ឧទាហរណ៍ប្រតិកម្មកាតាលីករ។ Catalysis homogeneous និងវិសភាគ

គីមីវិទ្យា - វិទ្យាសាស្រ្តនៃសារធាតុនិងការផ្លាស់ប្តូររបស់ខ្លួនព្រមទាំងដំណើរការសម្រាប់ការរៀបចំរបស់ពួកគេ។ សូម្បីតែនៅក្នុងកម្មវិធីសិក្សាធម្មតាត្រូវបានចាត់ទុកដូចជាបញ្ហាសំខាន់, ប្រភេទទាំងពីរនៃប្រតិកម្ម។ ការចាត់ថ្នាក់, ជាមួយនឹងការដែលនិស្សិតត្រូវបានណែនាំដល់កម្រិតមូលដ្ឋាន, ចំណាយពេលចូលទៅក្នុងគណនីផ្លាស់ប្តូរនៃលំហូរដំណាក់កាលអុកស៊ីតកម្មហើយដូច្នេះយន្តការដំណើរការនេះ។ ឃលើសពីនេះទៅទៀតដំណើរការគីមីទាំងអស់ត្រូវបានបែងចែកទៅជាប្រតិកម្មកាតាលីករដែលមិនមែនជាកាតាលីករហើយ។ ឧទាហរណ៍នៃការផ្លាស់ប្តូរដែលកើតឡើងជាមួយនឹងកាតាលីករបានជួបបុរសម្នាក់នៅក្នុងជីវិតប្រចាំថ្ងៃ: មេ, ការ putrefaction ។ ការផ្លាស់ប្រែចិត្តជឿមិនមែនជាកាតាលីករយើងមានច្រើនតិចជារឿងធម្មតា។

តើអ្វីជាកត្តាលីករមួយគឺ

សារធាតុគីមីនេះដែលអាចផ្លាស់ប្តូរអត្រានៃការមានប្រតិកម្មនោះទេប៉ុន្តែខ្លួនវាវាមិនត្រូវបានជាប់ពាក់ព័ន្ធ។ ក្នុងករណីដែលជាកន្លែងដែលជាកាតាលីករដែលកើតឡើងតាមរយៈការបង្កើនល្បឿនដំណើរការនេះ, វាសំដៅទៅលើ Catalysis វិជ្ជមាន។ ក្នុងករណីថាប្រសិនបើភ្នាក់ងារបានបន្ថែមទៀតថានៅក្នុងដំណើរការកាត់បន្ថយ អត្រាការប្រតិកម្ម, វាត្រូវបានគេហៅថាថ្នាំ។

ប្រភេទនៃការ Catalysis

Catalysis homogeneous និងវិសភាគខុសគ្នានៅក្នុងដំណាក់កាលដែលក្នុងនោះមានការចាប់ផ្តើមសមា្ភារៈ។ ប្រសិនបើមានសមាសភាគដែលចាប់ផ្តើមត្រូវគេនាំយកទៅអន្តរកម្មរួមបញ្ចូលទាំងសារធាតុនេះ, មាននៅក្នុងរដ្ឋសរុបដូចគ្នាហូរ Catalysis ដូចគ្នា។ ក្នុងករណីដែលជាកន្លែងដែលប្រតិកម្មនេះត្រូវបានចូលរួមដោយដំណាក់កាលផ្សេងគ្នានៃបញ្ហានេះគឺ Catalysis ច្រើន។

ការជ្រើសរើសនៃសកម្មភាពនេះ

Catalysis គឺមិនមែនគ្រាន់តែជាមធ្យោបាយនៃការធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវការអនុវត្តនៃឧបករណ៍នេះ, វាមានឥទ្ធិពលវិជ្ជមានលើគុណភាពនៃផលិតផលនេះ។ ជាបាតុភូតស្រដៀងគ្នាអាចត្រូវបានពន្យល់ដោយការពិតដែលថាដោយសារតែសកម្មភាព (ជ្រើស) ជ្រើសរើសនៃកាតាលីករភាគច្រើនត្រូវបានពន្លឿនដោយប្រតិកម្មថយចុះដំណើរការម្ខាងដោយផ្ទាល់។ ទីបំផុត, ផលិតផលដែលទទួលបានមានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់មិនចាំបាច់ដើម្បីបន្សុទ្ធបន្ថែមសារធាតុនេះ។ ការជ្រើសរើសនៃសកម្មភាពនៃសារធាតុដែលមានប្រសិទ្ធិភាពក្នុងការកាត់បន្ថយនេះបានផ្តល់ឱ្យនៃការចំណាយមិនមានផលិតភាពនៃវត្ថុធាតុដើម, ផលប្រយោជន៍សេដ្ឋកិច្ចល្អ។

