उत्प्रेरक प्रतिक्रियाओं: उदाहरण समरूप और विषम उत्प्रेरक

रसायन शास्त्र पदार्थों का विज्ञान और उनके परिवर्तन, औरउनकी तैयारी के लिए तरीके। यहां तक ​​कि सामान्य स्कूल पाठ्यक्रम में, एक महत्वपूर्ण सवाल माना जाता है, जैसे कि प्रतिक्रियाओं के प्रकार। वर्गीकरण, जो के साथ छात्रों को बुनियादी स्तर के लिए पेश कर रहे हैं, को ध्यान में ऑक्सीकरण चरण प्रवाह के परिवर्तन लेता है, और इसलिए प्रक्रिया तंत्र। डी इसके अलावा, सभी रासायनिक प्रक्रियाओं उत्प्रेरक और गैर उत्प्रेरक प्रतिक्रियाओं में विभाजित हैं। किण्वन, सड़न: परिवर्तनों है कि हो उत्प्रेरक के साथ रोजमर्रा की जिंदगी में एक आदमी को पूरा करती है के उदाहरण। गैर उत्प्रेरक रूपांतरण, हम बहुत कम आम हैं।

उत्प्रेरक क्या है?

यह एक रसायन है जो बदल सकता हैबातचीत की गति, लेकिन इसमें भाग नहीं लेता है। ऐसे मामले में जहां उत्प्रेरक प्रक्रिया को तेज करता है, यह सकारात्मक उत्प्रेरण का सवाल है। यदि प्रक्रिया में जोड़ा गया पदार्थ प्रतिक्रिया दर को कम करता है, तो इसे अवरोधक कहा जाता है।

उत्प्रेरण के प्रकार

समरूप और विषम उत्प्रेरण में भिन्नता हैचरण जिसमें प्रारंभिक सामग्री स्थित हैं। यदि उत्प्रेरक समेत इंटरैक्शन के लिए शुरुआती घटक एक ही कुल राज्य में होते हैं, सजातीय उत्प्रेरण आय होती है। इस मामले में जब विभिन्न चरण पदार्थ प्रतिक्रिया में भाग लेते हैं, विषम उत्प्रेरण होता है।

कार्रवाई की चुनिंदाता

उत्प्रेरण सिर्फ एक साधन नहीं हैउपकरण की उत्पादकता में वृद्धि, यह प्राप्त उत्पादों की गुणवत्ता को सकारात्मक रूप से प्रभावित करता है। इस घटना को इस तथ्य से समझाना संभव है कि अधिकांश उत्प्रेरक की चुनिंदा कार्रवाई के कारण, प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया तेज होती है, साइड प्रक्रियाएं कम हो जाती हैं। आखिरकार, प्राप्त उत्पाद उच्च शुद्धता के हैं, पदार्थों को और शुद्ध करने की कोई आवश्यकता नहीं है। उत्प्रेरक की कार्रवाई की चुनिंदाता कच्चे माल की गैर-उत्पादन लागत, एक अच्छा आर्थिक लाभ में वास्तविक कमी देता है।

उत्पादन में उत्प्रेरक का उपयोग करने के लाभ

उत्प्रेरक प्रतिक्रियाएं और क्या हैं? सामान्य माध्यमिक विद्यालय में माना जाने वाला उदाहरण इंगित करता है कि उत्प्रेरक का उपयोग कम तापमान पर प्रक्रिया को करने की अनुमति देता है। प्रयोगों की पुष्टि है कि इसका उपयोग ऊर्जा लागत को कम करने के लिए किया जा सकता है। यह आधुनिक स्थितियों में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, जब दुनिया में ऊर्जा संसाधनों की कमी है।

उत्प्रेरक प्रस्तुतियों के उदाहरण

कौन सा उद्योग उत्प्रेरक का उपयोग करता हैप्रतिक्रिया? ऐसे प्रोडक्शंस के उदाहरण: नाइट्रिक और सल्फ्यूरिक एसिड, हाइड्रोजन, अमोनिया, पॉलिमर, तेल शोधन का उत्पादन। कार्बनिक एसिड, मोनोहाइड्रिक और पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल, फिनोल, सिंथेटिक रेजिन, रंग, दवाओं की तैयारी में व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला कैटलिसिस।

उत्प्रेरक क्या है?

