Katalizators
Vikipēdijas raksts
Katalizators ir viela, kas paātrina vai palēnina kādu ķīmisko reakciju, bet pati šajā reakcijā ķīmiski nemainās. Katalizatorus, kas palēnina ķīmisko reakciju sauc par inhibitoriem. Katalizators samazina reakcijas aktivācijas enerģiju (piem. reakcija var notikt zemākā temperatūrā, nekā bez katalizatora), bet nemaina termodinamiku (rekacijas siltumefekts ar katalizatoru būs tāds pats, kā bez katalizatora)(siltumefekts laika vienībā var atšķirties, jo reakcijas ātrums mainās).
[izmainīt šo sadaļu] Katalizatoru veidi
Parasti apskata katalīzi reakcijām, kas notiek šķidrā vai gāzveida fāzē. Ja katalizators ir tādā pašā agregātstāvoklī kā reaģējošās vielas, tad tā ir homogēnā katalīze. Ja katalizators ir citā agregātstāvoklī kā reaģējošās vielas, tad tā ir heterogēnā katalīze. Ja viens vai vairāki reakcijas produkti darbojas kā katalizators, tad tā ir autokatalīze.
[izmainīt šo sadaļu] Heterogēnā katalīze
Heterogēnie katalizatori parasti ir cietas vielas uz kuru virsmas adsorbējas reaģējošās vielas. Tas pavājina reaģējošo vielu molekulu iekšējās saites un samazina reakcijas aktivācijas enerģiju. Saites starp reakcijas produktiem un substrātu (katalizatoru) ir vājākas, tapēc tie desorbējas. Katalizatora aktivitāte šajā gadījumā ir atkarīga arī no tā virsmas laukuma, smalkāk disperģēts tāda paša sastāva katalizators būs aktīvāks. Katalizatorus (metālus vai oksīdus) parasti uznes uz porainiem materiāliem ar lielu virsmu (jo katalizatori mēdz būt dārgi (sudrabs, platīns)).
Vielas, kas samazina katalizatora efektivitāti (adsorbējoties uz virsmas labāk kā reakcijas izejvielas un nosedzot virsmu) sauc par katalizatoru indēm. Tādi bieži vien ir sēra savienojumi.
Heterogēnos katalizatorus lieto amonjaka ražošanā (dzelzs), sērskābes ražošanā (ar kontakta metodi)(V2O5), tauku hidrogenēšanā (niķelis).
[izmainīt šo sadaļu] Homogēnā katalīze
Homogēnajā katalīzē katalizatori ir tādā pašā agregātstāvoklī kā reaģējošās vielas. Katalizators te ir molekula, ap kuru koordinējas reaģējošās vielas, tās reaģē ar katalizatoru, veidojot nestabilu starpproduktu, kas sadalās veidojot sākotnējo katalizatoru un reakcijas produktus.
Rūpniecībā homogēnajai katalīzei ir mazāka nozīme kā heterogēnajai katalīzei. Homogēnie katalizatori ir stipra skābe [[esteri}esterifikācijas]] reakcijām (parasti sērskābe), vai hlora brīvie radikāļi, kas noārda ozona slāni. Homogēnos inhibitou lieto plašāk, galvenokārt kā vielas, ko liek klāt šķidrumiem, lai samazinātu cauruļu koroziju (apkures un dzesēšanas sistēmās).
