קטליזה הטרוגנית. איך מתרחש קטליזה הטרוגנית

פעולתו של זרז היא בעצם להאיץ את התפתחותה של תגובה מסוימת. זה אפשרי בגלל הזרז משנה את המנגנון שבאמצעותו התגובה מתנהלת, מה שמוביל ל"נתיב חלופי "הדורש פחות אנרגיית הפעלה כדי שהתגובה תתחיל ותגיע למתחם המופעל.

ישנם מספר סוגים של קטליזה, אחד מהם הוא ה- קטליזה הטרוגנית, שניתן להגדיר כ- זה שמתרחש כאשר למערכת יש יותר משלב אחד, כלומר המגיבים והמוצרים נמצאים במצב פיזי שונה ממצבו הפיזי של הזרז.

דוגמה שאנו יכולים להזכיר היא שלב ביניים של היווצרות חומצה גופרתית (H₂רק_{4 (aq)}). שלב זה מורכב מהיווצרות תלת-חמצני גופרית (SO_{3 (ז)}) דרך תגובת הבעירה של דו תחמוצת הגופרית (SO_{2 (גרם)}):

2 SO_{2 (גרם)} + O_{2 (גרם)} → מערכת הפעלה 2_{3 (ז)}

מאחר שתגובה זו מתנהלת באטיות כה רבה, משתמשים בזרז להאצתה. זרז שניתן להשתמש בו במקרה זה הוא דיוונאדיום פנטוקסיד (V₂או_{5 (S)}), שהוא מוצק. מכיוון שהמגיבים ותוצר התגובה הם גזיים, תהיה לנו מערכת הטרוגנית.

אך כיצד דיוונאדיום פנטוקסיד יכול להאיץ את התגובה?

מה שקורה הוא שהמולקולות של ריאגנט החמצן נספגות, כלומר נשמרות על פני השטח של הדיוונאדיום פנטוקסיד. זה גורם לקשרי מולקולות הגז להיחלש לאורך זמן, מה שמקל על היווצרות המתחם מופעלת, וכתוצאה מכך מקטינה את אנרגית ההפעלה של התגובה, ומגדילה את קצב ההתפתחות שלה, כלומר את שלה מְהִירוּת.

אל תפסיק עכשיו... יש עוד אחרי הפרסום;)

ראה כיצד זה קורה בתרשים להלן:

דוגמאות אחרות לזרז הטרוגני מוצגות להלן. שים לב שבשני המקרים המגיבים והמוצרים נמצאים במצב גזי, מימי או נוזלי, ואילו הזרזים במצב מוצק:

דוגמה לזרז הטרוגני המתרחש בחיי היומיום שלנו היא זו של הממירים קטליטי רכב, ידוע יותר בשם זרזים. מכשירים אלה נגד זיהום מצופים בחומרים המשמשים כזרזים, בהיותם בדרך כלל סגסוגת של פלדיום ורודיום (עבור מנועי בנזין) ופלדיום ומוליבדן (עבור מנועי בנזין). כּוֹהֶל).

בתוך זרז זה מתרחשות תגובות כימיות בהן גזים מהבעירה הלא שלמה, המזיקים יותר לבני אדם, הופכים לגזים לא רעילים. מגיבים ומוצרים הם כולם גזים, ואילו זרזים הם מוצקים.

 כדי להבין יותר אודות מערכת ההפעלה של ציוד זה, קרא את הטקסט: "ממיר קטליטי”.

מאת ג'ניפר פוגאצה
בוגר כימיה

האם תרצה להתייחס לטקסט זה בבית ספר או בעבודה אקדמית? תראה:

FOGAÇA, ג'ניפר רושה ורגס. "קטליזה הטרוגנית"; בית ספר ברזיל. אפשר להשיג ב: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/catalise-heterogenea.htm. גישה אליו ב -27 ביוני 2021.