Катализатор
Катализатор е секоја супстанција во хемијата која ги забрзува хемиските реакции, без притоа нејзиното количество при реакцијата да се измени. Хемиските реакции во кој учествува одреден катализатор се наречени реакции на катализа или каталитички реакции. Во случаи на хомогена катализа, катализаторот стапува во реакција со еден од реактантите (т.е. супстратот) и со него образува меѓупроизвод. Дури потоа меѓупроизводот стапува во заемно дејство со другите реактанти за на крајот да се образуваат продукти. Хомогените каталитички реакции се одвиваат во гасовита фаза или во раствор. При хетерогена катализа, пак, честички од реактантите се апсорбираат на површината на катализаторот, а потоа таму се случува елементарен акт на хемиска трансформација. Во хетерогените каталитички реакции, катализаторот енајчесто цврст. Во секој случај, катализаторот само ја забрзува реакцијата, односно не може да предизвика некоја реакција која воопшто не би можела да се одвива ако тие не се присутни.[1]
Реакција без катализатор: A + B --> AB Реакција со катализатор: A + B + K --> [ABK] [ABK] --> AB + K
Забрзувањето на хемиските реакции со присуство на катализатори е многу корисно, а каталитичките реакции наоѓаат широка примена. Практична важност имаат т.н. каталитички претворачи што се поставуваат на патот на издувните гасови кај автомобилите. Други, доста важни катализатори се биокатализаторите, наречени ензими, кои ги катализираат биохемиските реакции.
Карактеристики на катализаторите
уредиЗаеднички карактеристики на катализаторите се следниве:[2]
- по завршувањето на реакцијата, катализаториет остануваат хемиски неизменети и со еднакви количества како пред реакцијата
- катализаторите не можат да предизивкаат реакции кои се невозможни, туку само ги забрзуваат реакциите кои без нивното присуство би се одвивале бавно
- катализаторите не можат да ја изменат состојбата на рамнотежа до која водат повратните реакции, но овозможуваат оваа состојба да се постигне побрзо
- мали количества од катализаторите може да забрзаат реакции во кои се трансформираат големи количества реактанти
- катализаторите се одликуваат со специфичност која може да се движи меѓу две крајности: да катализираат голем број реакции на различни реактанти или да бидат целосно специфични, т.е. да катализираат само една реакција на само еден реактант
- при хомогена катализа, при поголема концентрација на катализаторот доаѓа до поголема брзина на реакцијата, а во хетерогената катализа влијание има големината на површината на катализаторот.
Механизмот на дејството на катализаторите
уредиПри хомогената катализа, во најголем број случаи катализаторот стапуав во реакција со еден од реактантите (суптрат на катализаторот) и со него образува меѓупрозивод (интермедијарно соединение). Дури потоа, катализаторот стапува во дејство со другите реактанти и најпосле се образуваат производите од реакцијата. На молекуларно ниво, честичка од супстратот со честичка од катализаторот најпрвин образува активиран комплекс, а потоа тој (губејќи енергија) се претвора во честичка од интермедијарно соединение, понатаму, таа образува нов активиран комплекс со честичка од другиот реактант и најпосле се добиваат честичките од производите. Според тоа, патот на реакцијата се изменува. Кај хетерогената катализа, честичките од реактантите се апсорбираат на површината на катализаторот и таму се случуваат елементарни акти на хемиска трансформација при што е можно да се образуваат интермедијарни соедниненија. Бидејќи во овој случај е важна површината на катализаторот, цврстите катализатори најчесто се употребуваат во вид на прав или се нанесуваат на носачи (материјали кои имаат поголем однос меѓу површината и волуменот), како што се: алуминиум оксидот, силициум диоксидот (силика гел) и други. Металните катализатори можат да се употребат и во вид на мрежи со цел да им се зголеми површината, а масата да им остане непроменета. Понекогаш, каталитички дејствуваат и некои од производите на хемиската реакција, а тие се нарекуваат автокаталитички реакции. При ваквите реакции се зголемува количеството на катализаторот така што со текот на времето се зголемува брзината на реакцијата, наместо да се намалува.[3]
Наводи
уреди- ↑ Бојан Шоптрајанов, Хемија за втора година на реформираното гимназиско образование (петто изменето и дополнето издание). Скопје: Просветно дело, 2009, стр. 38.
- ↑ Бојан Шоптрајанов, Хемија за втора година на реформираното гимназиско образование (петто изменето и дополнето издание). Скопје: Просветно дело, 2009, стр. 38-39.
- ↑ Бојан Шоптрајанов, Хемија за втора година на реформираното гимназиско образование (петто изменето и дополнето издание). Скопје: Просветно дело, 2009, стр. 39-40.