អត្ថប្រយោជន៍នៃកម្មវិធីនេះនៅក្នុងការផលិតនៃសារធាតុនេះ

តើមានអ្វីផ្សេងទៀតដែលត្រូវបានកំណត់ដោយប្រតិកម្មកាតាលីករ? ឧទាហរណ៍មើលនៅក្នុងវិទ្យាល័យមួយធម្មតា, បានបង្ហាញថាការប្រើប្រាស់នៃសារធាតុនេះអនុញ្ញាតឱ្យដំណើរការនេះនៅសីតុណ្ហភាពទាប។ ការពិសោធន៍បានបង្ហាញថាវាអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីពឹងផ្អែកលើការកាត់បន្ថយយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការចំណាយលើថាមពល។ នេះគឺជាសារៈសំខាន់ជាពិសេសនៅក្នុងកាលៈទេសៈបច្ចុប្បន្ននេះនៅពេលដែលមានការខ្វះខាតធនធានថាមពលនៅលើពិភពលោក។

ឧទាហរណ៍នៃកាតាលីករផលិត

ឧស្សាហកម្មដែលប្រើប្រតិកម្មកាតាលីករ? ឧទាហរណ៍នៃរុក្ខជាតិដូច: ផលិតកម្មនៃអុកស៊ីតនិងអាស៊ីត sulfuric, អ៊ីដ្រូសែនអាម៉ូញាក់, សារធាតុប៉ូលីម៊ែរនិង ប្រេងដំណើរការ។ ប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយ Catalysis ក្នុងការរៀបចំអាស៊ីតសរីរាង្គ, monohydric និង ការសេពគ្រឿងស្រវឹង polyhydric, ជ័រ phenol, មាតថាំ, ថ្នាំ។

តើអ្វីជាកាតាលីករ

សារធាតុនេះអាចបម្រើសារធាតុជាច្រើនដែលមានវត្តមាននៅក្នុងប្រព័ន្ធកាលកំណត់នៃធាតុគីមី Dmitriya Ivanovicha Mendeleeva និងសមាសធាតុរបស់ពួកគេ។ ក្នុងចំណោមឧបករណ៍បង្កើនល្បឿនដែលបានបែកបាក់គ្នាសាមញ្ញបំផុត: កត់សុីនី, ជាតិដែក, ផ្លាទីន, cobalt, alumosilicates, ម៉ង់ហ្គាណែ។

សារធាតុលក្ខណៈពិសេស

ក្នុងការបន្ថែមទៅកាតាលីករសកម្មភាពជ្រើសរើសមានកម្លាំងមេកានិចល្អ, ពួកគេអាចទប់ទល់នឹងសារធាតុពុលកាតាលីករ, បង្កើតឡើងវិញយ៉ាងងាយស្រួល (ស្ដារឡើងវិញ) ។

ដំណាក់កាលនៃកាតាលីករនេះ មានប្រតិកម្មដូចគ្នា ត្រូវបានគេបែងចែកទៅក្នុងដំណាក់កាលរាវឧស្ម័ននិងដំណាក់កាល។

ការមើលទៅកាន់តែជិតនៅឯប្រភេទនៃប្រតិកម្មទាំងនេះ។ ដំណោះស្រាយនៃការបង្កើនល្បឿនក្នុងការបម្លែងគីមី protrude ប្រស្រ័យទាក់អ៊ីដ្រូសែនក្រុមហ៊ុន H + អ៊ីយ៉ុងម៉ាញ៉េមូលដ្ឋាន OH-, ប្រស្រ័យទាក់ដែក, M +, និងសារធាតុដែលជំរុញការបង្កើតរ៉ាឌីកាល់សេរី។

សារៈសំខាន់នៃការ Catalysis នេះ

Catalysis យន្តការប្រតិកម្មអាស៊ីដនិងមូលដ្ឋានគឺថាមានការផ្លាស់ប្តូររវាងសារធាតុប្រាស្រ័យទាក់ទងនិងកាតាលីករអ៊ីយ៉ុងវិជ្ជមាន (ប្រូតុង) មួយ។ ដូច្នេះការផ្លាស់ប្តូរ intramolecular យកកន្លែង។ សម្រាប់ប្រភេទនៃប្រតិកម្មនេះគឺ:

• ការខ្សោះជាតិទឹក (uncoupling ទឹក);
• ជាតិទឹក (ឯកសារភ្ជាប់នៃម៉ូលេគុលទឹក);
• esterification (ការបង្កើត ester ពីការសេពគ្រឿងស្រវឹងនិងអាស៊ីត carboxylic);
• polycondensation (ការបង្កើតវត្ថុធាតុ polymer ដោយបំបែកជាចំណែកជាមួយទឹក) ។

ទ្រឹស្តីនៃ Catalysis ពន្យល់ថាមិនត្រឹមតែដំណើរការនេះទេប៉ុន្តែថែមទាំងការផ្លាស់ប្តូរដែលអាចធ្វើបានចំហៀង។ នៅក្នុងករណីនៃដំណើរការ Catalysis មួយដូចគ្នាបង្កើតបានជាឈ្នាន់ល្បឿនដំណាក់កាលមួយដាច់ដោយឡែក, មានលក្ខណៈសម្បត្តិកាតាលីករមួយចំនួននៅលើពិន្ទុផ្ទៃនៃ reactants ឬផ្ទៃទាំងមូលត្រូវបានចូលរួម។

មានការជាប់ពាក់ព័ន្ធនឹងដំណើរស្វែងរកការដែល microheterogeneous ក្នុងរដ្ឋ colloidal ដែលជាកាតាលីករមួយគឺ។ ជម្រើសនេះគឺជារដ្ឋអន្តរកាលពី Catalysis ដូចគ្នាក្នុងគំនិតវិសភាគ។ ភាគច្រើននៃដំណើរការទាំងនេះបានកើតឡើងរវាងសារធាតុឧស្ម័នដោយការប្រើសារធាតុរឹង។ ពួកគេអាចមាននៅក្នុងសំណុំបែបបទនៃគ្រាប់, គ្រាប់, គ្រាប់។

ការចែកចាយ Catalysis នៅក្នុងធម្មជាតិ

Catalysis អង់ហ្ស៊ីមត្រូវបានចែកចាយយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងធម្មជាតិ។ វាដំណើរការបានតាមរយៈការសំយោគម៉ូលេគុលប្រូតេអ៊ីន biocatalysts, ការរំលាយអាហារធ្វើនៅក្នុងភាវៈរស់។ គ្មានដំណើរការជីវសាស្ត្រពាក់ព័ន្ធនឹងភាវៈរស់មិនខ្មាស់អៀនឆ្ងាយពីប្រតិកម្មកាតាលីករបាន។ ឧទាហរណ៍នៃដំណើរការសំខាន់ណាស់: ការសំយោគនៃអាមីណូអាស៊ីតពីប្រូតេអ៊ីនជាក់លាក់សម្រាប់សរីរាង្គ; ការវិភាគនៃជាតិខ្លាញ់ប្រូតេអ៊ីនកាបូអ៊ីដ្រាត។

ក្បួនដោះស្រាយ Catalysis

សូមពិចារណាយន្តការនៃការ Catalysis នេះ។ ដំណើរការដែលកើតឡើងនៅលើអន្តរកម្មគីមីល្បឿនរឹងរន្ធច្រើននេះវាមានរួមបញ្ចូលទាំងជំហានជាមូលដ្ឋានជាច្រើន:

