Беларусь  БеларусьDeutschland  DeutschlandUnited States  United StatesFrance  FranceҚазақстан  ҚазақстанLietuva  LietuvaРоссия  Россияประเทศไทย  ประเทศไทยУкраина  Украина
Поддерживать
www.aawiki.ru-ru.nina.az

У этого термина существуют и другие значения см Катализатор значения Катализа тор химическое вещество ускоряющее реакцию

Катализатор

Катализатор
У этого термина существуют и другие значения, см. Катализатор (значения).

Катализа́тор — химическое вещество, ускоряющее реакцию, но не расходующееся в процессе реакции.

image
Схема протекания реакции с катализатором
image
Общая диаграмма потенциальной энергии, показывающая влияние катализатора в гипотетической экзотермической химической реакции X + Y с образованием Z. Присутствие катализатора открывает другой путь реакции (показан красным) с более низкой энергией активации. Конечный результат и общая термодинамика совпадают.
image
Микропористая молекулярная структура цеолита ZSM-5 используется в катализаторах, используемых на нефтеперерабатывающих заводах.
image
Цеолиты экструдируются в виде гранул для облегчения работы в каталитических реакторах.
Трубка из Ti-Cr-Pt (длиной 40 мкм) выделяет пузырьки кислорода при погружении в перекись водорода (посредством каталитического разложения), образуя микронасос.

Ингибитор не является противоположным понятием, так как расходуется в ходе реакции[источник не указан 2049 дней].

Катализаторы в химии

Катализаторы подразделяются на гомогенные и гетерогенные. Гомогенный катализатор находится в одной фазе с реагирующими веществами, гетерогенный — образует самостоятельную фазу, отделённую границей раздела от фазы, в которой находятся реагирующие вещества. Типичными гомогенными катализаторами являются кислоты и основания. В качестве гетерогенных катализаторов применяются металлы, их оксиды и сульфиды.

Реакции одного и того же типа могут протекать как с гомогенными, так и с гетерогенными катализаторами. Так, наряду с растворами кислот применяются имеющие кислотные свойства твёрдые Al2O3, TiO2, ThO2, алюмосиликаты, цеолиты. Гетерогенные катализаторы с основными свойствами: CaO, BaO, MgO.

Гетерогенные катализаторы имеют, как правило, сильно развитую поверхность, для чего их распределяют на инертном носителе (силикагель, оксид алюминия, активированный уголь и др.).

Для каждого типа реакций эффективны только определённые катализаторы. Кроме уже упомянутых кислотно-основных, существуют катализаторы окисления-восстановления; для них характерно присутствие переходного металла или его соединения (Со+3, V2O5+MoO3). В этом случае катализ осуществляется путём изменения степени окисления переходного металла.

Много реакций осуществлено при помощи катализаторов, которые действуют через координацию реагентов у атома или иона переходного металла (Ti, Rh, Ni). Такой катализ называется координационным.

Если катализатор обладает хиральными свойствами, то из оптически неактивного субстрата получается оптически активный продукт.

В современной науке и технике часто применяют системы из нескольких катализаторов, каждый из которых ускоряет разные стадии реакции. Катализатор также может увеличивать скорость одной из стадий каталитического цикла, осуществляемого другим катализатором. Здесь имеет место «катализ катализа», или катализ второго уровня.

В биохимических реакциях роль катализаторов играют ферменты.

Катализаторы следует отличать от инициаторов. Например, перекиси распадаются на свободные радикалы, которые могут инициировать радикальные цепные реакции. Инициаторы расходуются в процессе реакции, поэтому их нельзя считать катализаторами.

Ингибиторы иногда ошибочно считают отрицательными катализаторами. Но ингибиторы, например, цепных радикальных реакций, реагируют со свободными радикалами и, в отличие от катализаторов, не сохраняются. Другие ингибиторы (каталитические яды) связываются с катализатором и его дезактивируют, здесь имеет место подавление катализа, а не отрицательный катализ. Отрицательный катализ в принципе невозможен, так как противоречит закону сохранения энергии: он обеспечивал бы для реакции более медленный путь, но реакция, естественно, пойдёт по более быстрому, в данном случае, не катализированному, пути.

Катализаторы в автомобилях

Основная статья: Каталитический конвертер

Задачей автомобильного катализатора является снижение количества вредных веществ в выхлопных газах. Среди них:

  • окись углерода (СО) — ядовитый газ без цвета и запаха
  • углеводороды, также известные как летучие органические соединения — один из главных компонентов смога, образуется за счёт неполного сгорания топлива
  • оксиды азота (NO и NO2, которые часто объединяют под обозначением NOx) — также являются компонентом смога, а также кислотных дождей, оказывают влияние на слизистую человека.

