Contoh reaksi katalitik. katalisis homogen dan heterogen

Kimia - ilmu zat dan transformasi mereka, serta proses untuk pembuatannya. Bahkan dalam program sekolah reguler dianggap sebagai masalah yang penting, kedua jenis reaksi. Klasifikasi, dengan yang siswa diperkenalkan dengan tingkat dasar, memperhitungkan perubahan aliran fase oksidasi, sehingga mekanisme proses. D. Selanjutnya, semua proses kimia dibagi menjadi reaksi katalitik dan non-katalitik. Contoh transformasi yang terjadi dengan katalis bertemu seorang pria dalam kehidupan sehari-hari: fermentasi, pembusukan. konversi non-katalitik, kita jauh kurang umum.

Apa katalis

kimia ini, yang mampu mengubah laju reaksi, tetapi itu sendiri tidak terlibat. Dalam kasus di mana katalis berlangsung melalui percepatan proses, mengacu pada katalisis positif. Dalam hal ini, jika agen ditambahkan dalam proses mengurangi laju reaksi, hal itu disebut inhibitor.

jenis katalisis

Homogen dan heterogen katalisis berbeda dalam fase, di mana ada bahan awal. Jika komponen mulai, dibawa ke interaksi, termasuk katalis, dalam keadaan agregat sama, mengalir katalisis homogen. Dalam kasus di mana reaksi dihadiri oleh fase yang berbeda dari materi, adalah katalisis heterogen.

Selektivitas tindakan

Katalisis bukan hanya sarana meningkatkan kinerja peralatan, memiliki efek positif pada kualitas produk. Fenomena yang sama dapat dijelaskan oleh fakta bahwa karena tindakan selektif (selective) dari yang paling katalis dipercepat oleh reaksi berkurang proses sisi langsung. Pada akhirnya, produk yang diperoleh memiliki kemurnian yang lebih tinggi tidak perlu untuk lebih memurnikan substansi. Selektivitas aksi katalis memberikan pengurangan efektif biaya non-produktif bahan baku, manfaat ekonomi yang baik.

Keuntungan dari aplikasi dalam produksi katalis

Apa lagi yang ditandai dengan reaksi katalitik? Contoh dilihat di sebuah sekolah tinggi konvensional, menunjukkan bahwa penggunaan katalis memungkinkan proses pada suhu yang lebih rendah. Percobaan menunjukkan bahwa hal itu dapat digunakan untuk menghitung penurunan yang signifikan dalam biaya energi. Hal ini sangat penting dalam keadaan sekarang, ketika ada kekurangan sumber daya energi di dunia.

Contoh katalitik manufaktur

industri yang menggunakan reaksi katalitik? Contoh tanaman seperti: produksi asam nitrat dan asam sulfat, hidrogen, amonia, polimer dan pengolahan minyak. Banyak digunakan katalis dalam penyusunan asam organik, monohidrat dan alkohol polihidrat, resin fenol, pewarna, obat-obatan.

Apa katalis

Katalis dapat melayani banyak zat hadir dalam sistem periodik unsur kimia Dmitriya Ivanovicha Mendeleeva, dan senyawa mereka. Di antara akselerator yang paling umum terisolasi: oksida nikel, besi, platinum, kobalt, alumosilicates, mangan.

katalis fitur

Selain katalis aksi selektif memiliki kekuatan mekanik yang sangat baik, mereka dapat menahan racun katalitik, mudah diregenerasi (dikembalikan).

Fase katalitik reaksi homogen dibagi menjadi fase gas dan fase cair.

Sebuah melihat lebih dekat pada jenis reaksi. Dalam solusi akselerator konversi kimia menonjol kation hidrogen H +, ion dasar hidroksida OH-, kation logam, M +, dan zat-zat yang mempromosikan pembentukan radikal bebas.

Inti dari katalisis

Mekanisme Katalisis dengan mereaksikan asam dan basa adalah bahwa ada pertukaran antara zat berinteraksi dan katalis ion positif (proton). Dengan demikian transformasi intramolekul berlangsung. Untuk jenis reaksi adalah:

• dehidrasi (uncoupling air);
• hidrasi (lampiran molekul air);
• esterifikasi (pembentukan ester dari alkohol dan asam karboksilat);
• polikondensasi (pembentukan polimer oleh pembelahan dengan air).

Teori katalisis menjelaskan tidak hanya proses tetapi juga memungkinkan transformasi sisi. Dalam kasus proses katalisis heterogen membentuk akselerator fase terpisah, memiliki beberapa sifat katalitik pada titik permukaan reaktan atau seluruh permukaan terlibat.

Ada proses microheterogeneous yang melibatkan menemukan katalis dalam keadaan koloid. Pilihan ini adalah negara transisi dari homogen ke heterogen pikiran katalisis. Sebagian besar proses-proses ini terjadi antara zat gas dengan menggunakan katalis padat. Mereka mungkin dalam bentuk pelet, tablet, biji-bijian.

