Пізнай.com Latest Питання

Ельфі

Що таке каталізатор?

Що таке каталізатор?

1 Відповідь

  1. Каталізатор – це речовина, яка прискорює хімічну реакцію, але сама при цьому залишається незмінною.

    Як працює каталізатор

    Каталізатори працюють, змінюючи механізм хімічної реакції. Вони можуть:

    • Знижувати енергію активації. Енергія активації – це мінімальна енергія, необхідна для того, щоб хімічна реакція почалася. Коли каталізатор знижує енергію активації, реакція відбувається швидше.

    Наприклад, розглянемо реакцію окиснення водню киснем:

    2H2 + O2 -> 2H2O
    

    Енергія активації цієї реакції становить близько 406 кДж/моль. Це означає, що для того, щоб реакція почалася, молекули водню та кисню повинні мати енергію не менше 406 кДж/моль. Однак, якщо додати до реакції каталізатор, наприклад, платину, енергія активації може знизитися до 116 кДж/моль. Це означає, що для того, щоб реакція почалася, молекули водню та кисню повинні мати енергію лише 116 кДж/моль, що набагато менше.

    • Створювати нові активні центри. Активні центри – це місця на поверхні каталізатора, де відбувається хімічна реакція. Каталізатори можуть створювати нові активні центри, що також призводить до збільшення швидкості реакції.

    Наприклад, розглянемо реакцію розкладу метану:

    CH4 -> C + 2H2
    

    Енергія активації цієї реакції становить близько 752 кДж/моль. Це означає, що для того, щоб реакція почалася, молекула метану повинна мати енергію не менше 752 кДж/моль. Однак, якщо додати до реакції каталізатор, наприклад, нікель, на поверхні каталізатора можуть утворитися активні центри, де молекула метану може розкластися на вугілець і водень.

    Типи каталізаторів

    Каталізатори класифікуються за різними ознаками. За походженням вони можуть бути:

    • Природними. Наприклад, ферменти – це природні каталізатори, які відіграють важливу роль в живих організмах. Ферменти – це білки, які можуть каталізувати різні хімічні реакції, які необхідні для життя.
    • Синтетичними. Наприклад, платина – це синтетичний каталізатор, який використовується в промисловості для виробництва амоніаку. Платина – це метал, який має високу каталітичну активність.

    За типом хімічної реакції, яку вони каталізують, каталізатори можуть бути:

    • Окислювально-відновні. Наприклад, каталізатором окислювально-відновної реакції є марганцевий діоксид (MnO2). Марганцевий діоксид може каталізувати реакцію окислення етилену в етаналь:
    C2H4 + 1/2 O2 -> CH3CHO
    
    • Гідролітичні. Наприклад, каталізатором гідролітичної реакції є кислота або основа. Кислоти та основи можуть каталізувати реакцію гідролізу етанолу:
    C2H5OH + H2O -> CH3COOH + H2
    
    • Ацидо-основні. Наприклад, каталізатором ацидо-основної реакції є кислота або основа. Кислоти та основи можуть каталізувати реакцію нейтралізації хлоридної кислоти та натрій гідроксиду:
    HCl + NaOH -> NaCl + H2O
    

    Застосування каталізаторів

    Каталізатори мають широке застосування в різних галузях науки і техніки. Вони використовуються в:

    • Хімічній промисловості для виробництва різних речовин, таких як амоніак, поліетилен, полівінілхлорид. Наприклад, платина використовується в промисловості для виробництва амоніаку, який є важливим хімічним реагентом, який використовується в різних галузях промисловості.
    • Металургії для виробництва металів. Наприклад, нікель використовується в промисловості для виробництва сталі, а хром – для виробництва нержавіючої сталі.
    • Нефтяній промисловості для переробки нафти. Наприклад, платина використовується в промисловості для переробки нафти на бензин, дизельне паливо та інші продукти.
    • Медицині для лікування захворювань. Наприклад, ферменти використовуються в медицині для лікування деяких видів раку.
    • Повсякденному житті, наприклад, у двигунах внутрішнього згоряння. Наприклад, платина використовується в двигунах внутрішнього згоряння для зниження викидів шкідливих речовин.

    Приклади застосування каталізаторів

    • У хімічній промисловості каталізатори використовуються для виробництва таких речовин, як:
      • Амоніак (NH3) – важливий хімічний реагент, який використовується в різних галузях промисловості, наприклад, у виробництві добрив, пластмас і вибухових речовин.
      • Полієтилен (PE) – синтетичний полімер, який використовується для виробництва пластикових пакетів, труб, посуду та інших виробів.
      • Полівінілхлорид (PVC) – синтетичний полімер, який використовується для виробництва вікон, дверей, труб і інших виробів.
    • У металургії каталізатори використовуються для виробництва таких металів, як:
      • Сталь – важливий метал, який використовується в будівництві, машинобудуванні та інших галузях промисловості.
      • Нержавіюча сталь – стійкий до корозії метал, який використовується в будівництві, харчовій промисловості та інших галузях промисловості.
    • У нафтовій промисловості каталізатори використовуються для переробки нафти на такі продукти, як:
      • Бензин – важливий вид палива, який використовується в автомобілях, літаках та інших транспортних засобах.
      • Дизельне паливо – вид палива, який використовується в автомобілях, автобусах і інших транспортних засобах.
      • Мазут – вид палива, який використовується в промисловості для виробництва тепла і електроенергії.
    • У медицині каталізатори використовуються для лікування таких захворювань, як:
      • Гепатит – захворювання печінки, яке викликається вірусом гепатиту.
      • ВІЛ/СНІД – захворювання, яке викликається вірусом імунодефіциту людини.
    • У повсякденному житті каталізатори використовуються в таких пристроях, як:
      • Двигуни внутрішнього згоряння – пристрої, які використовують спалювання палива для вироблення енергії.
      • Каталітичні нейтралізатори – пристрої, які використовуються для зниження викидів шкідливих речовин з двигунів внутрішнього згоряння.

    Значення каталізаторів

    Каталізатори відіграють важливу роль у багатьох галузях науки і техніки. Вони дозволяють прискорювати хімічні реакції, що має важливі практичні наслідки.

    Наприклад, каталізатори використовуються для виробництва різних речовин, які необхідні для життя, таких як їжа, одяг і ліки. Вони також використовуються для виробництва енергії, яка потрібна для роботи транспортних засобів і промислових підприємств.

    Каталізатори також допомагають захищати навколишнє середовище, оскільки вони можуть використовуватися для зниження викидів шкідливих речовин з двигунів внутрішнього згоряння.

    Використання каталізаторів дозволяє підвищити ефективність виробництва, зменшити забруднення навколишнього середовища і поліпшити якість життя людей.

Залишити відповідь

Залишити відповідь

Оберіть відеохостинг, на якому знаходиться Ваше відео.

Введіть ідентифікатор відео. Наприклад, посилання: «https://www.youtube.com/watch?v=sdUUx5FdySs», ідентифікатор це: «sdUUx5FdySs».