Хімія. 11 клас

Каталізатары

Правядзенне хімічных рэакцый у прысутнасці каталізатараў з’яўляецца адным з асноўных спосабаў павелічэння скорасці ператварэнняў рэчываў.

Каталіз — гэта працэс паскарэння хімічнай рэакцыі пад дзеяннем каталізатара.

Нагадаем, што каталізатары паскараюць хімічныя рэакцыі, але не ўваходзяць у састаў канчатковых прадуктаў. Колькасць каталізатара, у адрозненне ад іншых рэагентаў, практычна не змяняецца пасля рэакцыі. Хімічныя рэакцыі ў прысутнасці каталізатара працякаюць хутчэй, паколькі ён забяспечвае альтэрнатыўны шлях ператварэння.

Разгледзім дзеянне каталізатара на прыкладзе рэакцыі:

А₂ + Б₂ = 2АБ.

Без каталізатара гэтая рэакцыя працякае павольна. Каталізатар K хутка рэагуе з адным з зыходных рэчываў, напрыклад А₂, і ўтварае рэакцыйназдольнае прамежкавае злучэнне А₂K:

А₂ + K = А₂K (хуткая рэакцыя).

Прамежкавае злучэнне A₂K актыўна ўзаемадзейнічае з іншым рэагентам Б₂, ператвараючыся ў прадукт рэакцыі АБ. Каталізатар K вызваляецца без змянення:

А₂K + Б₂ = 2АБ + K (хуткая рэакцыя).

Узаемадзеянне рэагентаў A₂ і Б₂ па многастадыйным каталітычным шляху ў цэлым працякае значна хутчэй, чым без каталізатара.

Каталізатар шмат разоў уступае ў хімічнае ўзаемадзеянне з удзельнікамі ператварэння, але свой хімічны састаў аднаўляе. Каталізатар не ўваходзіць у састаў прадуктаў рэакцыі.

Напрыклад, рэакцыя этэрыфікацыі паміж карбонавай кіслатой і спіртам працякае значна хутчэй у прысутнасці моцнай мінеральнай кіслаты:

Для акіслення аксіду серы(IV) SO₂ ў аксід серы(VI) SO₃ кіслародам паветра выкарыстоўваюць каталізатар V₂O₅:

Скорасць гэтай рэакцыі ў прысутнасці каталізатара павялічваецца прыкладна ў 10 000 разоў.