• ការផ្សព្វផ្សាយនៃ reactants ទៅលើផ្ទៃនៃគ្រាប់ធញ្ញជាតិកាតាលីករពីការស្ទ្រីមនៃខឺណែលនេះ;
• ការផ្សព្វផ្សាយនៃការចូលទៅក្នុងរន្ធកាតាលីករ reactants ឡើយ
• chemisorption (adsorption បានធ្វើឱ្យសកម្ម) នៅលើផ្ទៃនៃការបង្កើនល្បឿនមានប្រតិកម្មជាមួយគីមីសារធាតុគីមីមកដល់ផ្ទៃនេះ - អគារបានធ្វើឱ្យសកម្ម "ការ reagents កាតាលីករ";
• រៀបចំនៃអាតូមជាមួយនឹងការកើតឡើងនៃបន្សំផ្ទៃ "កាតាលីករផលិតផល" នេះ;
• ផ្សព្វផ្សាយក្នុងរន្ធនៃការបង្កើនល្បឿននៃផលិតផលប្រតិកម្មនេះ;
• ការផ្សព្វផ្សាយផលិតផលពីផ្ទៃនៃលំហូរស្រូវនៅក្នុងស្នូលបង្កើនល្បឿនប្រតិកម្ម។

ប្រតិកម្មកាតាលីករដែលមិនមែនជាកាតាលីករនិងមានការសំខាន់ណាស់ដែលអ្នកវិទ្យាសាស្ដ្រប៉ុន្មានឆ្នាំមកនេះបន្តការស្រាវជ្រាវនៅក្នុងតំបន់នេះ។

នៅពេលដែល Catalysis ដូចគ្នាមានតម្រូវការក្នុងការសាងសង់រចនាម៉ូដពិសេសទេ។ Catalysis អង់ហ្ស៊ីមក្នុងវ៉ារ្យ៉ង់វិសភាគជាប់ពាក់ព័ន្ធនឹងការប្រើប្រាស់ឧបករណ៍ចម្រុះនិងជាក់លាក់។ ចំពោះលំហូររបស់វាបានអភិវឌ្ឍឧបករណ៍ទំនាក់ទំនងពិសេសបានបែងចែកនៅលើផ្ទៃទំនាក់ទំនង (នៅក្នុងបំពង់នោះនៅលើជញ្ជាំងនៃកាតាលីករ meshes); ស្រទាប់តម្រង; គ្រែកាកសំណល់; pulverized ជាមួយកាតាលីករចលនាមួយ។

ការផ្ទេរកំដៅនៅក្នុងឧបករណ៍នេះត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងវិធីផ្សេងគ្នា:

• ដោយអនុវត្តពីចម្ងាយ (ខាងក្រៅ) ការផ្លាស់ប្តូរកំដៅ;
• តាមរយៈការផ្លាស់ប្តូរកំដៅ, បានបង្កប់នៅក្នុងបរិធានទំនាក់ទំនង។

វិភាគលើរូបមន្តនៃគីមីសាស្ត្រនេះអាចត្រូវបានរកឃើញប្រតិកម្មបែបនេះនៅក្នុងកាតាលីករមួយដែលបានដើរតួនាទីជាផ្នែកមួយនៃផលិតផលចុងក្រោយដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងក្នុងអំឡុងពេលមានអន្តរកម្មនៃសមាសភាគគីមីដំបូង។

ដំណើរការបែបនេះត្រូវបានគេហៅ autocatalytic បាតុភូតក្នុងគីមីវិទ្យាគេហៅថា autocatalysis ។

ល្បឿនអន្តរកម្មច្រើនដោយសារតែវត្តមាននៅក្នុងល្បាយប្រតិកម្មនៃសារធាតុមួយចំនួន។ គីមីវិទ្យារូបមន្តរបស់ខ្លួនជាញឹកញាប់មើលរំលង, ត្រូវបានជំនួសដោយពាក្យ "កាតាលីករ" ឬអក្សរសង្ខេបរបស់ខ្លួនសម្រាប់ការនេះ។ ពួកគេមិនបានរួមបញ្ចូល stereochemistry ចុងក្រោយនៃសមីការ, ចាប់តាំងពីពួកគេបន្ទាប់ពីការបញ្ចប់នៃការផ្លាស់ប្តូរមិនមានប្រតិកម្មពីចំណុចបរិមាណនៃទិដ្ឋភាព។ ក្នុងករណីមួយចំនួន, គ្រប់គ្រាន់បរិមាណតូចមួយនៃសារធាតុដែលប៉ះពាល់ដល់អត្រានៃការដំណើរការដែលកំពុងបន្តនេះ។ វាជាការអនុញ្ញាតនិងស្ថានភាពដូចជានៅពេលនេះបានបង្កើនល្បឿនដោយខ្លួនវាអន្តរកម្មគីមីនាវាប្រតិកម្មដើរតួនាទី។

សារៈសំខាន់នៃឥទ្ធិពលកាតាលីករនៅលើអត្រាការផ្លាស់ប្តូរនៃដំណើរការគីមីនេះគឺថាសារធាតុនេះត្រូវបានរួមបញ្ចូលនៅក្នុងសមាសភាពនៃការស្មុគ្រស្មាញសកម្ម, ការផ្លាស់ប្តូរនេះហើយដូច្នេះ ថាមពលសកម្មភាពនៃ ការទំនាក់ទំនងគីមី។

ការបំបែកនៃការបង្កើតឡើងវិញនៅកាតាលីករស្មុគ្រស្មាញដែលត្រូវបានអង្កេតឃើញ។ បន្ទាត់ខាងក្រោមគឺថាវានឹងមិនត្រូវចំណាយពេល, នឹងនៅដដែលបន្ទាប់ពីចំនួនទឹកប្រាក់នៃការអន្តរកម្មនេះ។ វាគឺសម្រាប់ហេតុផលនេះគឺមានបរិមាណតូចគ្រប់គ្រាន់នៃសារធាតុសកម្មដើម្បីធ្វើប្រតិកម្មជាមួយស្រទាប់ខាងក្រោម (reagents ប្រតិកម្ម) ។ នៅក្នុងការពិតដែលជាចំនួនទឹកប្រាក់បន្តិចនៃកាតាលីករក្នុង ដំណើរការគីមី ប្រើប្រាស់ទោះជាយ៉ាងណាដូចដែលអាចត្រូវបានដំណើរការបន្ទាប់បន្សំផ្សេងគ្នា: វាបំពុលការបាត់បង់ដំណើរ, ការផ្លាស់ប្តូរនៃរដ្ឋផ្ទៃនៃកាតាលីកររឹងនេះ។ រូបមន្តនៃគីមីវិទ្យាមិនពាក់ព័ន្ធនឹងស្មើកាតាលីករ។

សេចក្តីសន្និដ្ឋាន

ប្រតិកម្មដែលជាប់ពាក់ព័ន្ធនឹងធាតុផ្សំសកម្ម (កាតាលីករ) ជុំវិញមនុស្សម្នាក់ក្រៅពីពួកគេបានហូរនៅក្នុងរាងកាយរបស់ខ្លួន។ ប្រតិកម្មដូចគ្នាមានតិចតួចជាងអន្តរកម្មច្រើន។ នៅក្នុងករណីណា, ជាដំបូងបង្កើតស្មុគស្មាញមធ្យមដែលមានការមិនស្ថិតស្ថេរបន្តិចម្តងបំបែកចុះនិងមានការបង្កើតឡើងវិញ (ការស្ដារឡើងវិញ) នៃការបង្កើនល្បឿននៃដំណើរការគីមីនេះ។ ឧទាហរណ៍អន្តរកម្មនៃអាស៊ីត metaphosphoric ជាមួយ persulfate ប៉ូតាស្យូមដើរតួនាទីជាកាតាលីករអាស៊ីត hydriodic នេះ។ នៅពេលដែលបានបន្ថែមទៅ reactants បានបង្កើតជាដំណោះស្រាយលឿង។ កាលដែលយើងចូលទៅជិតចុងបញ្ចប់នៃបន្ថយដំណើរការចម្រុះនេះឡើង។ ក្នុងនាមជាផលិតផលមធ្យមក្នុងករណីនេះគឺជាតិអ៊ីយ៉ូតហើយដំណើរការនេះកើតឡើងជាពីរដំណាក់កាល។ ប៉ុន្តែនៅពេលកាតាលីករអាស៊ីត metaphosphoric ត្រូវបានជាអ្នកត្រូវបានត្រឡប់ទៅសំយោគសភាពដើមរបស់ខ្លួន។ កាតាលីករគឺចាំបាច់នៅក្នុងឧស្សាហកម្មនេះពួកគេដើម្បីបង្កើនល្បឿនការផ្លាស់ប្តូរការជួយដើម្បីទទួលបានផលិតផលដែលមានគុណភាពខ្ពស់នៃប្រតិកម្មនេះ។ គឺមិនអាចធ្វើទៅបានដោយគ្មានការចូលរួមនិងដំណើរការគីមីជីវៈរបស់ខ្លួននៅក្នុងរាងកាយ។