კატალიზატორების 20 მაგალითი (და მათი ფუნქციები)

ამისთვის კატალიზატორი გესმით ერთი ნივთიერება ან ელემენტი, როგორც მარტივი, ასევე რთული, რომელიც აჩქარებულ როლს ასრულებს ა ქიმიური რეაქცია განისაზღვრება, დროის შემცირება, როდესაც ეს ხდება, მაგრამ საბოლოო პროდუქტის საერთოდ შეცვლის გარეშე და პროცესში საკუთარი მასის დაკარგვის გარეშე (რაც რეაქტიულ ნივთიერებებში ხდება). Მაგალითად: ფერმენტები, UV შუქი, თუთია, კობალტი.

ქიმიური რეაქციის დაჩქარების ამ პროცესს ეწოდება "კატალიზი". და ელემენტები ან ნივთიერებები, რომლებიც აფერხებენ კატალიზს, ცნობილია როგორც ინჰიბიტორები. ბევრ ქიმიურ რეაქციას შესაფერისი კატალიზატორი სჭირდება, იმისდა მიხედვით, გსურთ თუ არა მათი სიჩქარის გაზრდა ან შემცირება. ამ თვალსაზრისით, კატალიზი შეიძლება იყოს დადებითი (რეაქციის სიჩქარე იზრდება) ან უარყოფითი (რეაქციის სიჩქარე მცირდება).

გამოძიება კატალიზში და კატალიზური აგენტების წარმოებაში ნაყოფიერი სფეროა ქიმიური და ბიოლოგიური ინდუსტრია, ვინაიდან ისინი საშუალებას იძლევიან დააჩქარონ რეაქციები უბრალოდ შესაფერისი კატალიზატორის ხელსაყრელი დამატებით.

კატალიზატორის მაგალითები (და მისი ფუნქცია)

1. ფერმენტები. ისინი ნივთიერებებია, რომლებიც ბიოლოგიურად და ბუნებრივად გამოიყოფა ორგანიზმის მიერ ცოცხალი არსებები. ფერმენტები მნიშვნელოვან კატალიზურ როლს ასრულებენ, ვინაიდან ისინი აჩქარებენ სასიცოცხლო მნიშვნელობის ქიმიურ პროცესებს, რომლებიც, თავისთავად რომ მოხდეს, საჭიროებს ტემპერატურა ხშირად შეუთავსებელია ცხოვრებასთან. მაგალითად, პეპსინი და ტრიპსინი მონაწილეობენ ხორცის დაშლაში, აჩქარებენ საჭმლის მონელებას, რასაც სხვა შემთხვევაში გაცილებით მეტი დრო და ძალისხმევა დასჭირდება.
2. UV შუქი. ულტრაიისფერი სინათლე, კატალიზატორთან ერთად, საშუალებას გვაძლევს ფოტოკატალიზს: ქიმიური რეაქციის დაჩქარებას ულტრაიისფერი სინათლის ენერგიით გააქტიურებული კატალიზატორის მუშაობით. ოზონი და ლითონის ოქსიდები გადასვლა ჩვეულებრივი ფოკატალიზატორია.
3. პალადიუმის კატალიზატორები. ჩამონტაჟებული საავტომობილო სისტემებში, რომლებიც იყენებენ დაუმუშავებელ ბენზინს, ეს მოწყობილობები შეიცავს პალადიუმი ან პლატინა მცირე ზომის ნაწილაკებში, კონტეინერში, რომელიც ეკისრება გამონაბოლქვიდან ავტომობილები. ეს ლითონები მოქმედებენ როგორც კატალიზატორი ნახშირბადის მონოქსიდის და სხვა შესუსტების პროცესში ტოქსიკური გაზები საქართველოს წვადა მისცეს რეკორდულ დროში წყლის ორთქლამდე ან სხვა ნაკლებად საშიშ ნივთიერებებამდე შემცირება.
4. ალუმინის ქლორიდი. ეს კატალიზატორი გამოიყენება ნავთობქიმიურ მრეწველობაში სინთეზური ფისების ან საპოხი მასალების მისაღებად, დელიკატური ბუნების შეცვლის გარეშე. ნახშირწყალბადები კითხვაზე, რადგან მას ერთდროულად აქვს მჟავე და ძირითადი თვისებები (ეს არის ამფოტერული).
5. ფტორის წარმოებულები. ისინი აჩქარებენ ოზონის დაშლას (O3 → O + O2), რაც ჩვეულებრივ საკმაოდ ნელი რეაქციაა. ეს არის აეროზოლების და მაცივრების პრობლემა, რომლებიც CFC– ს ატმოსფეროში გამოყოფენ: ისინი გაზავებენ ოზონის შრეს.
6. მჟავე ნივთიერებები. პროტონები, რომლებიც უმეტესად გამოიყოფა მჟავე ნივთიერებები შეუძლია კატალიზატორების როლი შეასრულოს გარკვეულ ქიმიურ რეაქციებში, როგორიცაა ჰიდროლიზი (ეთერების დაშლა კარბოქსილის მჟავების წარმოქმნაში და ალკოჰოლი) ეთერების (ორგანული ნავთობპროდუქტების).
7. თუთია. ეს არის საერთო კატალიზატორი ციკლოალკანების (გაჯერებული ნახშირწყალბადები) შემადგენლობაში, რომლებიც გამოიყენება პარფიუმერიაში, ნავთობ ინდუსტრიაში და სხვა.
8. მანგანუმის დიოქსიდი (MnO)2). ეს ნაერთი არის ხშირი კატალიზატორი წყალბადის ზეჟანგის ან წყალბადის ზეჟანგის (2H2O2 → 2H2O + O2) დაშლის დასაჩქარებლად.
9. რკინა (III). აღმოსავლეთი მეტალი იგი გამოიყენება როგორც კატალიზატორი Haber-Bosch პროცესში წყალბადის და აზოტისგან ამიაკის მისაღებად.
10. ვანადიუმის პენტოქსიდი (V2ან5). ეს არის უაღრესად ტოქსიკური ნაერთი, რომელიც შექცევად კარგავს ჟანგბადს გათბობის დროს. ამიტომ იგი გამოიყენება როგორც კატალიზატორი გოგირდის მჟავის მიღებისას გოგირდის დიოქსიდიდან (SO2).
11. ტიტანი. ალუმინთან შერეული იგი გამოიყენება ზიგლერ-ნატას პოლიმერიზაციის პროცესში, რათა დააჩქაროს ის მაღალი სიმკვრივის პოლიეთილენის (HDPE) მიღება, რომელიც გამოიყენება კონტეინერების და ბოთლების სახურავების წარმოებისთვის პლასტიკური
12. ნიკელი. წვრილად გაყოფილი, იგი გამოიყენება მცენარეული ზეთების ჰიდროგენიზაციის დროს, რომლის საშუალებითაც მიიღება მარგარინი: ცხიმები უჯერი წყალბადის დაბომბვით ხდება გაჯერებული და ეს ლითონი აჩქარებს ამ პროცესს.
13. სილიციუმის დიოქსიდი ან სილიციუმი (SO2). ეს არის ერთ – ერთი ყველაზე ხშირად გამოყენებული კატალიზატორი ზეთის კატალიზური გაბზარვის პროცესში, გარდა მაღალი წნევისა და ტემპერატურისა. გაბზარული იგი შედგება რთული ნახშირწყალბადებისგან უფრო მარტივი ნივთიერებების მიღებისაგან.
14. კობალტი (კო) და მოლიბდენი (მო). ეს არის ნივთიერებები, რომლებიც ალუმინზე იყენებენ ნავთობის კატალიზური რეფორმირების პროცესში, რომელშიც მძიმე ნაფტაა გამოყოფილი გოგირდისა და აზოტისგან, ოქტანური რაოდენობის გასაზრდელად.
15. კალიუმის პერმანგანატი (KMnO)4). იგი გამოიყენება როგორც კატალიზატორი ქიმიური რეაქციისთვის, რომელიც ალკენებს (უჯერი ნახშირწყალბადები ან ოლეფინები) გარდაქმნის დიოლად.
16. პლატინა. ეს ლითონი გამოიყენება როგორც კატალიზატორი გარკვეულ რეაქციებში ბენზოლის წარმოებულების მისაღებად, მაგალითად, ციკლოჰექსანი, რომელიც აუცილებელია ნეილონის წარმოებაში.
17. ოქრო. ბოლოდროინდელი გამოკვლევები აჩვენებს ოქროს, როგორც ნანოკატალიზატორის ეფექტურობას, ანუ როდესაც იგი გვხვდება ატომურ დაჯგუფებებში რვადან ორ ათეულამდე ატომები.
18. Ლიმონმჟავა. ლიმონის ან სხვა ციტრუსის ხილში მჟავა ანელებს პროცესს (ნეგატიური კატალიზი) დაჟანგვა დან ორგანული მასალა. ამის დადასტურება შესაძლებელია ვაშლის ნაჭერით.
19. ვერცხლისფერი. პოლიკრისტალური ვერცხლი და ნანოფორიული ვერცხლი ელექტროკატალიზის ექსპერიმენტებში ეფექტური ამაჩქარებლები არიან ნახშირორჟანგის (CO2) შემცირების პროცესები, რაც ქიმიური პროდუქტების ეფექტურად წარმოების საშუალებას იძლევა იარაღები.

მიჰყევით შემდეგს: