«Химиялық технология» пәні бойынша дәрістер №1. Дәріс. Жалпы химиялық технологияның теориялық негіздері Мақсаты
жүктеу/скачать 1,33 Mb. Pdf көрінісі
|
Дәріс хим тех
| Концентрацияның әсері
. Химиялық реакцияны жылдамдату үшін реакцияға түсетін заттардың молекулалары жиі түйісуі қажет, түйісуді жиілендіру үшін реакциялаға түсетін молекулалардың концентрациясын арттыру қажет. Химиялық реакцияның жылдамдығы реакцияға түсетін заттардың концентрацияларының көбейтіндісіне тура пропорционал. К-жылдамдық константасы, реакцияға түсетін заттардың концентрациясы бірге тең (1 моль/л) болған жағдайдағы реакция жылдамдығы. К - әрбір реакцияның өзіне лайықты тұрақты шама, ол тек қана реакцияға түсетін заттардың табиғи қасиетіне және температураға тәуелді өзгереді. Катализатор – реакцияның жылдамдығын өзгертіп, бірақ химиялық реакция нәтижесінде өзгермей қалатын заттар. Катализатор қатысуымен жүретін процестер жаратылыста да, өнеркәсіп те де өте көп. Қазіргі заманның өнеркәсібінде, әсіресе химиялық өнеркәсіпте, катализаторлар ерекше орын алуда. Әрбір реакцияға өзіне тән, лайық катализатор болады. Кей жағдайда әр түрлі катализаторды қолдану арқылы бір заттың өзінен әр түрлі өнімдер алуға болады. Мысалы: С Н ОН АІ 2 О 3 С Н Н О 2 С Н ОН Н 32 Р О 43 С Н ОС Н Н О (этилен) (диэтилэфирі) С Н ОН M gО , K 2 O СН CHO Н (сірке альдегиді) Катализатор қатысында жүретін реакцияда активті молекулалар саны артады, сондықтан реакция жылдамдайды. Екінші жағынан катализатор қатысқанда активтендіру энергиясы азаяды. Катализатор қатты, сұйық және газ күйінде болады. e k A k RT E E Катализатордың активтілігі Мұнда: К К - катализатор қатысқанда жүретін реакцияның жылдамдық константасы; К-катализаторсыз жүретін реакцияның жылдамдық константасы. Е=Е-Е К , Е- катализаторсыз реакцияның активтену энергиясы; Е К - катализатор қатысында жүретін реакцияның активтену энергиясы. Катализатор активтілігіне көптеген факторлар әсер етеді. Олар: катализатор құрамы, катализатордың беткі қабат ауданы, беттік қабаттың ойлы-қырлығы, технологиялық режимнің параметрлері. Катализатордың ерекше бір қасиеті – улануы. Катализаторларды уландыратын заттар: күкірттің қосылыстары, синил қышқылы (НСN) көмір (ІІ) оксиді (СО), сынаптың тұздары, фосфор, мышьяк, қорғасын қосылыстары және т.б. Катализатордың улануы қайтымды және қайтымсыз болып екіге бөлінеді. Жоғары температурада катализаторлар кейде беткі қабатының да активтілігін төмендетеді, тағы осы сияқты катализатор бетіне қатты зат бөлшектері немесе тозаңның жиналуынан активтілігі төмендейді. Катализатор активтілігін қайта активті бастапқы қалпына келтіру әр түрлі механикалық немесе физика-химиялық әдістермен жүргізіледі. Өндірісте көбінесе қолданылатын катализаторлар күрделі қоспалардан тұрады, сондықтан оларды контакт массасы деп атайды. Контакт массаның құрамында: катализатор (актив фаза), тасымалдағыш және активатор (промотор) болады. Тасымалдағыштар – температураға төзімді, инертті, кеуекті заттар. Тасымалдағыштар катализатор қасиетін жақсартады және арзандатады. Тасымалдағыштар ретінде қолданылатын кеуекті заттар - пемза, ізбес, силикагель және т.б. Активаторлар немесе промоторлар – негізгі катализатордың активтілігін арттыратын заттар. Мысалы, сілтілік металдардың оксидтері, темір, ваннадий катализаторларының активтілігін арттырады. |