उत्प्रेरक के रूप में, कईपदार्थ जो दिमित्री इवानोविच मेंडेलीव के रासायनिक तत्वों के साथ-साथ उनके यौगिकों के आवधिक तंत्र में हैं। सबसे आम त्वरकों में से हैं: निकल, लौह, प्लैटिनम, कोबाल्ट, एल्यूमिनोसिलिकेट्स, मैंगनीज ऑक्साइड।

उत्प्रेरक विशेषताएं

चुनिंदा कार्रवाई के अलावा, उत्प्रेरकों में उत्कृष्ट यांत्रिक शक्ति होती है, वे उत्प्रेरक जहरों का सामना करने में सक्षम होते हैं, आसानी से पुन: उत्पन्न होते हैं (पुनर्प्राप्त)।

चरण राज्य उत्प्रेरक सजातीय प्रतिक्रियाओं को गैस चरण और तरल चरण में विभाजित किया जाता है।

आइए इन प्रकार की प्रतिक्रियाओं को अधिक विस्तार से देखें। समाधान में, हाइड्रोजन आयन एच +, ओएच-बेस, धातु एम + केशन और पदार्थ जो हाइड्रोक्साइड आयनों को मुक्त कणों के गठन को बढ़ावा देते हैं, रासायनिक परिवर्तन के त्वरक के रूप में कार्य करते हैं।

उत्प्रेरण का सार

एसिड की बातचीत में उत्प्रेरण की तंत्र औरआधार यह है कि सकारात्मक आयनों (प्रोटॉन) द्वारा उत्प्रेरित पदार्थों और उत्प्रेरक के बीच एक विनिमय है। Intramolecular परिवर्तन होता है। इस प्रकार की प्रतिक्रिया है:

• निर्जलीकरण (पानी की uncoupling);
• हाइड्रेशन (पानी के अणुओं के अतिरिक्त);
• एस्ट्रिरिफिकेशन (शराब और कार्बोक्सालिक एसिड से एस्टर का गठन);
• पॉलीकॉन्डेन्सेशन (पानी के उन्मूलन के साथ बहुलक का गठन)।

उत्प्रेरण का सिद्धांत न केवल प्रक्रिया को बताता है,लेकिन संभावित पक्ष परिवर्तन भी। विषम उत्प्रेरण के मामले में, प्रक्रिया त्वरक एक स्वतंत्र चरण बनाता है, प्रतिक्रियाशील पदार्थों की सतह पर कुछ केंद्र उत्प्रेरक गुण होते हैं या पूरी सतह शामिल होती है।

एक सूक्ष्म प्रक्रिया भी है किएक कोलाइडियल राज्य में उत्प्रेरक की उपस्थिति मानता है। यह संस्करण सजातीय से विषम उत्प्रेरण से एक संक्रमण राज्य है। इनमें से अधिकतर प्रक्रिया ठोस उत्प्रेरक का उपयोग करके गैसीय पदार्थों के बीच होती है। वे granules, गोलियाँ, अनाज के रूप में हो सकता है।

प्रकृति में उत्प्रेरण का प्रसार

एंजाइमेटिक कैटलिसिस काफी व्यापक हैप्रकृति में व्यापक है। यह जैव-विश्लेषकों की सहायता से है कि प्रोटीन अणुओं को संश्लेषित किया जाता है, जीवित जीवों में चयापचय किया जाता है। कोई जैविक प्रक्रिया, जो जीवित जीवों की भागीदारी के साथ होती है, उत्प्रेरक प्रतिक्रियाओं को बाधित नहीं करती है। महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं के उदाहरण: शरीर के लिए विशिष्ट प्रोटीन से एमिनो एसिड का संश्लेषण; वसा, प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट का विभाजन।

उत्प्रेरण एल्गोरिदम

उत्प्रेरण के तंत्र पर विचार करें। यह प्रक्रिया, जो रासायनिक बातचीत के छिद्रपूर्ण ठोस त्वरक पर होती है, में कई प्राथमिक चरण शामिल हैं:

• धारा के मूल से उत्प्रेरक के अनाज की सतह पर पदार्थों को बातचीत करने का प्रसार;
• उत्प्रेरक के छिद्रों में अभिकर्मकों का प्रसार;
• रासायनिक सतह पदार्थों की उपस्थिति के साथ रासायनिक प्रतिक्रिया त्वरक की सतह पर केमिसर (सक्रिय सोखना) - सक्रिय "उत्प्रेरक-अभिकर्मक" परिसरों;
• सतह उत्प्रेरक-उत्पाद संयोजन की उपस्थिति के साथ परमाणुओं का पुनर्गठन;
• उत्पाद प्रतिक्रिया त्वरक के छिद्रों में प्रसार;
• प्रवाह के मूल में प्रतिक्रिया त्वरक की अनाज सतह से उत्पाद का प्रसार।

उत्प्रेरक और गैर-उत्प्रेरक प्रतिक्रियाएं इतनी महत्वपूर्ण हैं कि कई वर्षों तक वैज्ञानिक इस क्षेत्र में शोध जारी रखते हैं।

जब सजातीय उत्प्रेरण आवश्यक नहीं हैविशेष संरचनाओं का निर्माण। विषम संस्करण में एंजाइमेटिक उत्प्रेरण में विभिन्न प्रकार के विशिष्ट उपकरणों का उपयोग शामिल है। इसके प्रवाह के लिए, विशेष संपर्क डिवाइस विकसित किए जाते हैं, संपर्क सतह (ट्यूबों, दीवारों पर, उत्प्रेरक ग्रिड में) पर विभाजित होते हैं; एक फ़िल्टर परत के साथ; एक निलंबित परत; एक चलती pulverized उत्प्रेरक के साथ।

उपकरणों में हीट ट्रांसफर विभिन्न तरीकों से महसूस किया जाता है:

• बाहरी (बाहरी) ताप विनिमायक का उपयोग करके;
• संपर्क डिवाइस में बने ताप विनिमायक की मदद से।

रसायन शास्त्र के सूत्रों का विश्लेषण करते हुए, कोई भी प्रतिक्रियाएं पा सकता है जिसमें अंतिम उत्पादों में से एक, प्रारंभिक घटकों के रासायनिक संपर्क के दौरान गठित होता है, उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है।

ऐसी प्रक्रियाओं को आमतौर पर ऑटोकाटाइटिक कहा जाता है, रसायन शास्त्र में घटना को ऑटोकाटालिसिस कहा जाता है।

कई इंटरैक्शन की गति से संबंधित हैप्रतिक्रिया मिश्रण में कुछ पदार्थों की उपस्थिति। रसायन शास्त्र में उनके सूत्रों को अक्सर "उत्प्रेरक" या इसके संक्षिप्त संस्करण द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। वे अंतिम स्टीरियोकेमिकल समीकरण में शामिल नहीं हैं, क्योंकि वे बातचीत के पूरा होने के बाद मात्रात्मक दृष्टिकोण से नहीं बदलते हैं। कुछ मामलों में, प्रक्रिया की गति को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करने के लिए पदार्थों की थोड़ी मात्रा पर्याप्त होती है। यह पूरी तरह स्वीकार्य है और ऐसी परिस्थितियां, जब प्रतिक्रिया पोत स्वयं रासायनिक बातचीत के त्वरक के रूप में कार्य करता है।

रासायनिक प्रक्रिया की गति में परिवर्तन पर उत्प्रेरक के प्रभाव का सार यह है कि यह पदार्थ सक्रिय परिसर में शामिल है, और इसलिए रासायनिक बातचीत की सक्रियण ऊर्जा में परिवर्तन होता है।

इस परिसर के क्षय में,उत्प्रेरक पुनर्जन्म। निचली पंक्ति यह है कि यह खर्च नहीं किया जाएगा, बातचीत के अंत के बाद एक ही राशि में रहेगा। इस कारण से सब्सट्रेट (प्रतिक्रियाशील पदार्थ) के साथ प्रतिक्रिया के लिए सक्रिय पदार्थ की एक महत्वपूर्ण मात्रा पर्याप्त है। हकीकत में, रासायनिक प्रक्रियाओं के दौरान उत्प्रेरक की महत्वहीन मात्रा अभी भी उपभोग की जाती है, क्योंकि विभिन्न पक्ष प्रक्रियाएं संभव होती हैं: जहर, तकनीकी नुकसान, ठोस उत्प्रेरक की सतह को बदलना। रसायन शास्त्र के लिए सूत्र उत्प्रेरक के लिए लेखांकन नहीं मानते हैं।

निष्कर्ष

प्रतिक्रियाएं जिसमें सक्रिय हैंपदार्थ (उत्प्रेरक), व्यक्ति के चारों ओर, उसके प्रवाह और उसके शरीर में घिरा हुआ है। समरूप प्रतिक्रियाएं विषम बातचीत से बहुत कम आम हैं। किसी भी मामले, पहली मध्यवर्ती परिसरों, जो अस्थिर कर रहे हैं के गठन, में धीरे-धीरे टूट और वहाँ उत्थान रासायनिक प्रक्रिया के त्वरक की (बहाली)। उदाहरण के लिए, उत्प्रेरक के रूप में पोटेशियम persulfate साथ metaphosphoric एसिड की बातचीत hydriodic एसिड कार्य करता है। जब इसे प्रतिक्रियाओं में जोड़ा जाता है, तो पीला समाधान बनता है। जैसे ही आप प्रक्रिया के अंत तक पहुंचते हैं, रंग धीरे-धीरे गायब हो जाता है। इस मामले में एक मध्यवर्ती उत्पाद के रूप में आयोडीन है, और इस प्रक्रिया दो चरणों में जगह लेता है। लेकिन जैसे ही metaphosphoric एसिड के संश्लेषण से उत्प्रेरक उसकी मूल स्थिति में दिया जाता है। उत्प्रेरक उद्योग में अपरिहार्य हैं, वे प्रतिक्रिया के उच्च गुणवत्ता वाले उत्पादों को प्राप्त करने के परिवर्तन में तेजी लाने के लिए मदद। हमारे शरीर में उनकी भागीदारी और जैव रासायनिक प्रक्रियाओं के बिना असंभव।