Katalýza homogénna a heterogénna katalýza: vysvetlíme príklady

Niektoré chemické interakcie samisú veľmi ťažké alebo sa vôbec nevyskytujú. A potom pomôžu špeciálne látky - katalyzátory. Umožňujú "obísť bariéru" - a reakcia začína, aj keď bez nich by nikdy nebola začatá alebo by sa stala veľmi pomaly. Vyskytuje sa katalýza homogénnej a heterogénnej katalýzy. Čo tieto slová znamenajú?

Názov môže byť iný,v jednej fáze je katalyzátor a činidlá. Samotný katalyzátor sa v reakcii nespotrebováva. Ak vidíte dve fázy s hranicou medzi látkou a katalyzátorom, katalýza bude heterogénna. To isté platí o prípade, keď sa agregovaný stav látky a katalyzátora líši. Homogénne sa vyskytuje v homogénnom médiu v jednej fáze.

V prípade heterogénnej katalýzy je katalyzátor často -tuhé a reakčné činidlá sú buď kvapalné, alebo rozpustené v kvapalinách alebo sú plyny. V tomto prípade sú činidlá adsorbované na aktívne centrá katalyzátora (nezamieňajte adsorpciu a absorpciu, prvý znamená druh "lepenia" na povrch, druhý - keď jedna látka prenikne do štruktúry druhej).

V tomto prípade medzi molekulami reakčného činidla a katalyzátoraexistuje chemická interakcia. Môže zahŕňať tak chemickú reakciu na povrchu, ako aj oslabenie väzieb v molekulách činidla. Potom sa vyskytne reakcia, pri ktorej molekuly zvyšnej látky často narážajú na molekuly prvého činidla. Výsledok reakcie sa desorbuje, "odlupuje sa" od aktívnych centier. Ako už bolo uvedené, katalyzátor sa v reakcii nespotrebováva. Dochádza k zmene iba množstva reagencií a produktov.

Homogénna a heterogénna katalýza katalýzy sa v priemysle široko používa. Uveďme príklad druhého, pretože teoreticky sme to už zvážili.

Ako viete, margarín - nasýtený tuk. Je tuhý v konzistencii. A rastlinné tuky, z ktorých sa vyrábajú, sú väčšinou kvapalné. Ako dosiahnuť pevnosť? Pomocou hydrogenácie, to znamená, že dvojité väzby atómov uhlíka sa stávajú jedinými kvôli prídavku atómov vodíka. A ako katalyzátor pôsobí kovový nikel v tuhom stave. Tuky, ktoré sa získajú počas tejto reakcie, sa nazývajú hydrogenované. Samozrejme, rovnako ako všetky nasýtené tuky, nie sú veľmi užitočné, ale démonizovať ich tiež nestojí za to.

Je potrebná katalýza homogénna a heterogénna katalýzapochopiť, pretože pomáhajú vysvetľovať nielen priemyselné, ale aj prirodzené procesy. Napríklad zničenie ozónovej vrstvy je príkladom homogénnej katalýzy.

Ozón je zničený a znovu vytvorenývplyv na molekuly ultrafialového žiarenia. Avšak bežný proces je narušená v prítomnosti molekulárneho chlóru a fluorované uhľovodíky, ktoré sú prítomné v atmosfére vo forme plynov, produkty priemyselných emisií. Čo sa stane v tomto prípade? Molekuly chlóru a fluórovaných uhľovodíkov sa zrazia s molekulami ozónu a z nich sa odoberá jeden atóm kyslíka. Potom sa zlúčenina, napríklad chlór a kyslík sa zrazí s inou molekulou ozónu, čo vedie k vzniku molekuly kyslíka a regenerovať častíc chlór-zlúčeniny, ktoré môžu ďalej narušiť tisíce molekúl ozónu. Preto dochádza k homogénnej katalýze. Ako môžete vidieť, znalosť tohto procesu nám umožňuje pochopiť, že človek musí byť opatrný pri používaní určitých deodorantov a tekutín pre chladničky.

Treba však poznamenať, že látky,zabezpečenie katalýzy homogénnej a heterogénnej katalýzy, môže nielen urýchliť reakciu, ale aj ju spomaliť. V tomto prípade sa nazývajú inhibítory. A akékoľvek katalyzátory môžu byť ovplyvnené určitými látkami: urýchľovačmi alebo jedmi pre katalyzátor. Preto je proces katalýzy viacstupňový a pre jeho pochopenie je potrebné pochopiť príčiny katalýzy. Stáva sa to preto, lebo tento proces vyžaduje menej aktivačnej energie, pretože proces pokračuje inou cestou, ako keby to šlo samo o sebe.

Ako sme videli, príklady katalýzy môžu byť veľmi odlišné v prospech človeka. Avšak, aby ste zmenili svet, musíte to pochopiť. Preto študovať chémiu nielen "vpoglyadku."