Katalytische reactie voorbeelden. Homogene en heterogene katalyse

Chemie - de wetenschap van de stoffen en hun transformaties, evenals werkwijzen voor hun bereiding. Zelfs in de reguliere schoolprogramma wordt beschouwd als zo'n belangrijk onderwerp, beide soorten reacties. Indeling, waarbij studenten kennis met het basisniveau, houdt rekening met de verandering van de oxidatie fasestroom en dus het procesmechanisme. D. Bovendien zijn alle chemische processen verdeeld in katalytische en niet-katalytische reacties. Voorbeelden van transformaties die zich voordoen met de katalysator ontmoet een man in het dagelijks leven: gisting, verrotting. Niet-katalytische omzetting, we zijn veel minder vaak voor.

Wat is een katalysator

Deze chemische stof, die in staat is de snelheid van de reactie veranderen, maar zelf is niet betrokken. In het geval dat de katalysator plaatsvindt via het proces versnellen, verwijst naar het positieve katalyse. In dat geval, als het toegevoegde middel in het proces vermindert de reactiesnelheid, heet een remmer.

soorten katalyse

Homogene en heterogene katalyse in fase verschillen, waarin er uitgangsmaterialen. Indien de uitgangscomponenten, overgebracht naar interacties, waaronder de katalysator, in dezelfde aggregaattoestand stroomt homogene katalyse. In het geval dat de reactie in aanwezigheid van verschillende fasen van materie, is heterogene katalyse.

De selectiviteit van de actie

Katalyse is niet alleen een middel ter verbetering van de prestaties van de apparatuur, het heeft een positief effect op de kwaliteit van de producten. Een soortgelijk fenomeen kan worden verklaard door het feit dat als gevolg van een selectieve (selectieve) werking van de meeste katalysatoren wordt versneld door de directe reactie minder bijwerkingen processen. Uiteindelijk is de verkregen producten een hogere zuiverheid is niet noodzakelijk om de stof verder te zuiveren. De selectiviteit van de werking van de katalysator geeft effectieve vermindering van de niet-productieve kosten van grondstoffen, goede economische voordelen.

Voordelen van toepassing bij de bereiding van de katalysator

Wat anders worden gekenmerkt door een katalytische reactie? Voorbeelden gezien in een conventionele school, geven aan dat het gebruik van de katalysator kan de werkwijze bij lagere temperaturen. Experimenten tonen aan dat het kan worden gebruikt om te rekenen op een aanzienlijke verlaging van de energiekosten. Dit is vooral belangrijk in de huidige omstandigheden, wanneer er sprake is van een tekort aan energiebronnen in de wereld.

Voorbeelden van katalytische produceert

Welke industrie te gebruiken om de katalytische reactie? Voorbeelden van dergelijke planten: productie van salpeterzuur en zwavelzuur, waterstof, ammoniak, polymeren en verwerkingsolie. Wijd katalyse bij de bereiding van organische zuren, monohydrische en polyhydrische alcoholen, fenol harsen, kleurstoffen, geneesmiddelen.

Wat is de katalysator

De katalysatoren kunnen vele stoffen in het periodiek systeem van de chemische elementen Dmitriya Ivanovicha Mendeleeva en verbindingen daarvan dienen. De meest voorkomende versnellers geïsoleerd nikkel, ijzer, platina, cobalt, aluminosilicaten, mangaanoxyden.

features katalysatoren

Naast de selectieve werking katalysatoren uitstekende mechanische sterkte, kunnen zij katalytische gifstoffen, gemakkelijk geregenereerd (hersteld) te weerstaan.

De fase van katalytische homogene reacties zijn verdeeld in gasfase en vloeibare fase.

Een nadere blik op dit soort reacties. In oplossingen van chemische omzetting versneller uitsteken waterstofkationen H +, base hydroxide-ionen OH-, metaalkationen, M +, en stoffen die de vorming van vrije radicalen bevorderen.

De essentie van de katalyse

Mechanisme Katalyse door omzetting van zuren en basen is dat er een uitwisseling tussen de samenwerkende stoffen en katalysator positieve ionen (protonen). Zo intramoleculaire transformaties plaatsvinden. Voor dit type reactie zijn:

• dehydratie (water ontkoppeling);
• hydratatie (hechting van watermoleculen);
• verestering (vorming van ester uit alcoholen en carbonzuren);
• polycondensatie (polymeervorming door splitsing met water).

De theorie van katalyse verklaart niet alleen het proces, maar ook de mogelijke bijwerkingen transformatie. Bij een heterogene katalyse proces vormt een afzonderlijke fase versneller, een aantal katalytische eigenschappen op het oppervlak punten van de reactanten of het gehele oppervlak is betrokken.

Er is een microheterogeneous werkwijze die omvat het vinden van een katalysator in een colloïdale toestand. Deze optie is een overgangsperiode staat van homogeen tot heterogene katalyse geest. De meeste van deze werkwijzen plaatsvindt tussen gasvormige stoffen door vaste katalysatoren. Zij kunnen in de vorm van pillen, tabletten, korrels.

