Mavzu: kataliz. Kataliz turlari

ERKIN RADIKALLAR REAKSIYASI.
Erkin radikallar o’zlaridan reaksiyaga kirishuvchi molekula(yoki atomlar)hosil qiladi va juftsiz energiyalarga ega bo’ladi. Bu qoida stabil elementlarga tegishli emas. (Fe⁺³ yoki O₂)
Juda baland temperatura organik molekulalar erkin radikallarga parchalanadi. Teksafenli esa xona temperaturada 2-3 feilmentil radikalga parchalanishi haqifda 1900 yilda Gamberg ko’rsatgan edi. Erkin alkinradikallar gaz fazosida termik parchalanishi yo’li bilan metallorganik birikmalardan olinadi.
Pt (CH₃)₄→Pb+H CH₃
Agar bu reaksi gazni qizdirilgan shisha naycha orqali o’tilganda o’tkazilsa unga shisha naychani ichida simob oynasi hosil bo’ladi. Agar gazni erkin radikallar shu naychadan o’tirilsa unda yo’qolib ketadi.
Reaksiya paytidagiolingan radikallarni gazli J yordami bilan aniqlash mumkin. CH₃+I₂→CH₃-I+I-
Shunday qilib N₂O₂ hosil bo’lgani metilradikallar borligini ko’rsatadi. Propilen qo’shilganda ular erkin radikallarga qo’shiladi va reaksiyani to’xtashishi ham mumkin.
ATOMLARNING REKOMBINATSIYASI
Ikki atomli molekulalarni aktiv energiyasi aloka energiyasidan kam bo’ladi. 2 atomli rekombinatsiyasi uchun P miyori kichkina bo’ladi. Biomolekulyar reaksiyada, qayerda 2 yoki necha molekulalar paydo bo’lganda, ortiqcha energiya kinetik energiya ko’rinishida molekulalarda xosil bo’ladi. Ammo faqat 1 molekula paydo bo’lsa, unda ortiqcha energiya inergiya qolib ketadi. Atomlarni rekombinatsiyasida faqat 1 erkin ichki tebranish darajasiga ega bo’lgani uchun molekulani atomga ajralishi extimoli bor.
H+H→H₂
Masalan shu ko’p issiqlik chiqadi va shu energiya H₂ molekula izoliyatsiyalanadi. Mustaxkam H₂ molekulasini hosil qilishimiz mumkin faqat to’knashuvchi molekulalarni kinetik energiyaga aylantirish yo’li bilan. SHunday qilib rekombinatsiyani faqat 3 modda to’knashishi natijasida hosil qilamiz.
H+H+M→H₂+M
M-to’knashuvchi molekula yoki devor yuzi.
Agar 2 atom yoki radikkallarni rekombinatsiya tezligi 3moddani M konsentrasiyaga proporsionol bo’lsa, unda molekulalarni radikalga parchalanishi tezligi kontsentratsiyaga proportysional bo’ladi. Uchli toknashishlar juda kam o’tkazilgani uchun yuqorida ko’rsatilgan (reaksiya) H,Hva M orasida o’tkazildi, reaksiya juda sekin o’tadi. J va Br atomlarni rekombinatsiyasi gazil J₂ va Br₂ impuls fotoliz bo’yicha o’rganildi.
X-galagen atomi; M-3 qisim.
Ar, N₂, O₂ va J₂ M qism sifatida organganlar .FJ atomni aktiv energiya Argonda -1,4kkal mol^-1 teng.  I+M=IM IM+I=I₂+M
N₂O₅ parchalanishi N₂O₅  parchlanish reaksiyasi bir necha bosqichda o’tkaziladi.
N₂O₅ NO₂+NO₃
NO₂+NO₃ NO+O₂+NO₂
NO+NO₃ 2NO₂
Bu erda K₂ > K_{3 va} K₄ > K₃
=0=K₁[N₂O₅]- (K₂   K₃) ·[NO₂] [NO₃] -K₄[NO][NO₃]

Shu misoldan yangi misol stosional konsentratsiya NO va NO₃ uchun chiqaramiz.
