20 Παραδείγματα Καταλυτών (και οι λειτουργίες τους)

Για καταλύτης καταλαβαίνεις ένα ουσία ή στοιχείο, τόσο απλό όσο και σύνθετο, το οποίο παίζει επιταχυντικό ρόλο στο a χημική αντίδραση προσδιορίζεται, συντομεύοντας τους χρόνους κατά τους οποίους συμβαίνει αλλά χωρίς να αλλάξει καθόλου το τελικό προϊόν και χωρίς να χάσει τη δική του μάζα στη διαδικασία (που συμβαίνει στα αντιδραστήρια). Για παράδειγμα: ένζυμα, υπεριώδες φως, ψευδάργυρος, κοβάλτιο.

Αυτή η διαδικασία επιτάχυνσης μιας χημικής αντίδρασης ονομάζεται "κατάλυση". Και τα στοιχεία ή οι ουσίες που αναστέλλουν την κατάλυση είναι γνωστά ως αναστολείς. Πολλές χημικές αντιδράσεις χρειάζονται έναν κατάλληλο καταλύτη ανάλογα με το αν θέλετε να αυξήσετε ή να μειώσετε τον ρυθμό με τον οποίο εμφανίζονται. Υπό αυτήν την έννοια, η κατάλυση μπορεί να είναι θετική (η ταχύτητα της αντίδρασης αυξάνεται) ή αρνητική (η ταχύτητα της αντίδρασης μειώνεται).

ο έρευνα στην κατάλυση και παραγωγή καταλυτικών παραγόντων είναι ένα παραγωγικό πεδίο της χημική και βιολογική βιομηχανία, δεδομένου ότι επιτρέπουν την επιτάχυνση των αντιδράσεων απλά με την κατάλληλη προσθήκη του κατάλληλου καταλύτη.

Παραδείγματα καταλύτη (και η λειτουργία του)

