ГОМОГЕНДІ КАТАЛИЗ

Каталиттік реакциялар гомогенді және гетерогенді болып бө-лінеді. Әрекеттесетін заттар мен ондағы катализатор біртекті системадан тұрса, яғни олардың бәрі де бір фазада болса, онда мұны гомогенді катализ дейді. Мысалдар келтірейік. Көміртек (II) ок-сиді су буының катализдеушен көміртек (IV) оксидіне айналады. Сол сиякты күкірт (IV) оксиді азот (II) оксидінің катализдеуімен кукірт (VI) оксидіне айналады. Реакцияға түсетін реагенттер ре-акция өнімі және катализаторлар газ күйінде. Суда еритін көмір-сулар онда катализатор ретінде қолданылатын қышқыл әсерінен гидролизденгенде көмірсу ерітіндісі және катализатор, реакция өнімі бір фазада болады.

Су ерітінділерінде гомогенді катализ сутек және гидроксил иондарының қатысуымен өтеді және олардың концентрациясы артқан сайын, осы реакцияның жылдамдығы да артады. Сондай-ақ, мұндай реакцияларда пайда болатын сутектік байланыстардың әсерінен өте қысқа мерзімдік молекулалар мен иондардың арасын-да ионодипольдік бірігу болады және ол гомогенді катализде елеу-лі орын алады. Осының салдарынан әрекеттесуші реагенттердің молекулалары полюстеніп, олардың реакциялаушы қабілеті ар-тады.

Гомогенді катализдегі теорияның басты жайларыньвд бірі — ре-акция жүргенде катализатордың әрекеттесуші реагенттердің бірі-мен аса тұрақсыз аралық қосылыс түзуі, сосын оның келесімен тез әрекеттесіп қатализатордың қайта қалпына келетіні. Мысалы, жо-ғарыда келтірілген күкірт (IV) оксидінің азот (II)оскидінің қа-тысуымен тотығатын реакциясындағы аралық қосылыстарды және жалпы процесті былай көрсетуге болады:

.

Мұндағы 1 және 2-реакциялар аралық қосылыстардың түзілуін және катализатордың бастапқы қалпына келуін көрсетеді.

Сірке альдегидін қыздырып ыдыратқанда иод буын катализатор ретінде пайдаланады. Осы реакцияны катализаторсыз жүргізгенде оның 518°С-та активтендіру энергиясы E=191,1 кДж/моль; ал енді иод буын қатыстырғанда Е = 136,5 кДж/мольге төмендеп, оның жылдамдық константасы он мың есе өседі. Бұған басты себеп реакцияның екі сатыда жүруі:

Мүндағы сатылай жүретін аралық реакциялардың активтендіру энергиясы оны катализаторсыз жүргізгендегіден аз. Сірке альде-гидінің катализатор көмегімен жылу әсерінен ыдырауы әрекетте-с>ші реагент пен катализатордың арасындағы аралық косылыстың пайда болатынын дәлелдейтін гомогенді катализдегі реакциялар-дың бірі, өйткені осындағы иодты метил де иодты сутекте тұрақты және оларды жеке бөлш алуға болады.

Читайте также: