Katalizator

Vikipediya, açıq ensiklopediya
Jump to navigation Jump to search

Katalizator (yun. Katalysis) — kimyəvi reaksiyaların həyəcanlanma enerjisinin miqyasını kiçildərək reaksiyanın sürətini artıran və reaksiya sonunda kimyəvi quruluşunda heç bir fərq meydana gəlməyən maddələrə deyilir.

Təcrübələrlə izahı[redaktə | əsas redaktə]

İndi yeni bir reaksiyada hamınızın yaxşı tanıdığınız suyun katalizator rolunu müşahidə edək. Alüminium tozu ilə əzilmiş bərk yod kristallarını qarışdıraq. Heç bir dəyişiklik baş vermir, deməli, reaksiya getmir. Qarışığın üzərinə 2—3 damcı su əlavə etdikdə isə istilik ayrılması ilə gedən reaksiyanın şahidi olacağıq. Burada o qədər istilik ayrılır ki, reaksiyaya girməmiş yodun bir hissəsi bənövşəyi rəngli buxara çevrilir. Deməli, adi şəraitdə reaksiyaya girməyən Al və I2 katalizatorun təsiri ilə şiddətli reaksiyaya girir: Katalizatorların iştirakı reaksiyaların daha aşağı temperaturda getməsinə səbəb olur. Bildiyimiz kimi, kimyəvi reaksiya reagentlərdəki hissəciklər arasında rabitələrin qırılması ilə başlayır. Bunun üçün sistemə enerji verilməlidir. Buradan belə nəticə çıxarmaq olar ki, katalizatorun iştirakı reaksiyaları energetik cəhətdən daha əlverişli edir. Yüksək olmayan temperaturda katalizatorun reaksiya sürətini artırması onların reagentlərlə davamsız, kimyəvi aktiv aralıq birləşmə əmələ gətirməsi ilə izah olunur. Katalizator kimya istehsalatında geniş tətbiq olunur. Çünki yüksək temperaturda və təzyiqdə belə, çox az çıxımla gedən (alınan məhsulların miqdarı az olan) reaksiyalar katalizatorun iştirakı ilə daha qısa vaxtda gedir və alınan məhsulların çıxımı xeyli artır. Bir sıra maddələr də vardır ki, onların iştirakı reaksiyaların sürətini azaldır. Belə maddələr mənfi katalizator və ya inhibitor adlanır. İstehsalatda onların da tətbiqi böyük əhəmiyyət kəsb edir. İnhibitorları ən çox metalları korroziyadan (kimyəvi təsirdən dağılıb-xarab olmaqdan) qorumaq üçün tətbiq edirlər.

Katalizatorların reaksiya sürətinə təsiri[redaktə | əsas redaktə]

kimyəvi reaksiyanın sürətinə katalizatorlar güclü təsir göstərir.

Kataliz[redaktə | əsas redaktə]

Katalizatorların təsiri ilə reaksiyaların sürətinin dəyişməsi hadisəsi kataliz adlanır. kataliz terminini elmə Berselius daxil etmişdir. O vaxt əsasən parçalanma reaksiyalarına fikir verildiyindən, kataliz xüsusilə belə reaksiyalar timsalında öyrənilirdi. bununla əlaq\ədar olaraq, kataliz termini yunan sözü olan "katalyuzus" sözündən götürülmüşdür ki, bu da "dağılma, parçalanma" mənasını verir. Kataliz həm əhatə dairəsinə, həm də vacibliyinə görə müasir kimyanın ən böyük sahələrindən birinə çevrilmişdir. Sənaye miqyasında gedən kimyəvi reaksiyaların, demək olar ki, böyük əksəriyyəti katalizlə əlaqədardır. bəzən katalizator nəinki reaksiyanın sürətini artırmaq və ya azaltmaq, hətta katalizator iştirakı olmadan heç getməyən reaksiyaların aparılması məqsədi ilə tətbiq edilir.

Katalizatorların canlı aləmdə əhəmiyyəti[redaktə | əsas redaktə]

Katalizatorların canlı aləmdəki əhəmiyyəti daha böyükdür. İnsan orqanizmində gedən bütün vacib reaksiyalar katalizatorların iştirakı ilə əlaqədardır. Çox ehtimal ki, təbiətin özündə gedən mürəkkəb kimyəvi çevrilmələrdə də katalizatorlar iştirak edir.

