උත්ප්රේරක ප්රතික්රියා: උදාහරණ. සමජාතීය සහ විෂමජාතීය උත්ප්රේරක

රසායන විද්යාව යනු ද්රව්යයන් හා ඒවායේ ප්රතිවර්තනයන් පිළිබඳ විද්යාව මෙන්ම ඒවා ලබා ගැනීම සඳහා වන ක්රමයකි. සාමාන්ය පාසැල් විෂය මාලාවේ පවා පවා වැදගත් ප්රශ්නයක් සලකා බලනු ලැබේ. මූලික මට්ටමේ ශිෂ්යයන් විසින් හඳුන්වාදෙන වර්ගීකරණය, ඔක්සයිඩයේ උපාධිය, පරිණාමය අවධිය, ක්රියාවලියේ යාන්ත්රණය ආදී වෙනස්කම් සැලකිල්ලට ගනී. ඊට අමතරව, සියලු රසායනික ක්රියාවලීන් උත්ප්රේරක නොවන සහ උත්ප්රේරක ප්රතික්රියා වලට බෙදී ඇත. උත්පේරකයකගේ සහභාගීත්වය ඇතිව සිදුවන පරිවර්තන නිදසුන් සාමාන්ය ජීවිතයේදී මුහුණ පානු ඇත: පැසවීම, කුණුවීම. උත්ප්රේරක නොවන පරිවර්තනයන් බොහෝ දුරට පොදු ය.

උත්ප්රේරකයක් වන්නේ කුමක්ද?

එය අන්තර් ක්රියාකාරී වේගය වෙනස් කළ හැකි රසායනික ද්රව්යයකි, නමුත් එය එයට සහභාගී නොවේ. මෙම උත්ප්රේරකයා ක්රියාවලිය වේගවත් කරන විට, එය සාධනීය උත්ප්රේරකයක් වේ. ක්රියාවලිය සඳහා එකතු කළ ද්රව්යය ප්රතික්රියා අනුපාතය අඩු කරයි නම්, එය සංඝටකයක් ලෙස හැඳින්වේ.

උත්ප්රේරක වර්ග

සමජාතීය සහ විෂමජාතීය උත්ප්රේරකයක් ආරම්භක ද්රව්ය පිහිටා ඇති අවධියෙහිදී එකිනෙකට වෙනස් වේ. උත්පේ්රරකය ඇතුළුව අන්තර්ක්රියා සඳහා ගන්නා ලද මුලික සංරචක එකම සමස්ථ තත්වයේ පවතී නම්, සමජාතීය උත්ප්රේරනය ඉදිරියට යයි. විවිධ අවස්ථාවලදී ප්රතික්රියාවට සම්බන්ධ වන විට, විෂමජාතීය උත්ප්රේරක සිදු වේ.

ක්රියාකාරීත්වයේ තේරීම්

කැටිසැක් යනු උපකරණවල ඵලදායිතාවය ඉහළ නැංවීම සඳහා නොවේ. එය ලබාගත හැකි නිෂ්පාදනවල ගුණාත්මකභාවය කෙරෙහි අහිතකර බලපෑමක් ඇති කරයි. බොහෝ ප්රතිකි්රයාකාරකයන්ගේ තෝරා ගැනීමේ ක්රියාවලිය හේතුවෙන් සෘජු ප්රතික්රියාව වේගවත් වන අතර අතුරු මාර්ග ක්රියාවලිය අඩු වේ. අවසානයේ දී ලබාගත් නිෂ්පාදන ඉතා පිරිසිදුයි, තවදුරටත් ද්රව්ය පිරිසිදු කිරීම අවශ්ය නොවේ. උත්ප්රේරකයේ ක්රියාකාරීත්වයේ තේරුම, අමුද්රව්ය සඳහා නොවන නිෂ්පාදන පිරිවැය, යහපත් ආර්ථික ප්රතිලාභයක් ලබා දෙයි.

නිෂ්පාදනයේ උත්ප්රේරකයක් භාවිතා කිරීම වාසි

තවත් උත්ප්රේරක ප්රතික්රියාවක් යනු කුමක්ද? සාමාන්ය ද්විතියික පාසලෙහි සලකා ඇති උදාහරණවලින් පෙන්නුම් කරන්නේ උත්ප්රේරකයාගේ භාවිතය අඩු උෂ්ණත්වවලදී ක්රියාවලිය සිදු කළ හැකි බවයි. බලශක්ති පිරිවැය සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කිරීමට යොදා ගත හැකි බව පර්යේෂණ වලින් තහවුරු වේ. ලෝකයේ බලශක්ති සම්පත් හිඟයක් පවතින විට නවීන තත්වයන්ගෙන් මෙය විශේෂයෙන් වැදගත් වේ.

උත්ප්රේරක නිෂ්පාදන උදාහරණ

කුමන කර්මාන්තයේ උත්ප්රේරක ප්රතික්රියාවක් භාවිතා කරයිද? එවැනි කර්මාන්තවල උදාහරණ: නයිට්රික් හා සල්ෆියුරික් අම්ල නිෂ්පාදනය, හයිඩ්රජන්, ඇමෝනියා, පොලිමර්, තෙල් පිරිපහදු කිරීම. කාබනික අම්ල, මොනෝහයිඩ්රික් සහ බහුඅයිජික් අම්ල, ෆීනෝල්, කෘතිම දුම්මල, ඩයි වර්ග, ඖෂධ සකස් කිරීම සඳහා බහුලව භාවිතා වේ.

උත්ප්රේරකයා කුමක්ද?

උත්ප්රේරකයක් ලෙස, දිමිත්රි ඉවානොවිච් මෙන්ඩලීව්ගේ රසායනික මූලද්රව්යවල ආවර්ත පද්ධතියේ ඇති බොහෝ ද්රව්ය මෙන්ම ඒවායේ සංයෝග ද ක්රියා කළ හැක. වඩාත්ම පොදු ත්වරණ වේ: නිකල්, යකඩ, ප්ලැටිනම්, කොබෝල්ට්, ඇලුමොසිසිලිකේට්ස්, මැන්ගනේස් ඔක්සයිඩ්.

කාටිසයිට් විශේෂාංග

තෝරා ගන්නා ක්රියාකාරීත්වයට අමතරව, උත්ප්රේරක ඉතා විශිෂ්ට යාන්ත්රික ශක්තියක් ඇත. ඒවාට උත්ප්රේරක විෂ සහිත වීමට ඔරොත්තු දිය හැකි අතර, ඒවා පහසුවෙන් regenerated (recovered).

අදියරවල ප්රාථමික උත්ප්රේරක සමජාතීය ප්රතික්රියා වායුමය හා ද්රව කලාපයට බෙදේ.

මෙම ආකාරයේ ප්රතික්රියා පිළිබඳව අප වඩාත් අවධානයෙන් යුක්තව සලකා බලමු. හයිඩ්රජන් කැටායන H +, හයිඩ්රොක්සයිඩ් අයන, ඔක්සි, හයිඩ්රොක්සයිඩ් අයන, ලෝහ කැටායන M + සහ නිදහස් රැඩිකලුන්ගේ ක්රියාකාරීත්වය රසායනික විපර්යාසයේ ත්වරකය ලෙස ක්රියා කරයි.

උත්ප්රේරකයේ සාරය

අම්ල හා භෂ්ම අන්තර් ක්රියාකාරීත්වයේ සංඝටකයේ යාන්ත්රණය වන්නේ ධන ආරෝපණ (ප්රෝටෝන) මගින් අන්තර් ක්රියාකාරී ද්රව්ය හා උත්ප්රේරකයා අතර හුවමාරු වීමයි. මෙම අවස්ථාවේ දී, අන්තරායකාරී පරිවර්තනයන් සිදු වේ. මෙම වර්ගයේ ප්රතික්රියාව:

• විජලනය (විසන්ධි කරන ජලය);
• ජලජ (ජල අණු එකතු කිරීම);
• Esterification (ඇල්කොහොල් සහ කාබොක්සිලලික් අම්ල වලින් එස්ටරයක් සෑදීම);
• පොලිකන්ඩෙන්ෂන් (ජලය ඉවත් කිරීම සමග පොලිම් සෑදීම).

උත්පේ්රතිය පිළිබඳ න්යාය ක්රියාවලිය පමණක් නොව, පැත්තේ ප්රතිවර්තනයන් ද විස්තර කරයි. විෂමජාතීය උත්ප්රේරක අවස්ථාවේ දී, ක්රියාවලිය ත්වරණයේ ස්වාධීන අවධියක් සෑදී ඇති අතර, ප්රතික්රියාකාරකවල මතුපිටෙහි සමහර මධ්යස්ථාන උත්ප්රේරක ගුණ හෝ සම්පූර්ණ මතුපිට සම්බන්ධ වේ.

කොලොයිඩාල ප්රාන්තයක් තුළ උත්ප්රේරකයක් සොයා ගැනීම සම්බන්ධ වන ක්ෂුද්ර බන්ධන ක්රියාවලියක් ද වේ. මෙම ප්රභේදනය සමජාතීය හා විෂමජාතීය උත්ප්රේරක වලින් සංක්රාන්ති ප්රාන්තයකි. මෙම ක්රියාවලීන් බොහොමයක් ඝන උත්ප්රේරක භාවිතා කරන වායුමය ද්රව්ය අතර සිදු වේ. ඒවා ග්රෑම්, ස්තර, ධාන්ය වර්ග ආකාරයෙන් විය හැකිය.

ස්වභාව ධර්මයෙහි උත්ප්රේරක ව්යාප්තිය

ස්වභාවික ස්වරූපයෙන් එන්සයිම සහිත උත්ප්රේරකයකි. ප්රෝටීන අණු සංස්ලේෂණය කරන ජෛව රසායනඥයින්ගේ උපකාරයෙන් සජීවී ජීවීන්ගේ පරිවෘත්තීය ක්රියාවලිය සිදු වේ. ජීවීන්ගේ ජෛව විද්යාත්මක ක්රියාවලිය, උත්ප්රේරක ප්රතික්රියා නොතකා හරිනු නොලැබේ. වැදගත් ක්රියාවලියන් සඳහා උදාහරණ: සිරුරට විශේෂිත ප්රෝටීන වලින් ඇමයිනෝ අම්ල සංස්ලේෂණය කිරීම; මේද, ප්රෝටීන, කාබෝහයිඩ්රේට බෙදීම.

කැටිසැක් ඇල්ගොරිතම

උත්ප්රේරක ක්රමවේදය ගැන සලකා බලන්න. ප්රෝටීය ඝන රසායනික අන්තර්ක්රියා ත්වරණ වල සිදු වන මෙම ක්රියාවලිය, මූලික අවධි කීපයක් ඇතුළත් වේ:

• ධාරාවේ කේන්ද්රයේ සිට උත්ප්රේරක ඇති ධාන්ය මතුපිටට අන්තර්ක්රියාකාරිත්වයේ විකෘතිය;
• උත්පේරකයක ඇති පසෙහි ප්රතික්රියාකාරක විවර්තනය;
• රසායනික පෘෂ්ඨීය ද්රව්යවල පෙනුම ඇති රසායනික ප්රතික්රියාකාරකයේ මතුපිටෙහි රසායනික ප්රතික්රියාකාරකයක් (Chemisorption) (සක්රිය වූ adsorpcija) - සක්රීය "උත්පේරක-ප්රතික්රියා" සංකීර්ණ;
• පෘෂ්ඨීය උත්ප්රේරක සංයෝග නිෂ්පාදනයේ සංයෝගයන් සහිත පරමාණු;
• නිෂ්පාදන ප්රතික්රියා ත්වරණයේ දියාරු වල විෂ්කම්භය;
• ප්රතික්රියා ත්වරණකාරකයේ ධාන්ය මතුපිට සිට ප්රවාහයේ හරස් ප්රවාහයේ හරයේ ප්රවාහය.

වසර ගණනාවක් පුරා විද්යාඥයන් මෙම ක්ෂේත්රයේ පර්යේෂණ දිගටම කරගෙන යන නිසා උත්ප්රේරක හා උත්ප්රේරක නොවන ප්රතික්රියා ඉතා වැදගත් වේ.

සමජාතීය උත්ප්රේරකයක් සමග විශේෂ ව්යුහයන් තැනීම අවශ්ය නොවේ. විෂමජාතීය අනුවාදය තුළ එන්සයිම සහිත උත්ප්රේරකයක් විශේෂිත වූ විවිධාකාර උපකරණ භාවිතා කිරීමයි. එහි සංවර්ධනය සඳහා, ස්පර්ශක පෘෂ්ඨය ඔස්සේ (විශේෂිත ස්පර්ශක උපාංග සංවර්ධනය කිරීම සඳහා, බිත්තිවල, බිත්ති මත, උත්පේරක තිර මත) බෙදී ඇත; ෙපරහන් ස්ථරයක් සහිත; අත්හිටුවන ලද ස්ථරය; චලනය වන පැල්ලම් සහිත උත්ප්රේරකයක් සමඟ.

උපාංගවල තාප හුවමාරුව විවිධ ආකාරවලින් ඉටු වේ:

• බාහිර (බාහිර) තාපන හුවමාරු භාවිතා කිරීමෙන්;
• ස්පර්ශක උපාංගයට සම්බන්ධ තාපන හුවමාරුකාරක ආධාරයෙන්.

රසායන විද්යාවේ සමීකරණ විශ්ලේෂණය කිරීම, මුලික සංඝටකවල රසායනික අන්තර්ක්රියාකාරිත්වය තුළ පිහිටුවන ලද අවසන් නිෂ්පාදනවලින් එකක් වන, ප්රතික්රියාකාරකයක් ලෙස ක්රියා කරයි.

එවැනි ක්රියාවලීන් සාමාන්යයෙන් autocatalytic ලෙස හැඳින්වේ. රසායන විද්යාවේ ප්රපංචය ස්වයංක්ටාසලනය ලෙස හැඳින්වේ.

බොහෝ අන්තර්ක්රියා වල ප්රතිශතය ප්රතික්රියා මිශ්රණයේ සමහර ද්රව්යයන් ඇතිවීම නිසාය. රසායනික විද්යාවේ සමීකරණ බොහෝ විට "නාශක" හෝ එහි සංක්ෂිප්ත අනුවාදය වෙනුවට ආදේශ කරනු ලැබේ. අවසාන රසායනික සමීකරණවලදී ඒවා ඇතුළත් නොකෙරේ, අන්තර්ක්රියාකාරිත්වය අවසන් කිරීමෙන් පසුව ඒවා ප්රමාණාත්මක දෘෂ්ටි කෝනයෙන් වෙනස් නොවේ. ඇතැම් අවස්ථාවලදී, ක්රියාවලියෙහි වේගය සැලකිය යුතු ලෙස බලපාන්නේ කුඩා ප්රමාණයේ ද්රව්ය ප්රමාණවත් වේ. ප්රතික්රියක යාත්රාව රසායනික අන්තර්ක්රියාකාරකයක ත්වරණයක් ලෙස ක්රියා කරන විට සම්පූර්ණයෙන්ම අවසරය සහ එවැනි අවස්ථාවන් වේ.

රසායනික ක්රියාවලියෙහි වේගයේ වෙනස මත ඇති උත්ප්රේරකයාගේ උත්ප්රේරනයේ සාරය නම් මෙම ද්රව්යය ක්රියාකාරී සංකීර්ණයට ඇතුළත් වන අතර එම නිසා රසායනික අන්තර්ක්රියා වල ක්රියාකාරීත්වය ශක්තිය වෙනස් වේ.

මෙම සංකීර්ණයේ දිරාපත්වීම තුළ, උත්පේරකයේ පුනර්ජනනය නිරීක්ෂණය කරනු ලැබේ. එහි අර්ථය වන්නේ එය වැය නොකරන බවය. අන්තර් ක්රියාකාරීත්වයේ අවසානයට පසුව එම ප්රමාණයම පවතිනු ඇත. මෙම හේතුව නිසා ක්රියාකාරී ද්රව්යයේ සැලකිය යුතු ප්රමාණයක් උපස්ථරයක් සමග ප්රතික්රියාවක් (ප්රතික්රියාකාරක ද්රව්යය) සිදු කිරීම සඳහා ප්රමාණවත් වේ. යථාර්ථයේ දී, රසායනික ක්රියාවලීන්හි සුළු උත්සන්නක ප්රමාණයන් රසායනික ක්රියාවලීන් තවමත් පරිභෝජනය කර ඇත. විවිධ පැති පැණීම් කළ හැකි බැවින්: විෂ වීම, තාක්ෂණික පාඩු, ඝණ උත්පේරකයේ මතුපිට තත්වය වෙනස් කිරීම. රසායනික විද්යාවේ සමීකරණය උත්ප්රේරකයට ගණන් නොගනී.

නිගමනය

අනිකුත් ක්රියාකාරි ද්රව්යය (උත්ප්රේරකයා) සහභාගී වන ප්රතික්රියාව පුද්ගලයා වටා ප්රතික්රියා කරයි. සමජාතීය ප්රතික්රියාවන් විෂමජාතීය අන්තර්ක්රියා වලට වඩා පොදු වේ. ඕනෑම අවස්ථාවක, පළමුව, මධ්යස්ථ සංකීර්ණ පිහිටීම, අස්ථායී වන අතර, ක්රම ක්රමයෙන් විනාශ වී ඇති අතර රසායනික ක්රියාවලියේ ත්වරණයේ පුනර්ජනනය (ප්රකෘතිමත් වීම) නිරීක්ෂණය කරනු ලැබේ. නිදසුනක් වශයෙන්, පොටෑසියම් පර්සල්ෆේට් සමඟ metaphosphoric අම්ලයෙහි අන්තර්ක්රියාකාරිත්වය තුළ, අයෝඩීය ඇනාඩ්රයිඩ් අම්ලය උත්ප්රේරකයක් ලෙස ක්රියා කරයි. ප්රතික්රියාකාරකයන්ට එකතු කරන විට, කහ විසඳුම් නිර්මාණය වේ. ඔබ ක්රියාවලිය අවසන් වන විට, වර්ණය ක්රමයෙන් නැති වී යයි. අයඩීන් මෙම නඩුවේ අතුරු නිෂ්පාදනයක් ලෙස ක්රියා කරයි. ක්රියාවලිය අදියර දෙකකින් සිදු වේ. නමුත් metaphosphoric අම්ලය සංස්ලේෂණය කළ වහාම උත්ප්රේරකයා එහි ප්රාථමික තත්වයට පත්වේ. කර්මාන්තශාලාවේ අත්යවශ්ය නොවන තාප සංඝටක, ඒවා ප්රති නිෂ්පාදිතය වේගවත් කිරීමට උපකාර වන අතර, ප්රතිශක්තිකරණ නිෂ්පාදන ලබා ගැනීම සඳහා අවශ්ය වේ. අපගේ සහභාගිත්වය නොමැතිව අපගේ ශරීරයේ ජෛව රසායනික ක්රියාවලීන් නොමැති වීම.