Kataliza je homogena i heterogena kataliza: objašnjavamo pomoću primjera

Neke kemijske interakcije u sebi su vrlo teške ili se uopće ne pojavljuju. A onda posebne tvari - katalizatori - dolaze u pomoć. Oni dopuštaju da "zaobiđu barijeru" - i počinje reakcija, iako ih bez njih nikad ne bi započela ili bi se vrlo sporo pojavila. Katalitira homogenu i heterogenu katalizu. Što znače ove riječi?

Ime se može razlikovati ovisno o tome jesu li katalizatori i reagensi u jednoj fazi. Sam katalizator se ne potroši u reakciji. Ako vidite dvije faze s granicom između tvari i katalizatora, kataliza će biti heterogena. Isto se može reći io slučaju kada se agregatno stanje materije i katalizator razlikuju. Homogena se javlja u homogenom mediju, u jednoj fazi.

U slučaju heterogenih katalizatora, katalizator je često krut, a reagensi su tekućine, ili otopljeni u tekućinama, ili su plinovi. U ovom slučaju, reagensi se apsorbiraju na aktivne centre katalizatora (ne smije zbuniti adsorpciju i apsorpciju). Prvo znači neku vrstu "lijepljenja" na površinu, drugi je kada jedna tvar penetrira u strukturu drugog.

Postoji kemijska interakcija između molekula reagensa i katalizatora. Može uključivati i kemijsku reakciju na površinu i slabljenje veza unutar molekula reagensa. Tada se odvija reakcija u kojoj su često molekule preostale tvari pogodile molekule prvog reagensa. Rezultat reakcije je desorbiran, "odstranjen" iz aktivnih centara. Kao što je već spomenuto, katalizator se ne potroši u reakciji. Mijenja se samo količina reagensa i proizvoda.

Kataliza homogena i heterogena kataliza široko se koristi u industriji. Dajemo primjer drugoga, budući da smo ju već teoretski smatrali.

Kao što znate, masnoća zasićena margarinom. Čvrsto je u dosljednosti. A biljne masti, od kojih se proizvodi, su uglavnom tekućine. Kako postići čvrstoću? Hidrogeniranjem, to jest, dvostruke veze ugljikovih atoma postaju pojedinačne zbog dodavanja vodikovih atoma. A kao katalizator djeluje metalni nikal u čvrstom stanju. Masti, koje se dobivaju u ovoj reakciji, nazivaju se hidrogeniranim. Naravno, kao i sve zasićene masti, oni nisu baš korisni, ali ni njihovo demoniziranje ne vrijedi.

Mora se razumjeti kataliza homogena i heterogena kataliza, jer oni pomažu objasniti ne samo industrijske već i prirodne procese. Na primjer, uništavanje ozonskog sloja je primjer homogene katalize.

Ozon se uništava i ponovno stvara izlaganjem molekulama ultraljubičastog zračenja. Međutim, uobičajeni proces je uznemiren u prisutnosti molekula klora i fluorougljike, koji su prisutni u atmosferi u obliku plinova i proizvodi su industrijske emisije. Što se događa u ovom slučaju? Molekule klora i fluor spojeva ugljika sudaraju se s molekulama ozona i uzimaju jedan kisikov atom od njih. Zatim spoj, recimo, klor s kisikom sudara s drugom ozonskom molekulom, rezultirajući molekulom kisika i regeneriranim spojem klora koji može dalje uništiti tisuće molekula ozona. Tako se javlja homogena kataliza. Kao što možete vidjeti, znanje ovog procesa omogućuje nam da shvatimo da mora biti oprezan s upotrebom određenih dezodoransa i tekućina za hladnjake.

Međutim, valja napomenuti da tvari koje kataliziraju homogenu i heterogenu katalizu mogu samo ubrzati reakciju, ali i usporiti. U ovom slučaju, oni se nazivaju inhibitori. A svi katalizatori, zauzvrat, mogu biti pogođeni određenim tvarima: akceleratorima ili otrovima katalizatora. Dakle, proces katalize je višeslojan, a zbog razumijevanja potrebno je razumjeti uzroke katalize. I to se događa jer je u ovom procesu potrebno manje energije za aktivaciju, jer proces prolazi drugačijim putevima nego ako je to sam po sebi.

Kao što smo vidjeli, primjeri katalize mogu biti vrlo različiti u korist čovjeka. Međutim, kako biste promijenili svijet, morate ga razumjeti. Stoga, proučavajte kemiju, ne samo "vpoglyadku".