Müsbət və mənfi katalizatorlar[redaktə | əsas redaktə]

Katalizator təkcə reaksiyanın sürətini artırmır və həmçinin onu zəiflədə də bilir. Birinci növ katalizatorlar müsbət, ikinci növ isə mənfi katalizatorlar adlanır. Bəzən eyni bir katalizator bir reaksiya üçün özünü müsbət, digər reaksiya üçün isə mənfi katalizator kimi aparır. Məsələn, turşu iştirakı ilə suda məhlulda çuğundur şəkərinin qlükozaya çevrilmə reaksiyası

  • C12H22O11+H2O=2C6H12O6

kəskin surətdə sürətlənir. Lakin məhlula hidrogen ionlarının daxil edilməsi ilə hidrogen-peroksidin parçalanma reaksiyası

  • H2O2=H2O+1/2 O2

əksinə zəifləyir. Mənfi katalizatordan texnikada antioksidantlar (yağların oksidləşməsini ləngidən, südün davamlılığını artıran, kauçukun oksidləşmə prosesini aşağı salan maddə), inhibitorlar (metalların korroziyasını aradan qaldırmaq məqsədilə işlədilən maddələr) kimi istifadə olunur. Lakin müsbət katalizatorlar texnikada daha böyük əhəmiyyət kəsb edir.

Avtomobillәrdә Katalizatorlar[redaktə | əsas redaktə]

Başlıqsız təqdimat.jpg

İşlənmiş qazın çıxması qazlarında zərərli maddələrin miqdarının azalması avtomobil katalizatorunun məsələsidir. Onların arasında:karbonun oksidi — rəngsiz və qoxusuz zəhərli qazdır karbohidrogenlər, həmçinin uçan orqanik birləşmələr kimi məlumlar. Smoqanın əsas komponentlərindən biri, yanacağın natamam yanmasının hesabına yaranır azotun oksidləri (NO və NO 2, hansılar ki, NO x işarəsinin altında tez-tez birləşdirirlər) — həmçinin smoqa komponentidir, həmçinin turşu yağışları, insanın selikli qişasına təsir göstərirlər.

Homogen katalizator[redaktə | əsas redaktə]

Homogen katalizdə reaksiyaya daxil olan maddələr ilə katalizator maddəsi eyni fazada olur. Buraya qaz fazada gedən katalitik reaksiya və məhlulda gedən katalitik reaksiya daxildir.

Heterogen katalizator[redaktə | əsas redaktə]

Heterogen katalizdə katalizator ayrıca faza əmələ gətirir. Yəni, katalizator maddəsi ilə reaksiyaya daxil olan maddələr arasında səth bölgüsü olur. Belə halda qarşılıqlı kimyəvi təsir səthdə gedir. Buna görə heterogen katalizdə katalizatorun səth xarakteristikası başlıca rol oynayır. Texnikada daha geniş tətbiqə malik olan bu kataliz növü oksidləşmə reaksiyalarında, reduksiya reaksiyalarında, karbohidrogenlərin hidrogenləşmə reaksiyalarında, karbohidrogen molekullarının parçalanma reaksiyasında və s.-də xüsusi əhəmiyyət kəsb edir. Bütün bu hallarda əsasən bərk katalizatorlardan istifadə olunur. Bərk katalizatorlar daha böyük səthə malik olduqda, yəni daha çox xırdalandıqda, alınma və emal prosesləri aşağı temperaturda aparıldıqda, daha aktiv olur.

Mənbə[redaktə | əsas redaktə]

  1. Г.М.Панченков, В.П.Лебедев. Химическая кинетика и катализ. М., Изд. МГУ, 1961.
  2. Д.В.Сокольский, В.А.Друзь. Введение в теорию гетерогенного катализа. М., Высшая школа, 1981.
  3. Z.Qarayev "Qeyri-üzvi kimya", Bakı,1975.
  4. Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — С. 335, 337. — ISBN 5-85270-035-5.
  5. Имянитов Н. С. Системы из нескольких катализаторов в металлокомплексном катализе. // Координационная химия. 1984. — Т. 10. — № 11 — С. 1443—1454. — ISSN 0132-344X.
  6. 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.
  7. Автомобильный катализатор и его роль в выхлопной системе. AutoRelease.ru. Архивировано 25 августа 2011 года.