|
[[Պատկեր:Katalize.PNG|մինի|Ռեակցիոն համակարգի էներգիայի փոփոխությունը ռեակցիայի ընթացքում:ընթացքում։ <br />
A—ելային վիճակ, B—միջանկյալ միացություն, C—վերջնանյութերի, X<sub>1</sub>, X<sub>2</sub>’, X<sub>2</sub>’’—ակտիվացված կոմպլեքսների համապատասխան վիճակներ]]
'''Կատալիզ''' ({{lang-gr|χατάλνσιξ}}-տրոհում), [[քիմիա]]կան ռեակցիայի արագության փոփոխություն [[կատալիզաաոր]]ների ազդեցությամբ, որոնք [[ռեակցիա]]յի ընթացքում քանակապես անփոփոխ են մնում: Քիմիական ռեակցիայի արագության մեծացման դեպքում կատալիզ կոչվում է [[դրական]], փոքրացման դեպքում՝ [[բացասական]]: Կատալիզատորների մասնակցությամբ ընթացող ռեակցիաները կոչվում են [[կատալիտիկ]]: Եթե կատալիզատորը գոյանում է ռեակցիայի ընթացքում, ապա ռեակցիան կոչվում է [[ինքնակատալիզված]], իսկ երևույթը՝ [[ինքնակատալիզ]]: Ռեակցիաների բացարձակ արագությունների տեսության համաձայն ցանկացած տարրական ռեակցիա ընթանում է ռեագենտների փոխազդեցության հետևանքով միջանկյալ շատ ռեակցունակ գոյացության՝ ակտիվ կոմպլեքսի առաջացման վրայով՝ ելանյութեր <math> \rightleftarrows </math> ակտիվ կոմպլեքս <math> \rightarrow </math> վերջնանյութեր: Ըստ այս մոդելի, ռեակցիայի արագությունը համեմատական է ակտիվացման պրոցեսի ստանդարտ ազատ [[էներգիա]]յի (<math> \vartriangle G_{o}^{\neq} </math>) փոփոխությանը: Եթե կատալիզատորի բացակայությամբ ստանդարտ ազատ էներգիան <math> \vartriangle G_{o}^{\neq} </math> (չկ) է և կատալիզատորի ներկայությամբ՝ <math> \vartriangle G_{o}^{ \neq} </math>(կ), ապա <math> \vartriangle G_{o}^{ \neq}</math>(կ) < <math> \vartriangle G_{o}^{ \neq} </math>(չկ): <math> \vartriangle G_{o}^{ \neq} </math>-նրի տարբերությունը հետևանք է այն բանի, որ չկատալիզված և կատալիզված ռեակցիաներն ընթանում են տարբեր մեխանիզմներով: Կատալիզատորի ներկայությամբ ռեակցիան ընթանում է նոր, ավելի հարմար ուղիով: Ռեակցիայի նոր ճանապարհն ավելի ձեռնտու է, որովհետև նրա իրականացման համար պահանջվում է ավելի փոքր ակտիվացման էներգիա: Ըստ գծագրի, չկատալիզված և կատալիզված ռեակցիաների ակտիվացման էներգիաների տարբերությունը հավասար է (E<sub>1</sub>-E<sub>2</sub>') [կամ (E<sub>1</sub>-E<sub>3</sub>)]: Եթե A-ն և B-ն ռեագենտներ են և K-ն կատալիզատոր, ապա կատալիզատորի բացակայությամբ՝ A+B<math>\rightarrow</math> X<sub>1</sub> <math>\rightarrow</math> վերջնանյութեր (C) (կոր 1) և կատալիզատորի առկայությամբ A+K<math> \rightleftarrows </math> X<sub>2</sub>’, X<sub>2</sub>’+B<math> \rightleftarrows </math> X<sub>2</sub>’’ <math> \rightleftarrows </math> C+K (կոր 2): Եթե ելանյութի և կատալիզի փոխազդեցության հետևանքով չի առաջանում միջանկյալ կայուն միացություն, ապա կատալիզված ռեակցիայի ընթացքը կպատկերվի (3) կորով: Կատալիզատորի ազդեցության վերաբերյալ բերված պատկերումից հետևում է՝ 1. կատալիզատորը փոխում է ռեակցիայի մեխանիզմը՝ մասնակցելով ռեակցիայի միջանկյալ փուլերին. 