Exemples reacció catalítica. catàlisi homogènia i heterogènia

Química - la ciència de les substàncies i les seves transformacions, així com procediments per a la seva preparació. Fins i tot en el programa regular de l'escola es considera una qüestió tan important, els dos tipus de reaccions. Classificació, amb el qual s'introdueixen els estudiants per al nivell bàsic, té en compte el canvi del flux de la fase d'oxidació, i pel que el mecanisme de procés. D. A més, tots els processos químics es divideixen en reaccions catalítiques i no catalítiques. Els exemples de transformacions que es produeixen amb el catalitzador es troba amb un home a la vida quotidiana: la fermentació, putrefacció. conversió no catalítica, que són molt menys comuns.

Què és un catalitzador

Aquest producte químic, que és capaç de canviar la velocitat de la reacció, però en si no està implicada. En el cas en què el catalitzador té lloc a través de l'acceleració del procés, es refereix a la catàlisi positiva. En aquest cas, si l'agent afegit en el procés redueix la velocitat de reacció, se li diu un inhibidor.

tipus de catàlisi

Catàlisi homogènia i heterogènia difereixen en fase, en què hi ha materials de partida. Si els components de partida, preses a les interaccions, incloent el catalitzador, estan en el mateix estat d'agregació, els fluxos de catàlisi homogènia. En el cas en què la reacció es van assistir diferent fase de la matèria, és la catàlisi heterogènia.

La selectivitat de l'acció

Catàlisi no és només un mitjà per millorar el rendiment de l'equip, que té un efecte positiu en la qualitat dels productes. Un fenomen similar es pot explicar pel fet que, a causa d'una acció selectiva (selectiva) de la majoria dels catalitzadors és accelerat pels processos secundaris de reacció de reducció directa. Al final, els productes obtinguts tenen una puresa superior no cal purificar addicionalment la substància. La selectivitat de l'acció del catalitzador dóna la reducció eficaç dels costos no productius de matèries primeres, bons beneficis econòmics.

Avantatges de l'aplicació en la producció del catalitzador

Què més es caracteritzen per reacció catalítica? Exemples vistos en una escola secundària convencional, indiquen que l'ús del catalitzador permet que el procés a temperatures més baixes. Els experiments demostren que pot ser usat per a comptar amb una reducció significativa en els costos d'energia. Això és particularment important en les actuals circumstàncies, quan hi ha una escassetat de recursos energètics al món.

Exemples de catalítica fabrica

Que la indústria utilitza la reacció catalítica? Exemples de tals plantes: producció d'àcids nítric i sulfúric, hidrogen, amoníac, polímers i oli de processament. Àmpliament utilitzat catàlisi en la preparació d'àcids orgànics, monohídricos i alcohols polihídricos, resines fenòliques, colorants, medicaments.

Quin és el catalitzador

Els catalitzadors poden servir moltes substàncies presents en el sistema periòdic d'elements químics Dmitriya Ivànovitx Mendeleeva, i els seus compostos. Entre els acceleradors més comuns aïllats: òxids de níquel, ferro, platí, cobalt, aluminosilicats, de manganès.

característiques catalitzadors

A més dels catalitzadors d'acció selectiva té una excel·lent resistència mecànica, que poden resistir els verins catalítics, fàcilment regenerades (restaurats).

La fase d'catalítics reaccions homogènies es divideixen en fase gas i la fase líquida.

Una mirada més propera a aquest tipus de reaccions. En les solucions d'accelerador de conversió química sobresortir cations d'hidrogen H +, ions d'hidròxid de base OH-, cations metàl·lics, M +, i substàncies que promouen la formació de radicals lliures.

L'essència de la catàlisi

Mecanisme de Catàlisi mitjançant reacció d'àcids i bases és que hi ha un intercanvi entre les substàncies que interactuen i el catalitzador ions positius (protons). Per tant intramoleculars transformacions tenen lloc. Per a aquest tipus de reacció són:

• deshidratació (desacoblament d'aigua);
• hidratació (fixació de les molècules d'aigua);
• esterificació (formació d'èster a partir d'alcohols i àcids carboxílics);
• policondensació (formació de polímer per escissió amb aigua).

La teoria de la catàlisi explica no només el procés sinó també la possible transformació costat. En cas d'un procés de catàlisi heterogènia forma un accelerador de fase separada, té algunes propietats catalítiques sobre els punts de la superfície dels reactius o tota la superfície està involucrat.

Hi ha un procés microheterogénea que implica la recerca d'un catalitzador en un estat col·loïdal. Aquesta opció és un estat de transició de ser homogènia a la ment la catàlisi heterogènia. La major part d'aquests processos es produeix entre substàncies gasoses que utilitzen catalitzadors sòlids. Poden estar en forma de grànuls, pastilles, grans.