Distribusi katalisis di alam

katalisis enzim luas di alam. Ini hasil melalui sintesis biocatalysts molekul protein, metabolisme dilakukan dalam organisme hidup. Tak satu pun dari proses biologi yang melibatkan organisme hidup, bukan menghindar dari reaksi katalitik. Contoh proses vital: sintesis asam amino dari protein spesifik untuk organisme; pemecahan lemak, protein, karbohidrat.

algoritma katalisis

Pertimbangkan mekanisme katalisis. Proses ini terjadi pada akselerator padat interaksi kimia berpori, itu mencakup beberapa langkah dasar:

• difusi reaktan ke permukaan butir katalis dari aliran kernel;
• difusi reaktan ke dalam pori-pori katalis;
• chemisorption (adsorpsi diaktifkan) pada permukaan pedal gas kimia bereaksi dengan munculnya zat kimia permukaan - kompleks diaktifkan "reagen katalis";
• penataan ulang atom dengan terjadinya kombinasi permukaan "katalis-produk";
• difusi dalam pori-pori akselerator dari produk reaksi;
• difusi produk dari permukaan aliran gandum di inti akselerator reaksi.

Reaksi katalitik dan non-katalitik sangat penting bahwa para ilmuwan selama bertahun-tahun terus penelitian di bidang ini.

Ketika katalisis homogen tidak perlu untuk membangun desain khusus. katalisis enzim dalam varian heterogen melibatkan penggunaan peralatan yang beragam dan spesifik. Untuk aliran yang dikembangkan perangkat kontak khusus, dibagi atas permukaan kontak (dalam tabung, di dinding katalis jerat); lapisan filter; bubur tidur; ditumbuk dengan katalis bergerak.

perpindahan panas dalam alat diimplementasikan dalam berbagai cara:

• dengan menerapkan remote (eksternal) penukar panas;
• melalui penukar panas, tertanam dalam alat kontak.

Menganalisis rumus kimia, dapat ditemukan reaksi seperti di mana katalis bertindak sebagai salah satu produk akhir, yang terbentuk selama interaksi kimia dari komponen awal.

Proses tersebut disebut autokatalitik, fenomena dalam kimia disebut autocatalysis.

Kecepatan banyak interaksi karena kehadiran dalam campuran reaksi dari zat-zat tertentu. rumus kimia mereka sering diabaikan, diganti dengan kata "katalis" atau singkatan untuk ini. Mereka tidak termasuk stereokimia akhir dari persamaan, karena mereka, setelah selesai reaksi tidak berubah dari sudut pandang kuantitatif. Dalam beberapa kasus, cukup sejumlah kecil zat yang secara signifikan mempengaruhi laju proses yang sedang berlangsung. Hal ini dibolehkan dan situasi seperti ketika pedal gas interaksi kimia itu sendiri bertindak bejana reaksi.

Inti dari pengaruh katalis terhadap laju perubahan proses kimia adalah bahwa zat tersebut termasuk dalam komposisi kompleks aktif, dan karena itu mengubah energi aktivasi interaksi kimia.

Dalam pembusukan katalis regenerasi kompleks diamati. Intinya adalah bahwa hal itu tidak akan dikeluarkan, akan tetap tidak berubah setelah jumlah interaksi. Hal ini untuk alasan ini cukup sejumlah kecil zat aktif untuk bereaksi dengan substrat (reagen reaksi). Pada kenyataannya, jumlah sedikit katalis dalam proses kimia tetap dikonsumsi, karena mungkin berbagai proses sekunder: itu meracuni kerugian proses, perubahan keadaan permukaan katalis padat. Formula kimia tidak melibatkan akuntansi katalis.

kesimpulan

Reaksi yang melibatkan bahan aktif (katalis) mengelilingi seseorang, selain mereka mengalir dalam tubuhnya. Reaksi homogen jauh lebih umum daripada interaksi heterogen. Dalam kasus apapun, pertama pembentukan kompleks menengah, yang tidak stabil, secara bertahap memecah dan ada regenerasi (pemulihan) dari akselerator dari proses kimia. Misalnya, interaksi asam metafosfat dengan kalium persulfat sebagai katalis bertindak asam hydriodic. Ketika ditambahkan ke reaktan membentuk solusi kuning. Saat kita mendekati akhir memudar proses pewarnaan. Sebagai produk setengah dalam hal ini adalah yodium, dan proses berlangsung dalam dua tahap. Tapi begitu asam metafosfat disintesis katalis dikembalikan ke keadaan semula. Katalis sangat diperlukan dalam industri ini, mereka membantu untuk mempercepat transformasi untuk mendapatkan produk berkualitas tinggi dari reaksi. Tidak mungkin tanpa partisipasi mereka dan proses biokimia dalam tubuh.