2. ռեակցիայի վերջում այն քանակապես վերականգնվում է. 3. կատալիզատորի ներկայությամբ փոխվում է ակտիվ կոմպլեքսի բաղադրությունը (X<sub>1</sub>-ի փոխարեն ստացվում է X’<sub>2</sub>):։ Ուրեմն, կատալիզը երևույթ է, երբ ակտիվ կոմպլեքսի բաղադրության մեջ մտնում է մի նյութ, որը, ռեակցիայի ընթացքում քանակապես անփոփոխ մնալով, փոխում է ռեակցիայի մեխանիզմը:մեխանիզմը։ Որոշ դեպքերում կատալիզատորների առկայությամբ ռեակցիայի ընթացքում ծնունդ են առնում էներգիայով հարուստ միջանկյալ մասնիկներ, որոնք արագացնում են ռեակցիան (ճյուղավորված շղթայական ռեակցիաներ), օրինակ, CO+O<sub>2</sub> ռեակցիան կատալիզվում է ջրով, որի առկայությամբ ծնունդ են առնում H և OH<sup>-</sup> ռեակցունակ միջանկյալ մասնիկները:մասնիկները։ Գոյություն ունեն համասեռ (հոմոգեն) և տարասեռ (հետերոգեն) կատալիզ:կատալիզ։ Համասեռի դեպքում ռեագենտները և կատալիզատորը գտնվում են միևնույն ֆազում:ֆազում։ Ռեագենտները և կատալիզատորը, օրինակ, գազեր են (2SO<sub>2</sub>+O<sub>2</sub>+NO<sub>2</sub> <math> \rightleftarrows </math> 2SO<sub>3</sub>+NO<sub>2</sub>), հեղուկներ (CH<sub>3</sub>COOC<sub>2</sub>H<sub>5</sub>+H<sub>2</sub>O+H<sup>+</sup> <math> \rightleftarrows </math> CH<sub>3</sub>COOH+C<sub>2</sub>H<sub>5</sub>OH+H<sup>+</sup>), պինդ նյութեր (2KClO<sub>3</sub>+MnO<sub>2</sub> <math> \rightleftarrows </math> 2KCl+3O<sub>2</sub>+MnO<sub>2</sub>):։ Տարասեռի դեպքում ռեագենտները և կատալիզատորը գտնվում են տարբեր ֆազերում, օրինակ, 4NH<sub>3</sub>(գ)+5O<sub>2</sub>(գ)+Pt(պ)<math> \rightleftarrows </math> 4NO+6H<sub>2</sub>Օ+Pt:Pt։ Միջանկյալ միկրոտարասեռ կատալիզը, երբ կատալիզատորը գտնվում է [[կոլոիդ]]ային վիճակում կամ բարձրմոլեկուլային նյութ է, օրինակ, [[միցել]]ները, [[ֆերմենտ]]ները:ները։ Ըստ ռեագենտի և կատալիզատորի փոխազդեցության բնույթի, կատալիզված ռեակցիաները լինում են թթվահիմնային և օքսիդավերականգնման:օքսիդավերականգնման։ Թթվայինի դեպքում H<sup>+</sup> է անցնում կատալիզատորից (HA) ռեագենտին (C)՝ C+HA <math> \rightarrow </math> CH<sup>+</sup>+A<sup>-</sup>, CH<sup>+</sup>+D <math> \rightarrow </math> E+F+H<sup>+</sup> հիմնայինի դեպքում՝ OH կամ H<sup>+</sup> հակառակ ուղղությամբ:ուղղությամբ։ [[Ապրոտոնային թթու]]ների ([[Լյուիսի թթու]]ների) առկայությամբ ռեագենտ-կատալիզատոր փոխազդեցությունը իրականանում է [[էլեկտրոն]]ների զույգի մասնակցությամբ:մասնակցությամբ։ Թթվահիմնային կատալիզ կարող է տեղի ունենալ իոնափոխանակային խեժերի առկայությամբ:առկայությամբ։ Օքսիդավերականգնման կատալիզի դեպքում ռեագենտ-կատալիզաաոր փոխազդեցությունը տեղի է ունենում էլեկտրոնների անցումով:անցումով։ [[Կիսահաղորդիչներ|Կիսահաղորդչ]]ային կատալիզատորը պատկանում է այդ դասին:դասին։ Օքսիդավերականգնման ռեակցիաներում կատալիզելու ակտիվություն ունեն հատկապես d-տարրերը:տարրերը։ Կատալիզին հատուկ են մի շարք առանձնահատկություններ՝ ազդեցության յուրահատկություն (յուրաքանչյուր [[քիմիական ռեակցիա]] կամ նմանատիպ ռեակցիաների դաս կարող է կատալիզվել միայն որոշակի նյութերով):։ Այս հատկությունը առավել ցայտուն է [[ֆերմենտ]]ների մոտ:մոտ։ Կատալիզատորի այս հատկության չափանիշը կատալիզատորի ընտրողականությունն է:է։ Սա արագությունների հարաբերություն է՝ հայտարարը ելանյութի սպառման արագությունն է, համարիչը՝ հետաքրքրության առարկա հանդիսացող նյութի կուտակման արագությունը:արագությունը։ Կատալիտիկ ակտիվությունը որոշվում է կատալիզատորի միավոր զանգվածին, կոնցենտրացիային կամ մակերեսին ընկնող ռեակցիայի արագությամբ:արագությամբ։ Պրոմոտորների ներկայությամբ կատալիզատորի ակտիվությունը մեծանում է, թույների (ինհիբիտորների) ներկայությամբ՝ նվազում:նվազում։ Կատալիզատորի բաղադրության ընտրությունը բարդ խնդիր է, կատարվում է փորձարարական ճանապարհով:ճանապարհով։
[[Կատեգորիա:Քիմիա]]
|
