Niektoré chemické interakcie samotnévyskytujú sa veľmi ťažko alebo vôbec. A potom na záchranu prídu špeciálne látky - katalyzátory. Umožňujú „obísť bariéru“ - a reakcia začína, hoci bez nich by to nikdy nezačalo alebo by bolo veľmi pomalé. Vyskytuje sa homogénna a heterogénna katalýza. Čo znamenajú tieto slová?
Názov sa môže líšiť v závislosti od toho, čiči sú katalyzátor a reagenty v rovnakej fáze. Samotný katalyzátor sa pri reakcii nespotrebuje. Ak vidíte dve fázy s rozhraním medzi látkou a katalyzátorom, potom bude katalýza heterogénna. To isté sa dá povedať o prípade, keď sa stav agregácie látky a katalyzátora líši. Homogénne sa vyskytuje v homogénnom prostredí v jednej fáze.
При гетерогенном катализе катализатор нередко – tuhá látka a reaktanty sú buď kvapaliny, rozpustené v kvapaline alebo plyny. V tomto prípade sú reagencie adsorbované na aktívnych miestach katalyzátora (nemýľte adsorpciu a absorpciu. Prvý znamená určitý druh „lepenia“ na povrch, druhý - keď jedna látka preniká do štruktúry druhej).
V tomto prípade medzi molekulami činidla a katalyzátoradochádza k chemickej interakcii. Môže zahŕňať chemickú reakciu na povrchu a oslabenie väzieb v molekulách činidla. Potom dôjde k reakcii, pri ktorej molekuly zvyšnej látky často zasiahnu molekuly prvého činidla. Výsledok reakcie je desorbovaný z „aktívnych centier“. Ako už bolo uvedené, katalyzátor sa pri reakcii nespotrebuje. Mení sa iba množstvo reagencií a produktov.
Homogénna a heterogénna katalýza sa v priemysle bežne používa. Uveďme príklad druhého, pretože sme ho už teoreticky už zvážili.
Ako viete, margarín je nasýtený tuk.Je pevná v konzistencii. A rastlinné tuky, z ktorých sa vyrába, sú väčšinou tekuté. Ako sa máš tvrdo? Pomocou hydrogenácie sa dvojité väzby atómov uhlíka stanú jednoduchými v dôsledku pridania atómov vodíka. Niklový kov v pevnom stave pôsobí ako katalyzátor. Tuky, ktoré sa získajú pri tejto reakcii, sa nazývajú hydrogenované. Samozrejme, rovnako ako všetky nasýtené tuky, nie sú veľmi užitočné, ale nemali by ste ich démonizovať.
Potrebná je homogénna a heterogénna katalýzapochopiť, pretože pomáhajú vysvetliť nielen priemyselné, ale aj prírodné procesy. Napríklad vyčerpanie ozónu je príkladom homogénnej katalýzy.
Ozón je zničený a znova vytvorený pomocouvystavenie molekúl ultrafialovému žiareniu. Normálny proces je však prerušený v prítomnosti molekúl chlóru a fluórovaných uhľovodíkov, ktoré sú prítomné v atmosfére vo forme plynov a sú produktmi priemyselných emisií. Čo sa stane potom? Molekuly zlúčenín chlóru a fluóru sa zrážajú s molekulami ozónu a odoberú z nich jeden atóm kyslíka. Potom sa zlúčenina, povedzme, chlóru s kyslíkom zráža s ďalšou molekulou ozónu, čo vedie k molekule kyslíka a častici regenerovanej zlúčeniny chlóru, ktorá môže ďalej zničiť tisíce molekúl ozónu. Dochádza teda k homogénnej katalýze. Ako vidíte, poznanie tohto procesu nám dáva vedieť, aby sme boli opatrní s niektorými dezodorantmi a chladiacimi tekutinami.
Malo by sa však poznamenať, že látkyhomogénna a heterogénna katalýza poskytujúca katalýzu môže nielen urýchliť reakciu, ale tiež ju spomaliť. V tomto prípade sa nazývajú inhibítory. A akékoľvek katalyzátory môžu byť zasa ovplyvnené niektorými látkami: urýchľovačmi alebo jedmi pre katalyzátor. Preto je proces katalýzy viacstupňový a aby sme jej porozumeli, musíme pochopiť príčiny katalýzy. Stáva sa to preto, že tento proces vyžaduje menej aktivačnej energie, pretože tento proces ide inou cestou, ako keby išiel sám.
Ako sme videli, príklady katalýzy sa môžu veľmi líšiť vo svojom prínose pre ľudí. Ak však chcete zmeniť svet, musíte ho pochopiť. Študujte preto chémiu nielen „pošikane“.
