20 Voorbeelden van katalysatoren (en hun functies)

Voor katalysator jij begrijpt er een stof of elementzowel enkelvoudig als samengesteld, wat een versnellende rol speelt bij a chemische reactie bepaald, de tijd waarin het optreedt verkort, maar zonder het eindproduct te veranderen en zonder daarbij zijn eigen massa te verliezen (wat wel voorkomt in de reactanten). Bijvoorbeeld: enzymen, UV-licht, zink, kobalt.

Dit proces van versnelling van een chemische reactie heet "katalyse". En de elementen of stoffen die katalyse remmen, staan ​​bekend als remmers. Veel chemische reacties hebben een geschikte katalysator nodig, afhankelijk van of je de snelheid waarmee ze plaatsvinden wilt verhogen of verlagen. In die zin kan katalyse positief zijn (de reactiesnelheid neemt toe) of negatief (de reactiesnelheid neemt af).

De onderzoek in katalyse en productie van katalysatoren is een vruchtbaar gebied van chemische en biologische industrie, omdat ze het mogelijk maken om reacties eenvoudig te versnellen met de geschikte toevoeging van de geschikte katalysator.

Voorbeelden van katalysator (en zijn functie)

1. Enzymen. Het zijn stoffen die biologisch en natuurlijk worden uitgescheiden door het lichaam van de levende wezens. Enzymen spelen een zeer belangrijke katalytische rol, omdat ze vitale chemische processen versnellen die, als ze op zichzelf zouden plaatsvinden, temperaturen vaak onverenigbaar met het leven. Pepsine en trypsine spelen bijvoorbeeld een rol bij de afbraak van vlees, waardoor de spijsvertering wordt versneld die anders veel meer tijd en moeite zou kosten.
2. UV licht. Ultraviolet licht, samen met een katalysator, maakt fotokatalyse mogelijk: de versnelling van een chemische reactie door het werk van een katalysator die wordt geactiveerd door de lichtenergie van ultraviolet. ozon en metaaloxiden overgang zijn veel voorkomende fotokatalysatoren.
3. Palladiumkatalysatoren. Deze apparaten zijn ingebouwd in autosystemen die loodvrije benzine gebruiken en bevatten: Palladium of platina in kleine deeltjes in een container die aan de uitlaten van de auto's. Deze metalen werken als katalysatoren in het proces van verzwakking van koolmonoxide en andere giftige gassen van de verbranding, en laat ze in recordtijd worden gereduceerd tot waterdamp of andere minder gevaarlijke stoffen.
4. Aluminiumchloride. Deze katalysator wordt gebruikt in de petrochemische industrie om synthetische harsen of smeermiddelen te verkrijgen, zonder de delicate aard van de koolwaterstoffen in kwestie, omdat het tegelijkertijd zure en basische eigenschappen heeft (het is amfoteer).
5. Fluorderivaten. Ze versnellen de afbraak van ozon (O3 → O + O2), wat normaal gesproken een vrij langzame reactie is. Dit is het probleem van aërosolen en koelmiddelen die CFK's in de atmosfeer afgeven: ze verdunnen de ozonlaag.
6. zure stoffen. De protonen die door de meeste zure stoffen kan de rol van katalysator spelen bij bepaalde chemische reacties, zoals hydrolyse (de afbraak van esters tot carbonzuren en alcoholen) van esters (organische aardoliederivaten).
7. Zink. Het is een veel voorkomende katalysator in de samenstelling van cycloalkanen (verzadigde koolwaterstoffen) die worden gebruikt in de parfumerie, de olie-industrie en andere.
8. Mangaandioxide (MnO2). Deze verbinding is een veel voorkomende katalysator om de ontleding van waterstofperoxide of waterstofperoxide (2H2O2 → 2H2O + O2) te versnellen.
9. IJzer (III). Oosten metaal Het wordt gebruikt als katalysator in het Haber-Bosch-proces om ammoniak te winnen uit waterstof en stikstof.
10. Vanadiumpentoxide (V2OF5). Het is een zeer giftige verbinding die bij verhitting reversibel zuurstof verliest. Daarom wordt het gebruikt als katalysator bij het winnen van zwavelzuur uit zwaveldioxide (SO2).
11. Titanium. Gemengd met aluminium, wordt het gebruikt in het Ziegler-Natta-polymerisatieproces om de het verkrijgen van polyethyleen met hoge dichtheid (HDPE), dat wordt gebruikt om containers en doppen te vervaardigen plastic.
12. Nikkel. Fijn verdeeld, wordt het gebruikt bij de hydrogenering van plantaardige oliën waardoor margarine wordt verkregen: vetten onverzadigd raken verzadigd door een bombardement van waterstof en dit metaal versnelt dit proces.
13. Siliciumdioxide of silica (SO2). Het is een van de meest gebruikte katalysatoren in het katalytische kraakproces van olie, naast hoge druk en temperaturen. De kraken Het bestaat uit het verkrijgen van eenvoudigere stoffen uit een complexe koolwaterstof.
14. Kobalt (Co) en Molybdeen (Mo). Het zijn stoffen die worden gebruikt op aluminiumoxide in het katalytische reformingsproces van aardolie, waarbij zware nafta wordt gescheiden van zwavel en stikstof om het octaangetal te verhogen.
15. Kaliumpermanganaat (KMnO4). Het wordt gebruikt als katalysator voor de chemische reactie die alkenen (onverzadigde koolwaterstoffen of olefinen) omzet in diolen.
16. Platina. Dit metaal wordt gebruikt als katalysator in bepaalde reacties om benzeenderivaten te verkrijgen, zoals cyclohexaan, essentieel bij de vervaardiging van nylon.
17. Goud. Recent onderzoek toont de effectiviteit aan van goud als nanokatalysator, dat wil zeggen, wanneer het wordt aangetroffen in atomaire groepen van tussen de acht en twee dozijn atomen.
18. Citroenzuur. Het zuur in citroen of andere citrusvruchten vertraagt ​​(negatieve katalyse) het proces van oxidatie van organisch materiaal. Dit is te controleren met een stukje appel.
19. Zilver. Polykristallijn zilver en nanoporeus zilver in elektrokatalyse-experimenten zijn effectieve versnellers van de koolstofdioxide (CO2) reductieprocessen, die de efficiënte productie van chemische producten mogelijk maken hulpmiddelen.

Volgen met: