2023 Autor: Jake Johnson | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-05-24 23:12
U reakcionom profilu molekuli prate put najmanjeg otpora, iako da bi obavili ovaj put moraju potrošiti veliku količinu energije.
Visoka energija aktivacije za vezu čini da se to odvija polako. Pojava hemijskog odnosa može se modificirati dodavanjem nereaktivnih jedinjenja u reaktivnu smjesu.
Ova jedinjenja imaju funkciju mijenjanja putanje reakcije tako da dolazi do smanjenja energije potrebne da se to dogodi. Materijal koji može smanjiti energiju aktivacije reakcije naziva se katalizator.
Katalizator djeluje tako što snižava energiju aktivacije, omogućavajući reakciji da nastavi novim putem.
Među hiljadama primjera koji uključuju djelovanje katalizatora, možemo spomenuti enzime, koji djeluju u metaboličkim procesima i katalizator, prisutan u automobilima, sposoban da smanji emisiju atmosferskih zagađivača.
Plava kriva na slici predstavlja reakciju bez katalizatora, a crvena reakciju sa upotrebom katalizatora.
Katalizatori mogu biti homogeni ili heterogeni. Homogena kataliza nastaje kada katalizator i reaktanti formiraju jednu fazu (otopinu). Heterogena kataliza je ona u kojoj katalizator i reaktanti čine dvije ili više faza (polifazni sistem ili smjesa).heterogena).
Kao i svaka reakcija, reakcije katalize se mogu opisati mehanizmom. Mehanizam djelovanja katalizatora je hipoteza zasnovana na rezultatima dobijenim eksperimentalno.
Slika ovdje pokazuje predloženi mehanizam za učinak katalizatora u reakciji hidrogenacije etilena (C2H2)
Katalizatori se povezuju sa reaktivnim molekulima (takođe poznatim kao supstrati) i uzrokuju preraspodjelu njihovih elektronskih oblaka. Ovo uzrokuje stanjivanje veza koje se moraju prekinuti da bi reakcija nastupila.
Kada se proizvod formira, meta lokacija se oslobađa i postaje sposobna da ponovi cijeli proces s drugim molekulom reaktanata.
Ovo je prednost koju heterogeni katalizatori imaju u odnosu na homogene katalizatore. Heterogeni katalizatori se mogu lako odvojiti (filtracijom, na primjer) iz reakcionog medija i ponovo upotrijebiti nekoliko puta.
Ako povećanje temperature uzrokuje da se reakcije dešavaju većim brzinama, zašto onda koristiti katalizator?
Nije uvijek povećanje temperature reakcije praktično. Na primjer, povećanje temperature egzotermne reakcije može uzrokovati promjenu prinosa proizvoda. U drugim slučajevima, visoke temperature uzrokuju razgradnju proizvoda, osim što izazivaju neželjene reakcije.
U takvim okolnostima, upotreba katalizatora jetoplo preporučujem.
Vrlo važna napomena
Uprkos ubrzavanju hemijskih reakcija, katalizatori ne menjaju ravnotežni položaj hemijske reakcije. To znači da je energija dobijenih proizvoda ista u kataliziranoj i nekataliziranoj reakciji.