Verdeling van katalyse in de natuur

Enzym katalyse is wijd verspreid in de natuur. Het verloopt via biokatalysatoren synthese van eiwitmoleculen, metabolisme uitgevoerd in levende organismen. Geen van biologische processen van levende organismen, niet uit de buurt van de katalytische reactie verlegen. Voorbeelden van vitale processen: synthese van aminozuren van eiwitten die specifiek zijn voor het organisme; de afbraak van vetten, eiwitten, koolhydraten.

katalyse algoritme

Denk aan het mechanisme van de katalyse. Dit proces plaatsvinden op poreuze vaste versnellers chemische interactie, omvat verscheidene basisstappen:

• diffusie van de reactanten op het oppervlak van de katalysatorkorrels uit de stroom kernel;
• diffusie van reactanten in de katalysatorporiën;
• chemisorptie (geactiveerde adsorptie) op het oppervlak van de chemische versneller reageert met de komst van oppervlakte chemische stoffen - geactiveerde complexen "katalysator reagentia";
• omlegging van atomen met het optreden van oppervlakte combinaties "katalysator-product";
• diffusie in de poriën van het gaspedaal van het reactieproduct;
• product diffusie uit het oppervlak van de korrel stroming in de reactieversneller kern.

Katalytische en niet-katalytische reacties zijn zo belangrijk dat wetenschappers door de jaren heen verder onderzoek op dit gebied.

Wanneer homogene katalyse is er geen noodzaak om speciale ontwerpen te construeren. Enzymkatalyse in heterogene variant omvat het gebruik van verschillende en specifieke apparatuur. Voor de stroming ontwikkelde speciale contactinrichtingen, gespreid over het contactoppervlak (in de buizen, op de wanden van de katalysator mazen); een filterlaag; suspensiebed; verpulverd met een bewegend katalysator.

Warmteoverdracht in de inrichting wordt uitgevoerd op verschillende manieren:

• door toepassing van de op afstand (extern) warmtewisselaars;
• via warmtewisselaars, ingebed in een contactinrichting.

Het analyseren van de formule van de chemie, vindt dergelijke reacties waarbij een katalysator werkt als een van de eindproducten, die wordt gevormd tijdens de chemische reactie van de uitgangscomponenten.

Dergelijke werkwijzen zijn autokatalytische genoemd, het verschijnsel chemie genoemd autokatalyse.

Snelheid veel interacties door de aanwezigheid in het reactiemengsel van bepaalde stoffen. Hun formules chemie vaak over het hoofd gezien, worden vervangen door het woord "katalysator" of de afkorting voor. Zij omvatten niet de definitieve stereochemie van de vergelijking, omdat deze na afloop van de reactie verandert niet het kwantitatief oogpunt. In sommige gevallen voldoende kleine hoeveelheden van stoffen die significante invloed op de snelheid van het lopende proces. Het is toegestaan en situaties zoals wanneer het gaspedaal chemische interactie zelf werkt reactievat.

De essentie van de katalysator beïnvloeden de veranderingssnelheid van het chemisch proces is dat de stof in de samenstelling van het actieve complex, en daarom verandert de activeringsenergie van de chemische interactie.

In het verval van het complex katalysatorregeneratie wordt waargenomen. De hoofdzaak is dat het niet wordt besteed, ongewijzigd blijft nadat de hoeveelheid interactie. Het is daarom voldoende kleine hoeveelheid van het werkzame bestanddeel te reageren met het substraat (reactiereagens). In werkelijkheid, een geringe hoeveelheid katalysator in chemische processen niettemin geconsumeerd, zoals kunnen verschillende secundaire processen: deze vergiftiging procesverlies de verandering van de oppervlaktetoestand van de vaste katalysator. Formule van de chemie niet betrokken zijn bij de boekhouding katalysator.

conclusie

Reactie die de werkzame stof (katalysator) betrokken omringen iemand naast deze stromen in zijn lichaam. Homogene reacties zijn veel minder vaak voor dan heterogene interactie. In elk geval eerst de vorming van intermediaire complexen, die instabiel zijn, langzaam afbreken en er regeneratie (het herstel) van de versneller van het chemische proces. Bijvoorbeeld de interactie van metafosforzuur met kaliumpersulfaat als katalysator fungeert joodwaterstofzuur. Bij toevoeging aan de gevormde reactiecomponenten een gele oplossing. Zoals we naderen het einde van het proces kleur verdwijnt. Als tussenproduct in dit geval jodium en het vindt plaats in twee fasen. Maar zodra metafosforzuuroplossing wordt gesynthetiseerd katalysator wordt teruggebracht in de oorspronkelijke staat. Katalysatoren zijn onmisbaar in de industrie, ze helpen om de transformatie te versnellen om kwalitatief hoogwaardige producten van de reactie te verkrijgen. Is het niet mogelijk zonder hun deelname en biochemische processen in het lichaam.