См. также

  • Ингибитор
  • Ферментативный ингибитор
  • Промотор (катализ)
  • Энергия активации
  • Катализ
  • Супрамолекулярный катализ

Примечания

  1. Solovev, Alexander A.; Sanchez, Samuel; Mei, Yongfeng; Schmidt, Oliver G. (2011). Регулируемые каталитические трубчатые микронасосы, работающие при низких концентрациях перекиси водорода (PDF). Physical Chemistry Chemical Physics. 13 (21): 10131–35. Bibcode:2011PCCP...1310131S. doi:10.1039/C1CP20542K. PMID 21505711. Архивировано (PDF) 25 февраля 2021. Дата обращения: 11 марта 2021.
  2. Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — С. 335, 337. — ISBN 5-85270-035-5.
  3. Имянитов Н. С. Системы из нескольких катализаторов в металлокомплексном катализе. // Координационная химия. 1984. — Т. 10. — № 11 — С. 1443—1454. — ISSN 0132-344X.
  4. Temkin O.N., Braylovskiy S. M. / The mechanism of catalysis in homogeneous polyfunctional catalytic systems. // Fundamental Research in Homogeneous Catalysis. — Ed. by A.E. Shilov. — New York etc: Gordon and Breach Science Publishers, 1986. — Vol. Two. — P.621- 633.
  5. Автомобильный катализатор и его роль в выхлопной системе. AutoRelease.ru. Архивировано 25 августа 2011 года.

Ссылки

  • Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
  • Катализаторы // Казахстан. Национальная энциклопедия. — Алматы: Қазақ энциклопедиясы, 2005. — Т. III. — ISBN 9965-9746-4-0. (CC BY-SA 3.0)

Автор: www.NiNa.Az

Дата публикации:

Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер

U etogo termina sushestvuyut i drugie znacheniya sm Katalizator znacheniya Kataliza tor himicheskoe veshestvo uskoryayushee reakciyu no ne rashoduyusheesya v processe reakcii Shema protekaniya reakcii s katalizatoromObshaya diagramma potencialnoj energii pokazyvayushaya vliyanie katalizatora v gipoteticheskoj ekzotermicheskoj himicheskoj reakcii X Y s obrazovaniem Z Prisutstvie katalizatora otkryvaet drugoj put reakcii pokazan krasnym s bolee nizkoj energiej aktivacii Konechnyj rezultat i obshaya termodinamika sovpadayut Mikroporistaya molekulyarnaya struktura ceolita ZSM 5 ispolzuetsya v katalizatorah ispolzuemyh na neftepererabatyvayushih zavodah Ceolity ekstrudiruyutsya v vide granul dlya oblegcheniya raboty v kataliticheskih reaktorah source source source Trubka iz Ti Cr Pt dlinoj 40 mkm vydelyaet puzyrki kisloroda pri pogruzhenii v perekis vodoroda posredstvom kataliticheskogo razlozheniya obrazuya mikronasos Ingibitor ne yavlyaetsya protivopolozhnym ponyatiem tak kak rashoduetsya v hode reakcii istochnik ne ukazan 2049 dnej Katalizatory v himiiKatalizatory podrazdelyayutsya na gomogennye i geterogennye Gomogennyj katalizator nahoditsya v odnoj faze s reagiruyushimi veshestvami geterogennyj obrazuet samostoyatelnuyu fazu otdelyonnuyu granicej razdela ot fazy v kotoroj nahodyatsya reagiruyushie veshestva Tipichnymi gomogennymi katalizatorami yavlyayutsya kisloty i osnovaniya V kachestve geterogennyh katalizatorov primenyayutsya metally ih oksidy i sulfidy Reakcii odnogo i togo zhe tipa mogut protekat kak s gomogennymi tak i s geterogennymi katalizatorami Tak naryadu s rastvorami kislot primenyayutsya imeyushie kislotnye svojstva tvyordye Al2O3 TiO2 ThO2 alyumosilikaty ceolity Geterogennye katalizatory s osnovnymi svojstvami CaO BaO MgO Geterogennye katalizatory imeyut kak pravilo silno razvituyu poverhnost dlya chego ih raspredelyayut na inertnom nositele silikagel oksid alyuminiya aktivirovannyj ugol i dr Dlya kazhdogo tipa reakcij effektivny tolko opredelyonnye katalizatory Krome uzhe upomyanutyh kislotno osnovnyh sushestvuyut katalizatory okisleniya vosstanovleniya dlya nih harakterno prisutstvie perehodnogo metalla ili ego soedineniya So 3 V2O5 MoO3 V etom sluchae kataliz osushestvlyaetsya putyom izmeneniya stepeni okisleniya perehodnogo metalla Mnogo reakcij osushestvleno pri pomoshi katalizatorov kotorye dejstvuyut cherez koordinaciyu reagentov u atoma ili iona perehodnogo metalla Ti Rh Ni Takoj kataliz nazyvaetsya koordinacionnym Esli katalizator obladaet hiralnymi svojstvami to iz opticheski neaktivnogo substrata poluchaetsya opticheski aktivnyj produkt V sovremennoj nauke i tehnike chasto primenyayut sistemy iz neskolkih katalizatorov kazhdyj iz kotoryh uskoryaet raznye stadii reakcii Katalizator takzhe mozhet uvelichivat skorost odnoj iz stadij kataliticheskogo cikla osushestvlyaemogo drugim katalizatorom Zdes imeet mesto kataliz kataliza ili kataliz vtorogo urovnya V biohimicheskih reakciyah rol katalizatorov igrayut fermenty Katalizatory sleduet otlichat ot iniciatorov Naprimer perekisi raspadayutsya na svobodnye radikaly kotorye mogut iniciirovat radikalnye cepnye reakcii Iniciatory rashoduyutsya v processe reakcii poetomu ih nelzya schitat katalizatorami Ingibitory inogda oshibochno schitayut otricatelnymi katalizatorami No ingibitory naprimer cepnyh radikalnyh reakcij reagiruyut so svobodnymi radikalami i v otlichie ot katalizatorov ne sohranyayutsya Drugie ingibitory kataliticheskie yady svyazyvayutsya s katalizatorom i ego dezaktiviruyut zdes imeet mesto podavlenie kataliza a ne otricatelnyj kataliz Otricatelnyj kataliz v principe nevozmozhen tak kak protivorechit zakonu sohraneniya energii on obespechival by dlya reakcii bolee medlennyj put no reakciya estestvenno pojdyot po bolee bystromu v dannom sluchae ne katalizirovannomu puti Katalizatory v avtomobilyahOsnovnaya statya Kataliticheskij konverter Zadachej avtomobilnogo katalizatora yavlyaetsya snizhenie kolichestva vrednyh veshestv v vyhlopnyh gazah Sredi nih okis ugleroda SO yadovityj gaz bez cveta i zapaha uglevodorody takzhe izvestnye kak letuchie organicheskie soedineniya odin iz glavnyh komponentov smoga obrazuetsya za schyot nepolnogo sgoraniya topliva oksidy azota NO i NO2 kotorye chasto obedinyayut pod oboznacheniem NOx takzhe yavlyayutsya komponentom smoga a takzhe kislotnyh dozhdej okazyvayut vliyanie na slizistuyu cheloveka Sm takzheIngibitor Fermentativnyj ingibitor Promotor kataliz Energiya aktivacii Kataliz Supramolekulyarnyj katalizPrimechaniyaSolovev Alexander A Sanchez Samuel Mei Yongfeng Schmidt Oliver G 2011 Reguliruemye kataliticheskie trubchatye mikronasosy rabotayushie pri nizkih koncentraciyah perekisi vodoroda PDF Physical Chemistry Chemical Physics 13 21 10131 35 Bibcode 2011PCCP 1310131S doi 10 1039 C1CP20542K PMID 21505711 Arhivirovano PDF 25 fevralya 2021 Data obrasheniya 11 marta 2021 Himicheskaya enciklopediya M Sovetskaya enciklopediya 1990 T 2 S 335 337 ISBN 5 85270 035 5 Imyanitov N S Sistemy iz neskolkih katalizatorov v metallokompleksnom katalize Koordinacionnaya himiya 1984 T 10 11 S 1443 1454 ISSN 0132 344X Temkin O N Braylovskiy S M The mechanism of catalysis in homogeneous polyfunctional catalytic systems Fundamental Research in Homogeneous Catalysis Ed by A E Shilov New York etc Gordon and Breach Science Publishers 1986 Vol Two P 621 633 Avtomobilnyj katalizator i ego rol v vyhlopnoj sisteme neopr AutoRelease ru Arhivirovano 25 avgusta 2011 goda SsylkiV rodstvennyh proektahZnacheniya v VikislovareMediafajly na Vikisklade Bolshaya sovetskaya enciklopediya v 30 t gl red A M Prohorov 3 e izd M Sovetskaya enciklopediya 1969 1978 Katalizatory Kazahstan Nacionalnaya enciklopediya rus Almaty Қazak enciklopediyasy 2005 T III ISBN 9965 9746 4 0 CC BY SA 3 0

Вер.