Κατάλυση ομοιογενής και ετερογενής κατάλυση: θα εξηγήσουμε με παραδείγματα
Κάποιες χημικές αλληλεπιδράσεις από μόνες τουςείναι πολύ δύσκολα ή δεν εμφανίζονται καθόλου. Και στη συνέχεια οι ειδικές ουσίες - καταλύτες - έρχονται στην ενίσχυση. Επιτρέπουν την "παράκαμψη του φραγμού" - και η αντίδραση ξεκινά, αν και χωρίς αυτές δεν θα είχε ξεκινήσει ποτέ ή θα είχε συμβεί πολύ αργά. Υπάρχει κατάλυση ομοιογενούς και ετερογενούς κατάλυσης. Τι σημαίνουν αυτές οι λέξεις;
Το όνομα μπορεί να είναι διαφορετικό,σε μία φάση υπάρχει ένας καταλύτης και αντιδραστήρια. Ο ίδιος ο καταλύτης δεν καταναλώνεται στην αντίδραση. Αν βλέπετε δύο φάσεις με ένα όριο μεταξύ της ουσίας και του καταλύτη, η κατάλυση θα είναι ετερογενής. Το ίδιο μπορεί να λεχθεί και για την περίπτωση όταν η συνολική κατάσταση της ουσίας και του καταλύτη διαφέρει. Ομογενής συμβαίνει σε ένα ομοιογενές μέσο, σε μία μόνο φάση.
Σε περίπτωση ετερογενούς κατάλυσης, ο καταλύτης συχνά -στερεό και τα αντιδραστήρια είναι είτε υγρά είτε διαλυμένα σε υγρά ή είναι αέρια. Σε αυτή την περίπτωση, τα αντιδραστήρια προσροφούνται στα ενεργά κέντρα του καταλύτη (δεν συγχέουμε την προσρόφηση και την απορρόφηση, το πρώτο σημαίνει ένα είδος "κόλλησης" στην επιφάνεια, το δεύτερο - όταν μία ουσία εισχωρεί στη δομή του άλλου).
Στην περίπτωση αυτή, μεταξύ των μορίων του αντιδραστηρίου και του καταλύτηυπάρχει χημική αλληλεπίδραση. Μπορεί να περιλαμβάνει τόσο τη χημική αντίδραση στην επιφάνεια όσο και την εξασθένηση των δεσμών εντός των μορίων του αντιδραστηρίου. Στη συνέχεια συμβαίνει μια αντίδραση, στην οποία συχνά τα μόρια της υπόλοιπης ουσίας χτυπούν τα μόρια του πρώτου αντιδραστηρίου. Το αποτέλεσμα της αντίδρασης απορροφάται, "ξεφλουδίζεται" από τα ενεργά κέντρα. Όπως ήδη αναφέρθηκε, ο καταλύτης δεν καταναλώνεται στην αντίδραση. Μόνο η ποσότητα των αντιδραστηρίων και των προϊόντων αλλάζει.
Η ομοιογενής και ετερογενής κατάλυση κατάλυσης χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία. Ας δώσουμε ένα παράδειγμα του δεύτερου, γιατί θεωρητικά το έχουμε ήδη εξετάσει.
Όπως γνωρίζετε, η μαργαρίνη - κορεσμένα λιπαρά. Είναι σταθερή σε συνέπεια. Και τα φυτικά λίπη, από τα οποία παράγονται, είναι κυρίως υγρά. Πώς να επιτύχετε σταθερότητα; Με τη βοήθεια της υδρογόνωσης, δηλαδή, οι διπλοί δεσμοί ατόμων άνθρακα καθίστανται απλοί λόγω της προσθήκης ατόμων υδρογόνου. Και καθώς ο καταλύτης ενεργεί μεταλλικό νικέλιο σε στερεή κατάσταση. Τα λίπη που λαμβάνονται κατά τη διάρκεια αυτής της αντίδρασης ονομάζονται υδρογονωμένα. Φυσικά, όπως όλα τα κορεσμένα λίπη, δεν είναι πολύ χρήσιμα, αλλά δεν τους αξίζει να τα δαιμονούν.
Είναι απαραίτητη η ομοιογενής και ετερογενής κατάλυση της κατάλυσηςνα κατανοήσουν, γιατί συμβάλλουν στην εξήγηση όχι μόνο των βιομηχανικών, αλλά και των φυσικών διαδικασιών. Για παράδειγμα, η καταστροφή της στιβάδας του όζοντος είναι ένα παράδειγμα ομοιογενούς κατάλυσης.
Το όζον καταστρέφεται και δημιουργείται πάλι μέσω τουεπίδραση στα μόρια της υπεριώδους ακτινοβολίας. Ωστόσο, η φυσιολογική διαδικασία διαταράσσεται υπό την παρουσία μοριακού χλωρό και φθοράνθρακες, τα οποία είναι παρόντα στην ατμόσφαιρα με τη μορφή αερίων είναι τα προϊόντα των βιομηχανικών εκπομπών. Τι συμβαίνει σε αυτή την περίπτωση; Μόρια χλωρό- και ενώσεις φθορίου άνθρακα συγκρούονται με μόρια του όζοντος και τα λάβει ένα άτομο οξυγόνου. Στη συνέχεια, μια ένωση, για παράδειγμα, χλωρίου με οξυγόνο συγκρούεται με άλλο μόριο όζοντος, με αποτέλεσμα ένα μόριο οξυγόνου και μια αναγεννημένη ένωση χλωρίου που μπορεί να καταστρέψει περαιτέρω χιλιάδες μόρια όζοντος. Έτσι, συμβαίνει ομοιογενής κατάλυση. Όπως μπορείτε να δείτε, η γνώση της διαδικασίας αυτής μας επιτρέπει να καταλάβουμε ότι πρέπει να είστε προσεκτικοί με τη χρήση ορισμένων υγρών και αποσμητικά για τα ψυγεία.
Ωστόσο, πρέπει να σημειωθεί ότι ουσίες,η παροχή καταλύτη ομοιογενούς και ετερογενούς κατάλυσης δεν μπορεί μόνο να επιταχύνει την αντίδραση αλλά και να επιβραδύνει την αντίδραση. Στην περίπτωση αυτή, ονομάζονται αναστολείς. Και όλοι οι καταλύτες, με τη σειρά τους, μπορούν να επηρεαστούν από ορισμένες ουσίες: επιταχυντές ή δηλητήρια για τον καταλύτη. Επομένως, η διαδικασία της κατάλυσης είναι πολλαπλών βαθμίδων και για την κατανόησή της είναι απαραίτητο να κατανοηθούν οι αιτίες της κατάλυσης. Και συμβαίνει επειδή αυτή η διαδικασία απαιτεί λιγότερη ενέργεια ενεργοποίησης, επειδή η διαδικασία πηγαίνει σε μια διαφορετική πορεία από ό, τι αν πήγε από μόνη της.
Όπως έχουμε δει, τα παραδείγματα της κατάλυσης μπορούν να είναι πολύ διαφορετικά υπέρ του ανθρώπου. Ωστόσο, για να αλλάξετε τον κόσμο, πρέπει να το καταλάβετε. Ως εκ τούτου, η χημεία μελέτης όχι μόνο "vpoglyadku."