1. Ένζυμα. Είναι ουσίες που εκκρίνονται βιολογικά και φυσικά από το σώμα του ζωντανά όντα. Τα ένζυμα διαδραματίζουν πολύ σημαντικό καταλυτικό ρόλο, καθώς επιταχύνουν ζωτικές χημικές διεργασίες που, εάν συνέβαιναν από μόνες τους, θα απαιτούσαν θερμοκρασίες συχνά ασυμβίβαστη με τη ζωή. Η πεψίνη και η θρυψίνη, για παράδειγμα, παίζουν ρόλο στην κατανομή των κρεάτων, επιταχύνοντας την πέψη που διαφορετικά θα απαιτούσε πολύ περισσότερο χρόνο και προσπάθεια.
2. Φως UV. Το υπεριώδες φως, μαζί με έναν καταλύτη, επιτρέπει τη φωτοκατάλυση: την επιτάχυνση μιας χημικής αντίδρασης με την εργασία ενός καταλύτη που ενεργοποιείται από την ενέργεια φωτός του υπεριώδους. Όζον και μεταλλικά οξείδια η μετάβαση είναι συνηθισμένοι φωτοκαταλύτες.
3. Καταλύτες παλλαδίου. Ενσωματωμένα σε συστήματα αυτοκινήτων που χρησιμοποιούν αμόλυβδη βενζίνη, αυτές οι συσκευές περιέχουν Παλλάδιο ή πλατίνα σε μικρά σωματίδια σε ένα δοχείο που προσκολλάται στα καυσαέρια του αυτοκίνητα. Αυτά τα μέταλλα δρουν ως καταλύτες στη διαδικασία εξασθένησης του μονοξειδίου του άνθρακα και άλλων τοξικά αέρια απο καύσηκαι αφήστε τους να μειωθούν σε υδρατμούς ή άλλες λιγότερο επικίνδυνες ουσίες σε χρόνο ρεκόρ.
4. Χλωριούχο αργίλιο. Αυτός ο καταλύτης χρησιμοποιείται στη βιομηχανία πετροχημικών για τη λήψη συνθετικών ρητινών ή λιπαντικών ουσιών, χωρίς να μεταβάλλεται η ευαίσθητη φύση του υδρογονάνθρακες εν λόγω, καθώς έχει όξινες και βασικές ιδιότητες ταυτόχρονα (είναι αμφοτερικό).
5. Παράγωγα φθορίου. Επιταχύνουν την αποσύνθεση του όζοντος (O3 → O + O2), η οποία είναι συνήθως μια αρκετά αργή αντίδραση. Αυτό είναι το πρόβλημα των αερολυμάτων και των ψυκτικών που απελευθερώνουν CFC στην ατμόσφαιρα: αραιώνουν τη στιβάδα του όζοντος.
6. Όξινες ουσίες. Τα πρωτόνια που απελευθερώθηκαν από τα περισσότερα όξινες ουσίες μπορεί να παίξει το ρόλο των καταλυτών σε ορισμένες χημικές αντιδράσεις, όπως η υδρόλυση (διάσπαση των εστέρων για σχηματισμό καρβοξυλικών οξέων και αλκοόλες) εστέρων (οργανικά παράγωγα πετρελαίου).
7. Ψευδάργυρος. Είναι ένας κοινός καταλύτης στη συγκρότηση των κυκλοαλκανίων (κορεσμένων υδρογονανθράκων) που χρησιμοποιούνται στην αρωματοποιία, τη βιομηχανία πετρελαίου και άλλους.
8. Διοξείδιο του μαγγανίου (MnO2). Αυτή η ένωση είναι ένας συχνός καταλύτης για την επιτάχυνση της αποσύνθεσης του υπεροξειδίου του υδρογόνου ή του υπεροξειδίου του υδρογόνου (2H2O2 → 2H2O + O2).
9. Σίδηρος (III). Ανατολή μέταλλο Χρησιμοποιείται ως καταλύτης στη διαδικασία Haber-Bosch για την απόκτηση αμμωνίας από υδρογόνο και άζωτο.
10. Πεντοξείδιο του βαναδίου (V2Ή5). Είναι μια εξαιρετικά τοξική ένωση που χάνει αναστρέψιμα οξυγόνο όταν θερμαίνεται. Γι 'αυτό χρησιμοποιείται ως καταλύτης για τη λήψη θειικού οξέος από διοξείδιο του θείου (SO2).
11. Τιτάνιο. Αναμιγνύεται με αλουμίνιο, χρησιμοποιείται στη διαδικασία πολυμερισμού Ziegler-Natta για την επιτάχυνση του απόκτηση πολυαιθυλενίου υψηλής πυκνότητας (HDPE), που χρησιμοποιείται για την κατασκευή δοχείων και καπακιών μπουκαλιών πλαστική ύλη.
12. Νικέλιο. Λεπτά διαιρεμένο, χρησιμοποιείται στην υδρογόνωση φυτικών ελαίων μέσω των οποίων λαμβάνεται η μαργαρίνη: λίπη ακόρεστα γίνονται κορεσμένα από βομβαρδισμό υδρογόνου και αυτό το μέταλλο επιταχύνει αυτή τη διαδικασία.
13. Διοξείδιο του πυριτίου ή διοξείδιο του πυριτίου (SO2). Είναι ένας από τους πιο ευρέως χρησιμοποιούμενους καταλύτες στη διαδικασία καταλυτικής πυρόλυσης λαδιού, εκτός από την υψηλή πίεση και τις θερμοκρασίες. ο ράγισμα Συνίσταται στην απόκτηση απλούστερων ουσιών από έναν σύνθετο υδρογονάνθρακα.
14. Κοβάλτιο (Co) και Molybdenum (Mo). Είναι ουσίες που χρησιμοποιούνται στην αλουμίνα κατά τη διαδικασία καταλυτικής αναμόρφωσης του πετρελαίου, στην οποία η βαριά νάφθα διαχωρίζεται από το θείο και το άζωτο, για να αυξήσει τον αριθμό των οκτανίων της.
15. Υπερμαγγανικό κάλιο (KMnO4). Χρησιμοποιείται ως καταλύτης για τη χημική αντίδραση που μετατρέπει αλκένια (ακόρεστοι υδρογονάνθρακες ή ολεφίνες) σε διόλες.
16. Πλατίνα. Αυτό το μέταλλο χρησιμοποιείται ως καταλύτης σε ορισμένες αντιδράσεις για να ληφθούν παράγωγα βενζολίου, όπως κυκλοεξάνιο, απαραίτητα για την κατασκευή νάιλον.
17. Χρυσός. Πρόσφατη έρευνα δείχνει την αποτελεσματικότητα του χρυσού ως νανοκαταλύτη, δηλαδή όταν βρίσκεται σε ατομικές ομάδες μεταξύ οκτώ και δύο δωδεκάδων άτομα.
18. Κιτρικό οξύ. Το οξύ που περιέχεται σε λεμόνι ή άλλα εσπεριδοειδή επιβραδύνει (αρνητική κατάλυση) τη διαδικασία οξείδωση από οργανικό υλικό. Αυτό μπορεί να επαληθευτεί με ένα κομμάτι μήλου.
19. Ασήμι. Πολυκρυσταλλικό άργυρο και νανοπορώδες άργυρο σε πειράματα ηλεκτροκατάλυσης είναι αποτελεσματικοί επιταχυντές του Διαδικασίες μείωσης διοξειδίου του άνθρακα (CO2), οι οποίες επιτρέπουν την αποτελεσματική παραγωγή χημικών προϊόντων εργαλεία.

Ακολουθήστε με: