Каталізатори - це
Каталізатор - речовина, що прискорює реакцію, але не входить до складу продуктів реакції (Хімічна енциклопедія). Кількість каталізатора, на відміну від інших реагентів, при реакції не змінюється. Забезпечуючи більш швидкий шлях для реакції, каталізатор реагує з вихідною речовиною, що вийшло проміжне з'єднання піддається перетворенням і в кінці розщеплюється на продукт і каталізатор. Потім каталізатор знову реагує з вихідною речовиною, і цей каталітичний цикл багаторазово (сотні, мільйони разів) повторюється.
Каталізатори в хімії
Каталізатори поділяються на гомогенні і гетерогенні. Гомогенний каталізатор знаходиться в одній фазі з реагують речовинами, гетерогенний - утворює самостійну фазу, відокремлену межею поділу від фази, в якій знаходяться реагують речовини (Хімічна енциклопедія). Типовими гомогенними каталізаторами є кислоти і підстави. Як гетерогенних каталізаторів застосовуються метали, їх оксиди і сульфіди.
Реакції одного і того ж типу можуть протікати як з гомогенними, так і з гетерогенними каталізаторами. Так, поряд з розчинами кислот застосовуються мають кислотні властивості тверді Al2 O3. TiO2. ThO2. алюмосилікати, цеоліти. Гетерогенні каталізатори з основними властивостями: CaO, BaO, MgO (Хімічна енциклопедія).
Гетерогенні каталізатори мають, як правило, сильно розвинену поверхню, для чого їх розподіляють на інертному носії (силікагель. Оксид алюмінію. Активоване вугілля та ін.).
Для кожного типу реакцій ефективні тільки певні каталізатори. Крім уже згаданих кислотно-основних. існують каталізатори окислення-востановления; для них характерно присутність перехідного металу або його сполуки (З +3. V2 O5 + MoO3). В цьому випадку каталіз здійснюється шляхом зміни ступеня окислення перехідного металу.
Багато реакцій здійснено за допомогою каталізаторів, які діють через координацію реагентів у атома або іона перехідного металу (Ti, Rh, Ni). Такий каталіз називається координаційним.
Якщо каталізатор має хіральними властивостями, то з оптично неактивного субстрату виходить оптично активний продукт.
У сучасній науці і техніці часто застосовують системи з декількох каталізаторів. кожен з яких прискорює різні стадії реакції (Імянітов. Temkin). Каталізатор також може збільшувати швидкість одній зі стадій каталітичного циклу, здійснюваного іншим каталізатором. Тут має місце «каталіз каталізу», або каталіз другого рівня (Імянітов).
У біохімічних реакціях роль каталізаторів грають ферменти.
Каталізатори слід відрізняти від ініціаторів. Наприклад, перекису розпадаються на вільні радикали. які можуть ініціювати радикальні ланцюгові реакції. Ініціатори витрачаються в процесі реакції, тому їх не можна вважати каталізаторами.
Інгібітори іноді помилково вважають негативними каталізаторами. Але інгібітори, наприклад, ланцюгових радикальних реакцій, реагують з вільними радикалами і, на відміну від каталізаторів, не зберігаються. Інші інгібітори (каталітичні отрути) зв'язуються з каталізатором і його дезактивують, тут має місце придушення каталізу, а не негативний каталіз. Негативний каталіз в принципі неможливий: він забезпечував би для реакції більш повільний шлях, але реакція, природно, піде по швидшому, в даному разі, не каталізувати, шляхи.
Каталізатори в автомобілях
На дороги щодня виїжджають мільйони автомобілів, і кожен з них - джерело забруднення повітря. Особливо це відчувається в великих містах, де вихлопні гази автомобілів можуть створювати великі проблеми.
У сучасних автомобілях присутній каталітичний перетворювач або автомобільний каталізатор. Завданням автомобільного каталізатора є зниження кількості шкідливих речовин у вихлопних газах. Серед них:
- окис вуглецю (СО) - отруйний газ без кольору і запаху
- вуглеводні, також відомі як летючі органічні сполуки - один з головних компонентів смогу. утворюється за рахунок неповного згоряння палива
- оксиди азоту (NO і NO2. які часто об'єднують під позначенням NOx) - також є компонентом смогу. а також кислотних дощів. впливають на слизову людини. [1]