בתוך הטקסט "כיצד פועלים חומרי זרז?", הוכח כי זרזים מסוגלים להגביר את מהירות התגובות מכיוון שהם מקטינים את אנרגיית ההפעלה הדרושה להתרחשות התגובה. הם עושים זאת על ידי שינוי מנגנון התגובה, שילוב עם המגיבים ויצירת תרכובת ביניים, שהופכת בתורם למוצרים ולזרז.
אחת הדרכים להתרחשות נקראת קטליזה הומוגנית, כאשר הזרז יוצר מערכת חד פאזית עם המגיבים.
משמעות הדבר היא כי המגיבים, המוצרים והזרז כולם צריכים להיות באותו שלב, כלומר באותו מצב פיזי.
חקר קטליזה מסוג זה חשוב למדע ולתעשייה, שכן ניתן להאיץ כמה תגובות חשובות לייצור בכמויות קטנות של זרזים.
דוגמה לזרז הומוגני המשמש בתעשייה הוא שלב ביניים בייצור חומצה גופרתית (H2רק4 (aq)), בו היווצרות גופרית תלת-חמצנית (SO3 (ז)) באמצעות תגובת הבעירה של דו תחמוצת הגופרית (SO2 (גרם)), המוצג להלן:
2 SO2 (גרם) + O2 (גרם) → מערכת הפעלה 23 (ז)
תגובה זו מתנהלת לאט מדי, ולכן מתווסף זרז, חנקן דו חמצני (NO).2 (גרם)). זרז זה משלב עם דו תחמוצת הגופרית ליצירת תרכובת ביניים (קומפלקס מופעל), שהוא חנקן חד חמצני (NO(ז)).
אל תפסיק עכשיו... יש עוד אחרי הפרסום;)
תרכובת ביניים זו מגיבה עם גז חמצן (O
2 (גרם)) להתחדשות הזרז. ראה להלן כיצד זה מתרחש וראה כיצד כולם נמצאים בשלב הגז ויוצרים מדיום הומוגני:זָרָזמורכב מופעל
שלב 1: מערכת הפעלה 22 (גרם) + 2 NO2 (גרם)→ מערכת הפעלה 23 (ז) + 2 NO(ז)
שלב 2: 2 NO(ז)+ 1 O2 (גרם) → 2 NO2 (גרם)
תגובה עולמית: 2 SO2 (גרם) + O2 (גרם) → מערכת הפעלה 23 (ז)
שים לב שהזרז משתתף רק בשלבי הביניים, אך אינו נצרך. בסוף התגובה הוא מתאושש לחלוטין. התגובה עם מנגנון זה המתבצעת בשני שלבים דורשת פחות אנרגיית הפעלה, ולכן היא ממשיכה במהירות רבה יותר.
ייצוג גרפי:
מאת ג'ניפר פוגאצה
בוגר כימיה
האם תרצה להתייחס לטקסט זה בבית ספר או בעבודה אקדמית? תראה:
FOGAÇA, ג'ניפר רושה ורגס. "קטליזה הומוגנית"; בית ספר ברזיל. אפשר להשיג ב: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/catalise-homogenea.htm. גישה אליו ב -27 ביוני 2021.
