ingibitor katalizatorga qarama-qarshi tushuncha emas, chunki u reaksiya davomida sarflanadi[manba 2588 kundan beri ko‘rsatilmagan].

Kimyoda katalizatorlar

Katalizatorlar ta’sirining asosiy tamoyili shundan iboratki, ular reaksiyaning muqobil mexanizmini ta’minlaydi va bu mexanizm pastroq faollashuv energiyasi bilan tavsiflanadi.

Katalizatorlar gomogen va geterogen turlarga bo‘linadi. Gomogen katalizator reaksiyaga kirishayotgan moddalar bilan bir xil fazada bo‘ladi, geterogen katalizator esa ular joylashgan fazadan chegara orqali ajralgan mustaqil fazani hosil qiladi. Odatda, kislotalar va asoslar gomogen katalizatorlardir. Geterogen katalizatorlar sifatida metallar, ularning oksidlari hamda sulfidlari ishlatiladi.

Bir xil turdagi reaksiyalar gomogen katalizatorlar bilan ham, geterogen katalizatorlar bilan ham kechishi mumkin. Masalan, kislota eritmalari bilan bir qatorda kislota xossalariga ega bo‘lgan qattiq Al2O3, TiO2, ThO2, alumosilikatlar va seolitlar ham ishlatiladi. Asos xossalariga ega geterogen katalizatorlar: CaO, BaO, MgO.

Geterogen katalizatorlar, odatda, katta sirt yuzasiga ega bo‘ladi. Buning uchun ular inert tashuvchiga (silikagel, aluminiy oksidi, faollashtirilgan ko‘mir va boshqalarga) joylashtiriladi.

Har bir turdagi reaksiya uchun faqat muayyan katalizatorlar samarali bo‘ladi. Yuqorida aytilgan kislota-asos katalizatorlaridan tashqari, oksidlanish-qaytarilish katalizatorlari ham mavjud; ular tarkibida odatda o‘tish metali yoki uning birikmasi (Со+3, V2O5+MoO3) bo‘ladi. Bunday holatda kataliz o‘tish metalining oksidlanish darajasi o‘zgarishi orqali amalga oshadi.

Ko‘plab reaksiyalar shunday katalizatorlar yordamida amalga oshiriladiki, ular reagentlarning o‘tish metali atomi yoki ioniga koordinatsiyalanishi orqali ta’sir qiladi (Ti, Rh, Ni). Bunday kataliz koordinatsion kataliz deb ataladi.

Agar katalizator xiral xossalarga ega bo‘lsa, optik jihatdan nofaol substratdan optik faol mahsulot hosil bo‘ladi.

Zamonaviy fan va texnikada ko‘pincha bir nechta katalizatordan iborat tizimlar qo‘llanadi. Ularning har biri reaksiyaning turli bosqichlarini tezlashtiradi. Bir katalizator boshqa katalizator amalga oshiradigan katalitik sikl bosqichlaridan birining tezligini ham oshirishi mumkin. Bu «katalizning katalizi», ya’ni ikkinchi darajali kataliz.

Biokimyoviy reaksiyalarda katalizator vazifasini bajaruvchi moddalar — fermentlar.

Katalizatorlarni initsiatorlardan farqlash kerak. Masalan, peroksidlar parchalanib, erkin radikallar hosil qiladi; ular radikal zanjir reaksiyalarini boshlab berishi mumkin. Initsiatorlar reaksiya jarayonida sarflanadi, shuning uchun ularni katalizator deb bo‘lmaydi.

Ingibitorlar ba’zan xato ravishda manfiy katalizatorlar deb hisoblanadi. Biroq, masalan, radikal zanjir reaksiyalarining ingibitorlari erkin radikallar bilan reaksiyaga kirishadi va katalizatorlardan farqli ravishda saqlanib qolmaydi. Boshqa ingibitorlar (katalitik zaharlar) katalizator bilan bog‘lanib, uning faolligini yo‘qotadi. Bu holatda manfiy kataliz emas, balki katalizning susaytirilishi kuzatiladi. Manfiy kataliz prinsip jihatidan mumkin emas, chunki u energiyaning saqlanish qonuniga zid bo‘lar edi: bunday kataliz reaksiya uchun sekinroq yo‘lni ta’minlagan bo‘lardi, ammo reaksiya, tabiiyki, tezroq yo‘l — bu holatda katalizatorsiz yo‘l bo‘yicha kechadi.

Avtomobillarda katalizatorlar

Avtomobil katalizatorining vazifasi chiqindi gazlar tarkibidagi zararli moddalar miqdorini kamaytirishdir. Ular jumlasiga quyidagilar kiradi:

Havolalar