Kataliz

Kataliz (Yun. katalysis — buzilish, parchalanish) — kimyoviy reaktsiyalar tez- ligining ba’zi moddalar (katalizator- lar) ta’sirida o’zgarishi. Katalizator reaktsiyaga kirishuvchi modda (reagent)lar b-n bir qancha oraliq birikmalar hosil qilib, reaktsiya nihoyasida miqdori va tarkibi o’zgarmasdan ajralib chiqadi. Katalizator sifatida turli xil modda- lar (gaz, suyuqliklar va qattiq modda- lar) ishlatilishi mumkin. Reagentlar va katalizatorlarning fazaviy holatiga qarab katalitik jarayonlar, asosan, go- mogen va geterogen K.ga bo’linadi. Bun- dan tashqari, mikrogeterogen, fermen- tativ katalitik jarayonlar ham mavjud. Gomogen K.da reagentlar b-n katalizator bir jinsli aralashma hosil qiladi. Re- aktsiya gaz yoki suyuq fazada boradi. Kata- lizator sifatida atomlar, ionlar, mole- kulalar ishtirok etishi mumkin. Bunday katalitik jarayon mexanizmini sharxlash uchun oraliq moddalar nazariyasi ishlab chiqilgan. Bu nazariyaga asosan, reagent- lar katalizator b-n beqaror oraliq mod- dalar hosil qiladi. So’ngra bu moddalar parchalanib katalizator qayta tiklanadi (regenerasiya). Suyuq fazadagi kislota- asosli K. mexanizmi reagentlar b-n ka- talizator o’rtasidagi proton almashini- shiga asoslangan. Mas: R-CH=CH2+HA -» R-CH2-CH2++A~ R – C H 2 – C H j + H + O H ^ R – C H 2 – CH2OH+H+ N+ + A -> NA Gomogen katalitik jarayonning tezli- gi juda ko’p omillarga, xususan, reagent- lar va katalizatorlar kontsentrasiyasi, t-ra, bosim va aralashtirish darajasiga bog’liq. Bu jarayonning asosiy kamchili- gi mahsulot tarkibidan katalizatorni ajratib olish (tozalash) zarur bo’ladi. Geterogen K.da katalizator sifatida qattiq moddalar ishlatiladi. Ularning sharsimon, granulasimon, spiralsimon va b. turlari ma’lum. Shuningdek, bu ka- talizatorlar tarkibiga ko’ra, bir, ikki yoki ko’p komponentli, holatiga qarab OK- sidsimon, metallsimon bo’ladi. Getero- gen K. ba’zan kontakt K. deb ham ataladi. Bu jarayon nihoyasida mahsulotdan (suyuq yoki fazadagi) katalizator oson ajratib olinadi. Shu sababli geterogen K. sano- atda keng qo’llaniladi. Mikrogeterogen K.da reaktsiya suyuq fazada boradi, kata- lizator sifatida kolloid zarrachalar ishtirok etadi. Fermentativ K. o’simlik yoki hayvon to’qimalarida sodir bo’ladi, bu reaktsiyada katalizator sifatida kol- loid holdagi oqsil zarrachalari — Fer- mentlar xizmat qiladi. Ba’zi moddalar kimyoviy reaktsiya tezligini susaytiradi yoki to’xtatadi. Bunday moddalar antika- talizator yoki ingibitorlar deb ataladi. Bu holatni manfiy K. deyiladi. Sano- atda, asosan, musbat K. katta ahamiyatga ega. Katalizator qo’llanganga bir vaqtda borishi mumkin bo’lgan parallel reaktsi- yalardan faqat birining tezligi ortadi. Boshqalari esa to’xtaydi (selektiv K.). Mas: [Ad] SN2—SN2 [Pd] [Si] K. jarayonida hosil bo’ladigan oraliq kompleks birikmalar b-n dastlabki mod- dalar energiyasi orasidagi farq aktivla- nish energiyasi deyiladi. Kimyoviy reak- tsiyalar tezligi, asosan, shu energiyaning mikdoriga bog’liq bo’lib, unga teskari proportsionaldir. Katalitik jarayon- ning aktivlanish energiyasi qancha kam bo’lsa, reaktsiya tezligi shuncha yuqori bo’ladi. K. jarayonida qo’llaniladigan katalizatorning roli kimyoviy reaktsi- yalar aktivlanish energiyasini kamayti- rishdan iborat bo’lib, buning natijasi- da reaktsiya yo’lini o’zgartiradi yoki uni zanjirsimon mexanizmga o’tkazadi. K. borish mexanizmiga qarab, asosan, ik- kiga bo’linadi: kislota-asos katalizi va oksidlanish-qaytarilish katalizi. Kislota-asos K.da kislota-asoslar kata- lizator bo’ladi. Bu reaktsiyalarda proton almashinishi ro’y beradi, ya’ni proton katalizatordan reagentga yoki, aksincha, reagentdan katalizatorga o’tadi. K. ja- rayoni keyingi bosqichda polimerlanish, izomerlanish: kreking jarayonlari alyu- miniy silikat ta’sirida shu kislota- asos katalizi mexanizmi b-n boradi. Oksidlanish-qaytarilish katalizida metall, metall oksidlari, tuzlar kata- lizator bo’lib xizmat qiladi. Bunday K.da elektron almashadi, elektron kata- lizatorlardan reagentga yoki, aksincha, reagentdan katalizatorga o’tadi. Shunday qilib, OK-sidlanish — qaytarilish ja- rayoni sodir bo’ladi. Ma’lum kataliza- tor yoki katalizatorlar guruhi kimyoviy reaktsiyaning ma’lum yo’nalishinigina o’zgartiradi, tezlatadi, xolos. Shunga ko’ra, muayyan reaktsiya uchun katalizator tanlash amaliy ahamiyatga ega bo’lgan asosiy va muhim vazifadir. Hoz. vaqtda K.ning umumlashgan yagona nazariyasi mavjud bo’lmasada, uning ba’zi tomon- larini e’tiborga olgan ayrim nazariya- lar bor. Rus kimyogarlari N. I. Kobozev- ning faol ansambl, A. A. Balandinning multiplet K.i.ning elektron va zanjir nazariyalari shular jumlasidandir. Ad.: Geyts B., Ketsir D., Shuyt G., Ximiya kataliticheskix prosessov, Per. s angl. M., 1981; Problemi kinetiki i kataliza, t. 1-19; L. – M., 1935-85. Maruf Musaev.