Vienalytė katalizė. Vienalytis katalizės mechanizmas

Tekste "Kaip veikia katalizatoriai?“, Buvo įrodyta, kad katalizatoriai sugeba padidinti reakcijos greitį, nes sumažina reakcijos įvykimui reikalingą aktyvacijos energiją. Jie tai daro pakeisdami reakcijos mechanizmą, sujungdami su reagentais ir susidarydami tarpinį junginį, kuris savo ruožtu tampa produktais ir katalizatoriumi.

Vienas iš būdų, kaip tai įvykti, yra vadinamas Homogeninė katalizė, kai katalizatorius su reagentais sudaro vienfazę sistemą.

Tai reiškia, kad reagentai, produktai ir katalizatorius turi būti toje pačioje fazėje, ty toje pačioje fizinėje būsenoje.

Šio tipo katalizės tyrimas yra svarbus mokslui ir pramonei, nes keletą svarbių gamybos reakcijų galima pagreitinti naudojant nedidelį kiekį katalizatorių.

Pramonėje naudojamos vienalytės katalizės pavyzdys yra tarpinis sieros rūgšties (H₂TIK_{4 (aq)}), kuriame susidaro sieros trioksidas (SO_{3 g)}) deginant sieros dioksidą (SO_{2 g)}), nurodyta apačioje:

2 SO_{2 g)} + O_{2 g)} → 2 OS_{3 g)}

Ši reakcija vyksta per lėtai, todėl pridedamas katalizatorius, azoto dioksidas (NO).

_{2 g)}). Šis katalizatorius kartu su sieros dioksidu sudaro tarpinį junginį (aktyvuotą kompleksą), kuris yra azoto monoksidas (NO_g)).

Nesustokite dabar... Po reklamos yra daugiau;)

Tada šis tarpinis junginys reaguoja su deguonies dujomis (O_{2 g)}) katalizatoriaus regeneravimui. Žiūrėkite žemiau, kaip tai vyksta, ir stebėkite, kaip jie visi yra dujų fazėje, sudarydami homogeninę terpę:

_{katalizatoriuskompleksas suaktyvintas}
1 veiksmas: 2 OS_{2 g)} + 2 NE_{2 g)}→ 2 OS_{3 g)} + 2 NE_g)
2 žingsnis:  2 NE_g)+ 1 O_{2 g)} → 2 NE_{2 g)}
Visuotinė reakcija: 2 SO_{2 g)} + O_{2 g)} → 2 OS_{3 g)}

Atkreipkite dėmesį, kad katalizatorius dalyvauja tik tarpiniuose etapuose, tačiau nėra vartojamas. Pasibaigus reakcijai, jis visiškai pasveiksta. Reakcijai su šiuo mechanizmu, atliekamu dviem etapais, reikia mažiau aktyvacijos energijos, todėl ji vyksta greičiau.

Grafinis vaizdas:

Jennifer Fogaça
Baigė chemiją

Ar norėtumėte paminėti šį tekstą mokykloje ar akademiniame darbe? Pažvelk:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. „Vienalytė katalizė“; Brazilijos mokykla. Yra: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/catalise-homogenea.htm. Žiūrėta 2021 m. Birželio 27 d.