Distribució de la catàlisi en la naturalesa

la catàlisi enzimàtica es troba àmpliament distribuït en la naturalesa. Es procedeix a través de la síntesi dels biocatalitzadors de les molècules de proteïnes, metabolisme realitzat en els organismes vius. Cap dels processos biològics que involucren organismes vius, no s'amaguen de la reacció catalítica. Exemples de processos vitals: síntesi d'aminoàcids de proteïnes específiques per a l'organisme; la descomposició dels greixos, proteïnes, hidrats de carboni.

algoritme de la catàlisi

Penseu el mecanisme de catàlisi. Aquest procés ocorre en interacció química acceleradors sòlid porós, que inclou diversos passos bàsics:

• la difusió dels reactius a la superfície dels grans de catalitzador del corrent de nucli;
• difusió dels reactius en els porus del catalitzador;
• quimisorció (adsorció activada) a la superfície de l'accelerador químic reaccionar amb l'adveniment de les substàncies químiques de la superfície - complexos activats "reactius de catalitzador";
• reordenament d'àtoms amb l'ocurrència de combinacions de superfície de "catalitzador de producte";
• difusió en els porus de la accelerador del producte de reacció;
• difusió producte de la superfície del flux de gra al nucli accelerador de la reacció.

reaccions catalítiques i no catalítiques són tan importants que els científics en els últims anys continuen les investigacions en aquesta àrea.

Quan catàlisi homogènia que no hi ha necessitat de construir dissenys especials. la catàlisi enzimàtica en la variant heterogènia implica l'ús de diversos equips i específica. Per la seva flux desenvolupat dispositius de contacte especials, subdividit sobre la superfície de contacte (en els tubs, a les parets del catalitzador malles); una capa de filtre; de jaç en suspensió; polvoritzat amb un catalitzador en moviment.

La transferència de calor en l'aparell s'implementa en diferents formes:

• mitjançant l'aplicació dels intercanviadors de calor (extern) remots;
• a través d'intercanviadors de calor, incorporat en un aparell de contacte.

L'anàlisi de la fórmula de la química, es poden trobar aquest tipus de reaccions en què un catalitzador actua com un dels productes finals, que es forma durant la interacció química dels components inicials.

Aquests processos es denominen autocatalític, el fenomen en química anomenada autocatálisis.

Velocitat moltes interaccions a causa de la presència a la barreja de reacció de determinades substàncies. Les seves fórmules química sovint es passa per alt, se substitueix per la paraula "catalitzador" o la seva abreviatura per això. No inclouen l'estereoquímica final de l'equació, ja que, després de la finalització de la reacció no canvia des del punt de vista quantitatiu. En alguns casos, suficientment petites quantitats de substàncies que afecten significativament la taxa del procés en curs. És permissible i situacions com ara quan la interacció química accelerador si mateix actua recipient de reacció.

L'essència de la influència del catalitzador sobre la taxa de canvi del procés químic és que la substància s'inclou en la composició del complex actiu, i per tant canvia la energia d'activació de la interacció química.

En la descomposició del complex de la regeneració del catalitzador s'observa. La conclusió és que no es gastarà, romandrà sense canvis després de la quantitat d'interacció. És per aquesta raó és prou petita quantitat de la substància activa per reaccionar amb el (reactiu de reacció) de substrat. En realitat, una lleugera quantitat de catalitzador en els processos químics , però, consumeix, com pot ser diversos processos secundaris: és l'enverinament de la pèrdua de procés, el canvi d'estat de la superfície del catalitzador sòlid. Fórmula de la química no impliquen comptabilitat catalitzador.

conclusió

La reacció, que va implicar l'ingredient actiu (catalitzador) envolten una persona, a més que el flux en el seu cos. reaccions homogènies són molt menys comuns que la interacció heterogeni. En qualsevol cas, primer la formació de complexos intermedis, que són inestables, trencar gradualment cap avall i allà regeneració (restauració) de l'accelerador del procés químic. Per exemple, la interacció d'àcid metafosfórico amb persulfat de potassi com a catalitzador actua àcid iodhídric. Quan s'afegeix als reactius format una solució de color groc. A mesura que ens acostem al final dels fosos procés de coloració. Com un producte intermedi en aquest cas és iode, i el procés es porta a terme en dues etapes. Però tan aviat com catalitzador àcid metafosfórico es sintetitza es torna al seu estat original. Els catalitzadors són indispensables en la indústria, ajuden a accelerar la transformació per obtenir productes d'alta qualitat de la reacció. no és possible sense la seva participació i els processos bioquímics en el cos.