Қандастар Ассамблея

Катализ

04.12.2012 12573
КАТАЛИЗ (грек. katalysіs – бұзылу) – реакция өнімдерінің құрамына кірмейтін, бірақ реакцияға қатысатын катализаторлардың әсерінен реакция жылдамдығының өзгеруі. “К.” терминін алғаш рет 1835 ж. швед химигі И.Берцелиус (1779 – 1848) енгізген. К-ді оң К. және теріс К. деп екіге бөледі. Оң К. кезінде катализатор реакция жылдамдығын арттырады, ал теріс К. кезінде реакция жылдамдығы баяулайды. Реакция жылдамдығын әлсірететін заттарды кейде ингибиторлар деп те атайды. Реакцияланатын заттар мен катализаторлардың фазалық күйіне байланысты К. гомогендік, гетерогендік және микрогетерогендік болып бөлінеді. Гомогендік К-де реакцияға қатысатын заттар мен катализаторлар бір агрегаттық күйде болады. Гетерогендік К-де реакцияға қатысатын заттар мен катализатор әр түрлі фазада болады. Ерімейтін екі сұйықтық арасындағы К. фазааралық К. деп аталады. К-дің барлық түрлеріне ортақ заңдылық – каталитикалық процестердің өздігінен жүруі. Каталитикалық процестерді К-дің негізгі екі механизмімен түсіндіруге болады. Олар: тотығу-тотықсыздану К-і және қышқылдық-негіздік К. Тотығу-тотықсыздану К-і құбылысы электронның тасымалдануынан болады. Оларға тотығу, тотықсыздану, гидрлеу, дегидрлеу, тұрақсыз оттекті қосылыстардың ыдырауы, т.б. реакциялар жатады. Мұндай К-дің катализаторлары – ауыспалы металдар мен олардың қосылыстары. Олардың жоғары активтілігі ауыспалы металдардың әр түрлі тотығу дәрежелерінде болуымен және тотығу дәрежелерінің өзгеруі көп энергет. шығынды қажет етпейтіндігімен түсіндіріледі. Қышқылдық-негіздік К-ге каталитикалық крекинг, гидраттану, дегидраттану, органик. заттардың конденсациялануы, изомерлену реакциялары, т.б. жатады. Мұндай К-дің катализаторлары – реагенттерге протон беретін немесе олардан протон алатын реагенттер мен гетеролиттік әрекеттесетін заттар. Мыс., протондық (H2SO4, HCl, CH3COOH) және апротондық қышқылдар (BF3, AlCl3, т.б.), алюмосиликаттар Al2O3, фосфаттар, сульфаттар, т.б. Кейде негіздік сипаттағы катализаторлар да қолданылады (еріген негіздер, қатты CaO, MgO, т.б.). Реагенттерді активтендірудің әр түрлі жаңа әдістері табылуына қарамастан қазіргі кезде хим. өндірістің 80 – 90%-і каталитикалық процестердің үлесіне тиеді. Өндірістік каталитикалық процестерге майларды гидрогенизациялау, бензолды циклогексанға түрлендіру, нитробензолды анилинге айналдыру; мұнай өңдеу процесінде мұнай көмірсутектерін крекингілеу, жоғары сапалы бензиндер, дизельдік және реактивтік отындар алу үшін каталитикалық риформинг, алкилдеу, гидрокрекингілеу және су арқылы тазалау жатады. Жалпы К-ді зерттеуде әр түрлі электрхим. әдістерді пайдалану, сұйық фазалық гидрогендеу процестерінің заңдылықтарын тауып, оларға лайық оңтайлы катализаторларды жасауда қазақстандық акад. Д.В. Сокольский және оның мектебінің қосқан үлесі зор. Қазақстанда К. мәселелерімен Органикалық катализ және электрхимия ин-ты (директоры – Қазақстан ҰҒА-ның акад. М.Жұрынов) және ҚазҰУ-дің “Катализ, коллоидтық химия және мұнай химиясы” кафедрасы айналысады. Ә. Қоқанбаев, Ж. Қайырбеков  

КАТАЛИЗ (грек. katalysіs – бұзылу) – реакция өнімдерінің құрамына кірмейтін, бірақ реакцияға қатысатын катализаторлардың әсерінен реакция жылдамдығының өзгеруі. “К.” терминін алғаш рет 1835 ж. швед химигі И.Берцелиус (1779 – 1848) енгізген. К-ді оң К. және теріс К. деп екіге бөледі. Оң К. кезінде катализатор реакция жылдамдығын арттырады, ал теріс К. кезінде реакция жылдамдығы баяулайды. Реакция жылдамдығын әлсірететін заттарды кейде ингибиторлар деп те атайды. Реакцияланатын заттар мен катализаторлардың фазалық күйіне байланысты К. гомогендік, гетерогендік және микрогетерогендік болып бөлінеді. Гомогендік К-де реакцияға қатысатын заттар мен катализаторлар бір агрегаттық күйде болады. Гетерогендік К-де реакцияға қатысатын заттар мен катализатор әр түрлі фазада болады. Ерімейтін екі сұйықтық арасындағы К. фазааралық К. деп аталады. К-дің барлық түрлеріне ортақ заңдылық – каталитикалық процестердің өздігінен жүруі. Каталитикалық процестерді К-дің негізгі екі механизмімен түсіндіруге болады. Олар: тотығу-тотықсыздану К-і және қышқылдық-негіздік К. Тотығу-тотықсыздану К-і құбылысы электронның тасымалдануынан болады. Оларға тотығу, тотықсыздану, гидрлеу, дегидрлеу, тұрақсыз оттекті қосылыстардың ыдырауы, т.б. реакциялар жатады. Мұндай К-дің катализаторлары – ауыспалы металдар мен олардың қосылыстары. Олардың жоғары активтілігі ауыспалы металдардың әр түрлі тотығу дәрежелерінде болуымен және тотығу дәрежелерінің өзгеруі көп энергет. шығынды қажет етпейтіндігімен түсіндіріледі. Қышқылдық-негіздік К-ге каталитикалық крекинг, гидраттану, дегидраттану, органик. заттардың конденсациялануы, изомерлену реакциялары, т.б. жатады. Мұндай К-дің катализаторлары – реагенттерге протон беретін немесе олардан протон алатын реагенттер мен гетеролиттік әрекеттесетін заттар. Мыс., протондық (H2SO4, HCl, CH3COOH) және апротондық қышқылдар (BF3, AlCl3, т.б.), алюмосиликаттар Al2O3, фосфаттар, сульфаттар, т.б. Кейде негіздік сипаттағы катализаторлар да қолданылады (еріген негіздер, қатты CaO, MgO, т.б.). Реагенттерді активтендірудің әр түрлі жаңа әдістері табылуына қарамастан қазіргі кезде хим. өндірістің 80 – 90%-і каталитикалық процестердің үлесіне тиеді. Өндірістік каталитикалық процестерге майларды гидрогенизациялау, бензолды циклогексанға түрлендіру, нитробензолды анилинге айналдыру; мұнай өңдеу процесінде мұнай көмірсутектерін крекингілеу, жоғары сапалы бензиндер, дизельдік және реактивтік отындар алу үшін каталитикалық риформинг, алкилдеу, гидрокрекингілеу және су арқылы тазалау жатады. Жалпы К-ді зерттеуде әр түрлі электрхим. әдістерді пайдалану, сұйық фазалық гидрогендеу процестерінің заңдылықтарын тауып, оларға лайық оңтайлы катализаторларды жасауда қазақстандық акад. Д.В. Сокольский және оның мектебінің қосқан үлесі зор.

Қазақстанда К. мәселелерімен Органикалық катализ және электрхимия ин-ты (директоры – Қазақстан ҰҒА-ның акад. М.Жұрынов) және ҚазҰУ-дің “Катализ, коллоидтық химия және мұнай химиясы” кафедрасы айналысады.
Ә. Қоқанбаев, Ж. Қайырбеков
 

Ұқсас материалдар