ในข้อความ "สารตัวเร่งปฏิกิริยาทำงานอย่างไร” แสดงให้เห็นว่าตัวเร่งปฏิกิริยาสามารถเพิ่มความเร็วของปฏิกิริยาได้ เนื่องจากพวกมันลดพลังงานกระตุ้นที่จำเป็นสำหรับปฏิกิริยาที่จะเกิดขึ้น พวกเขาทำเช่นนี้โดยการเปลี่ยนกลไกการเกิดปฏิกิริยารวมกับสารตั้งต้นและก่อตัวเป็นสารประกอบขั้นกลางซึ่งจะกลายเป็นผลิตภัณฑ์และตัวเร่งปฏิกิริยา
วิธีหนึ่งที่จะทำให้สิ่งนี้เกิดขึ้นเรียกว่า ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกัน ซึ่งก็คือเมื่อตัวเร่งปฏิกิริยาสร้างระบบเฟสเดียวกับสารตั้งต้น
ซึ่งหมายความว่าสารตั้งต้น ผลิตภัณฑ์ และตัวเร่งปฏิกิริยาทั้งหมดต้องอยู่ในเฟสเดียวกัน กล่าวคือ อยู่ในสถานะทางกายภาพเดียวกัน
การศึกษาตัวเร่งปฏิกิริยาประเภทนี้มีความสำคัญสำหรับวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรม เนื่องจากปฏิกิริยาที่สำคัญหลายประการสำหรับการผลิตสามารถเร่งความเร็วได้โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาในปริมาณเล็กน้อย
ตัวอย่างของตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันที่ใช้ในอุตสาหกรรมคือขั้นตอนขั้นกลางในการผลิตกรดซัลฟิวริก (H2เท่านั้น4(aq)) ซึ่งทำให้เกิดซัลเฟอร์ไตรออกไซด์ (SO .)3(ก.)) ผ่านปฏิกิริยาการเผาไหม้ของซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2(ก.)), แสดงด้านล่าง:
2 SO2(ก.) + โอ2(ก.) → 2 OS3(ก.)
ปฏิกิริยานี้ดำเนินไปช้าเกินไป จึงมีการเพิ่มตัวเร่งปฏิกิริยา ไนโตรเจนไดออกไซด์ (NO)2(ก.)). ตัวเร่งปฏิกิริยานี้รวมกับซัลเฟอร์ไดออกไซด์เพื่อสร้างสารประกอบขั้นกลาง (สารเชิงซ้อนที่เปิดใช้งาน) ซึ่งเป็นไนโตรเจนมอนอกไซด์ (NO(ช)).
สารประกอบตัวกลางนี้จะทำปฏิกิริยากับก๊าซออกซิเจน (O2(ก.)) สำหรับการฟื้นฟูตัวเร่งปฏิกิริยา ดูด้านล่างว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร และสังเกตว่าพวกมันทั้งหมดอยู่ในเฟสของแก๊สอย่างไร ทำให้เกิดตัวกลางที่เป็นเนื้อเดียวกัน:
ตัวเร่งคอมเพล็กซ์ที่เปิดใช้งาน
ขั้นตอนที่ 1: 2 OS2(ก.) + 2 ไม่2(ก.)→ 2 OS3(ก.) + 2 ไม่(ช)
ขั้นตอนที่ 2: 2 ไม่(ช)+1 โอ2(ก.) → 2 ไม่2 (ก.)
ปฏิกิริยาทั่วโลก: 2 SO2(ก.) + โอ2(ก.) → 2 OS3(ก.)
โปรดทราบว่าตัวเร่งปฏิกิริยามีส่วนร่วมในขั้นตอนกลางเท่านั้น แต่ไม่ถูกบริโภค ในตอนท้ายของปฏิกิริยา เขาฟื้นตัวเต็มที่ ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นกับกลไกนี้ในสองขั้นตอนนั้นต้องการพลังงานกระตุ้นน้อยกว่าจึงจะเกิดขึ้น ดังนั้นจึงดำเนินการได้เร็วกว่า
การแสดงกราฟิก:
โดย เจนนิเฟอร์ โฟกาซา
จบเคมี
ที่มา: โรงเรียนบราซิล - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/catalise-homogenea.htm