Heterogén katalízis. Hogyan történik a heterogén katalízis

A katalizátor hatása alapvetően egy bizonyos reakció kialakulásának felgyorsítása. Ez azért lehetséges, mert a katalizátor megváltoztatja a reakció haladásának mechanizmusát, ami egy „alternatív útvonalhoz” vezet, amely kevesebb aktivációs energiát igényel a reakció elindításához és az aktivált komplex eléréséhez.

A katalízisnek több típusa létezik, az egyik a heterogén katalízis, amelyet úgy definiálhatunk ami akkor fordul elő, ha a rendszernek egynél több fázisa van, vagyis a reagensek és a termékek fizikai állapotuk eltér a katalizátor fizikai állapotától.

Példaként említhetjük a kénsavképződés közbenső szakaszát (H₂CSAK_{4 (aq)}). Ez a lépés a kén-trioxid (SO_{3. g)}) a kén-dioxid (SO_{2. g)}):

2 SO_{2. g)} + O_{2. g)} → 2 OS_{3. g)}

Amint ez a reakció olyan lassan halad, a katalizátort felgyorsítják. Katalizátor, amely ebben az esetben alkalmazható, a divanádium-pentoxid (V₂O_{5 (S)}), amely szilárd. Mivel a reagensek és a reakciótermék gázneműek, heterogén rendszerünk lesz.

De hogyan lehet a divanádium-pentoxid felgyorsítani a reakciót?

Az történik, hogy az oxigénreagens molekulái adszorbeálódnak, vagyis megmaradnak a divanádium-pentoxid felületén. Ez idővel meggyengíti e gáz molekuláinak kötéseit, ami megkönnyíti a komplex kialakulását aktiválódik, és következésképpen csökkenti a reakció aktivációs energiáját, növelve annak fejlődési sebességét, vagyis annak sebesség.

Nézze meg, hogyan történik ez az alábbi ábrán:

A heterogén katalízis további példáit az alábbiakban mutatjuk be. Vegye figyelembe, hogy mindkét esetben a reagensek és a termékek gáznemű, vizes vagy folyékony állapotban vannak, míg a katalizátorok szilárd állapotban vannak:

A mindennapi életünkben előforduló heterogén katalízisre példa a konvertereké autó katalitikus, ismertebb nevén katalizátorok. Ezeket a szennyezésgátló eszközöket olyan anyagok vonják be, amelyek katalizátorként működnek általában a palládium és a ródium ötvözete (benzinmotorokhoz), valamint a palládium és a molibdén (benzinmotorokhoz). alkohol).

Ezen katalizátoron belül kémiai reakciók lépnek fel, amelyek során a nem teljes égés során keletkező, az emberre károsabb gázok nem toxikus gázokká alakulnak. A reagensek és termékek mind gázok, míg a katalizátorok szilárd anyagok.

 Ha többet szeretne megtudni a berendezés operációs rendszeréről, olvassa el a következő szöveget: "Katalizátor”.

Írta: Jennifer Fogaça
Kémia szakon végzett

Forrás: Brazil iskola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/catalise-heterogenea.htm