15. Гомогенді, қышқылды-негізді және гетерогенді катализ теориясын жазып, айтып беріңіз. Катализатор деп – реакцияның жылдамдығын өзгертіп бірақ реакция нәтижесінде өздері химиялық өзгермей қалатын заттарды айтамыз.
Қалыпты жағдайда әрекеттеспейтін кейбір заттар катализатор қатысында реакцияласа бастайды. Катализаторлар реакцияның жылдамдығын миллион есеге дейін өсіре алады.
Катализатор қатысуымен жүретін процестер табиғатына және өнеркәсіпте өте көп. Тірі организмдегі толып жатқан процестерде, мысалы, ас сіңіруде, органикалық катализаторлар-ферменттер өсімдіктердің қоректенуінде топырақта болатын минералдық ферменттер қатысады. Қазіргі кезде өнеркәсіпте, әсіресе химия өнеркәсібінде катализаторлар ерекше орын алады, өйткені олардың қатысуымен түрлі процестер тезделіп оңайланады, соның нәтижесінде керекті заттардың өнімі артады. Әр реакцияның өзіне ғана лайықты катализаторы болады, ол басқа реакцияға әсер етуі мүмкін.
Кей жағдайда әр түрлі катализатор қолдану арқылы бір заттан түрлі өнімдер алуға болады. Айталық, этил спиртінен катализатор алюминий оксиді болса этилен алынады:
С2Н5ОН = C2H4 + H2O
Ал катализатор фосфор қышқылдары болса диэтил эфирі алынады:
2С2Н5ОН = C2H5OC2H5 + H2O
Катализатордың әсерінен жылдамдығы өзгеретін процесті каталитикалық процес немесе катализ деп атайды. Катализ процесі де гомогенді және гетерогенді болады. Гомогенді катализде катализатор, әрекеттесуші заттар және өнімдер бір фазада болады. Гетерогенді катализде катализатор, әрекеттесуші заттар және өнім әр түрлі фазаға жатады (мысалы, күкірт қышқылын контакт әдісімен алғанда қолданылатын катализатор Рt қатты фазада, әрекеттесуші заттар SO2 мен O2 газ фазасында, күкірт қышқылы сұйық фазада болады).
Гетерогенді катализде катализатордың әсері адсорбция арқылы, яғни әрекеттесуші зат молекулаларының катализатор бетіне сіңірілуі арқылы түсіндіріледі. Адсорбцияның нәтижесінде катализатор бетінде әрекеттесуші заттың концентрациясы өседі, одан молекулалардың өзара түйісулері жиіленеді, демек реакцияның жылдамдығы артады.
Гетерогенді катализде катализатор көбінесе қатты күйде болады. Қатты заттың бетіндегі адсорбцияның нәтижесінде адсорбция жылуы бөлінеді, сөйтіп реакциялық жүйенің энергиясын арттырады. Осы энергияның әсерінен реакцияның активтену энергиясы төмендейді, яғни жылдамдығы артады.
Сонымен, гомогенді катализде де, гетерогенді катализде де катализатордың рөлі реакцияның активтену энергиясының төмендеуімен байланысты.
