|
 |
|
Molimo vas da mi napisete nesto o osnovama katalitičkih procesa!
Hitno mi je!!!!!!!!
|
|
Ime i prezime:
Matija Ivanuša
matija.ivanusa@vz.hinet.hr
|
 |
 |
Katalitičke reakcije su one u kojima sudjeluju katalizatori, a to su tvari koje ubrzavaju reakciju, no ne utječu na položaj ravnoteže (ne mijenjaju konstantu ravnoteže) i ne pojavljuju se u konačnoj jednadžbi reakcije.
Zamislimo da reagiraju dvije različite molekule, A-B i C-D. One mogu dati produkte A-C i B-D. Ako svako slovo predstavlja po jedan atom, a crtice vezu između, znači da se dvije veze moraju prekinuti da bi počela reakcija. Za to je potrebna (prilična) energija. Znači da već prije sudara molekule moraju imati neku minimalnu energiju koju obično nazivamo energija aktivacije (definirana je preko Arrheniusove jednadžbe za temperaturnu ovisnost koeficijenta brzine reakcije). Zbog toga brzina reakcije raste s temperaturom jer zagrijavanjem reakcijske smjese povećavamo prosječnu kinetičku energiju čestica, time i udio molekula s minimumom potrebne energije. I ne samo to, kad se molekule susretnu, moraju se naći u pogodnoj orijentaciji, inače ništa od reakcije. Tu stupa na scenu katalizator. Katalizator obično prvo reagira s jednim reaktantom, a onda taj kompleks reagira s drugim reaktantom. Taj mehanizam, iako kompliciraniji, zahtjeva manje energije pa reakcija s katalizatorom ide brže (i ovdje vrijedi Arrhenius, uz nižu energiju aktivacije). Katalizatori često i stavljaju reaktante u orijentaciju koja olakšava reakciju.
Katalizatore obično dijelimo na homogene i heterogene. Homogeni su katalizatori u istoj fazi kao i reaktanti, dok su heterogeni izdvojeni, a kataliza se zbiva na dodiru faza. Primjeri homogenih kataliza su esterifikacija uz kiseline (tekuća faza), razgradnja ozona dijelovanjem freona (plinovita faza). Većina industrijski primijenjenih kataliza je heterogena (nakon reakcije jednostavnije je katalizator odvojiti od produkta): npr. oksidacija sumporova dioksida u trioksid na vanadijevu(V) oksidu. Enzimi, katalizatori (najčešće proteini) u živim organizmima, također mogu biti uključeni u homogene - otopljeni u plazmi - ili heterogene katalitičke reakcije - pričvršćeni na membrane.
Katalizatori ne 'diraju' konstantu ravnoteže. Uzmimo esterifikaciju, reagiraju octena kiselina i etanol:
CH3COOH + CH3CH2OH <=> CH3COOCH2CH3 + H2O
Konstanta ravnoteže ove reakcije je oko 4.
Kiselina i alkohol reagiraju dosta sporo. Nakon dugo čekanja omjer
[CH3COOCH2CH3] [H2O] / [CH3COOH] [CH3CH2OH] biti će 4. Dodamo li kiseline, na primjer sumporne, reakcija će ići puno brže, ali na kraju čemo opet dobiti 4. Kiselina je katalizator koji ubrzava i povratnu reakciju pa će ester u vodi hidrolizirati do omjera 4 sa i bez kiseline.
Još jedan primjer. Glavni zadatak enzima alkohol dehidrogenaze u kvasca (http://www.autoteka.com/eskola/kem/odgovori/odgovor.php3?sif=556) je da katalizira ovu reakciju prema nastajanju alkohola:
acetaldehid + H+ + NADH <=> etanol + NAD+
Sličan enzim u čovjeku sudjeluje u razgradnji alkohola (reakcija prema lijevo). |
|
|
Odgovorio:
Kristijan A. Kovač
kkovac@chem.pmf.hr
<-- Povratak
|
|
|
Postavite
pitanje iz bilo kojeg područja kemije i
e-škola će osigurati da dobijete odgovor od kompetentnog znanstvenika. |
  |
|
