Katalüüsmuundur. Katalüüsmuundur või katalüsaator

Enamikus autodes kasutatakse kütusena bensiini ja etanooli. Nende kahe kütuse täielik põlemine tekitab süsinikdioksiidi (CO_{2 g)}) ja vesi (H₂O). Paraku võib mittetäielik põlemine ning alkoholis ja bensiinis sisalduvad lisandid tekitada keskkonda väga saastavaid aineid. Bensiini puhul süsinikoksiid (CO_g)); süsivesinikud (süsinikust ja vesinikust koosnevad ühendid), nagu etaan (C₂H_{6 g)}); ja lämmastikoksiidid (NO_x), peamiselt lämmastikmonooksiid (NO) ja lämmastikdioksiid (NO_{2 g)}).

Seega, õhusaaste suurenemise vältimiseks vajavad kõik autod nn katalüüsmuundur või katalüsaator, mis on saastetõrjeseade, mille ülesandeks on töödelda neid sisepõlemismootori poolt eralduvaid gaase ja muuta need vähem kahjulikeks gaasideks. Mõnes tööstusprotsessis kasutatakse selleks ka katalüüsmuundureid.

Mainitud saasteainegaasid väljuvad mootorist ja sisenevad katalüsaatorisse, läbides teatud tüüpi taru, mille rakud on tavaliselt valmistatud keraamilisest või metallist materjalist, mis on kaetud alumiiniumoksiidiga (alumiiniumoksiid - Al

₂O₃). See kärgkujuline kuju koos väikeste kanalitega on oluline, kuna see tagab gaasidele suure kontaktpinna, pannes need kiiremini reageerima.

Kuid tõeline katalüsaator on metall, mis asetseb alumiiniumoksiidi peal. Tavaliselt on kasutatud metallid pallaadium, roodium, plaatina või molübdeen. Võite ka neid metalle segada ja kasutada sulameid. Näiteks bensiini puhul kasutatakse tavaliselt pallaadium- ja tooriumsulamit; etanooli puhul kasutatakse teist pallaadiumi ja molübdeeni sulamit. Need metallid teostavad saastavate gaasidega heterogeenset katalüüsi.

Ärge lõpetage kohe... Peale reklaami on veel;)

heterogeenne katalüüs see on teatud tüüpi reaktsioon, mille käigus katalüsaator moodustab reageerijatega (antud juhul saastavate gaasidega) polüfaaside süsteemi. Seda seetõttu, et katalüsaator adsorbeerub, see tähendab, et see hoiab reagentide molekule oma pinnal, nõrgendades nende sidemeid ja muutes reaktsiooni kiiremaks.

Selle tulemusena muudavad katalüsaatormetallid selliseid saasteaineid nagu CO ja NO_x mittetoksilistes gaasides nagu CO₂, H₂O, O₂ ja ei₂. Vaadake mõnda neist reaktsioonidest allpool ja märkige, et nende kaudu toimub süsivesinike oksüdeerumine ja CO (saadud mittetäielikust põlemisest) ja ka lämmastikoksiidide redutseerimine gaasiliseks lämmastikuks (N₂):

2 CO_g) + 2 EI_g) → 2 CO_{2 g)} + 1 N_{2 g)}
2 CO_g) + 1 O_{2 g)} → 2 CO_{2 g)}
2C₂H_{6 g)} + 7 O_{2 g)} → 4 CO_{2 g)} + 6 H₂O_v)
2 EI_{2 g)} +4 CO_g) → 1 N_{2 g)} + 4 CO_{2 g)}
2 EI_{2 g)} → 1 N_{2 g)} + 2 O_{2 g)}
2 EI_g) → 1 N_{2 g)} + 1 O_{2 g)}

Autor Jennifer Fogaça
Lõpetanud keemia

Kas soovite sellele tekstile viidata koolis või akadeemilises töös? Vaata:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Katalüüsmuundur"; Brasiilia kool. Saadaval: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/conversor-catalitico.htm. Juurdepääs 28. juunil 2021.