[NO]=( )[NO₂]  
[NO]=
N₂O₅ kinetik misol uchun [NO₃]ni qo’yib
- = [N₂O₅]
Kataliz (yun. katalysis — buzilish, parchalanish) — kimyoviy reaksiyalar tezligining baʼzi moddalar (katalizatorlar) taʼsirida oʻzgarishi. Katalizator reaksiyaga kirishuvchi modda (reagent)lar bilan bir qancha oraliq birikmalar hosil qilib, reaksiya nihoyasida miqdori va tarkibi oʻzgarmasdan ajralib chiqadi. Katalizator sifatida turli xil moddalar (gaz, suyuqliklar va qattiq moddalar) ishlatilishi mumkin. Reagentlar va katalizatorlarning fazaviy holatiga qarab katalitik jarayonlar, asosan, gomogen va geterogen K.ga boʻlinadi. Bundan tashqari, mikrogeterogen, fermentativ katalitik jarayonlar ham mavjud. Gomogen K.da reagentlar bilan katalizator bir jinsli aralashma hosil qiladi. Reaksiya gaz yoki suyuq fazada boradi. Katalizator sifatida atomlar, ionlar, molekulalar ishtirok etishi mumkin. Bunday katalitik jarayon mexanizmini sharxlash uchun oraliq moddalar nazariyasi ishlab chiqilgan. Bu nazariyaga asosan, reagentlar katalizator bilan beqaror oraliq moddalar hosil qiladi. Soʻngra bu moddalar parchalanib katalizator qayta tiklanadi (regeneratsiya). Suyuq fazadagi kislotaasosli K. mexanizmi reagentlar bilan katalizator oʻrtasidagi proton almashinishiga asoslangan. Mas:R-CH=CH2+HA -" R-CH2-CH2++A~R-CH2-CHj+H+OH^R-CH2CH2OH+H+N+ + A -> NAGomogen katalitik jarayonning tezligi juda koʻp omillarga, xususan, reagentlar va katalizatorlar konsentratsiyasi, temperatura, bosim va aralashtirish darajasiga bogʻliq. Bu jarayonning asosiy kamchiligi mahsulot tarkibidan katalizatorni ajratib olish (tozalash) zarur boʻladi. Geterogen K.da katalizator sifatida qattiq moddalar ishlatiladi. Ularning sharsimon, granulasimon, spiralsimon va b. turlari maʼlum. Shuningdek, bu katalizatorlar tarkibiga koʻra, bir, ikki yoki koʻp komponentli, holatiga qarab oksidsimon, metallsimon boʻladi. Geterogen K. baʼzan kontakt K. deb ham ataladi. Bu jarayon nihoyasida mahsulotdan (suyuq yoki fazadagi) katalizator oson ajratib olinadi. Shu sababli geterogen K. sanoatda keng qoʻllaniladi. Mikrogeterogen K.da reaksiya suyuq fazada boradi, katalizator sifatida kolloid zarrachalar ishtirok etadi. Fermentativ K. oʻsimlik yoki hayvon toʻqimalarida sodir boʻladi, bu reaksiyada katalizator sifatida kolloid holdagi oqsil zarrachalari — fermentlar xizmat qiladi. Baʼzi moddalar kimyoviy reaksiya tezligini susaytiradi yoki toʻxtatadi. Bunday moddalar antikatalizator yoki ingibitorlar deb ataladi. Bu holatni manfiy K. deyiladi. Sanoatda, asosan, musbat K. katta ahamiyatga ega. Katalizator qoʻllanganga bir vaqtda borishi mumkin boʻlgan parallel reaksiyalardan faqat birining tezligi ortadi. Boshqalari esa toʻxtaydi (selektiv K.). Mas:[Ad]SN2—SN2[Pd] [Si]K. jarayonida hosil boʻladigan oraliq kompleks birikmalar bilan dastlabki moddalar energiyasi orasidagi farq aktivlanish energiyasi deyiladi. Kimyoviy reaksiyalar tezligi, asosan, shu energiyaning miqdoriga bogʻliq boʻlib, unga teskari proporsionaldir. Katalitik jarayonning aktivlanish energiyasi qancha kam boʻlsa, reaksiya tezligi shuncha yuqori boʻladi. K. jarayonida qoʻllaniladigan katalizatorning roli kimyoviy reaksiyalar aktivlanish energiyasini kamaytirishdan iborat boʻlib, buning natijasida reaksiya yoʻlini oʻzgartiradi yoki uni zanjirsimon mexanizmga oʻtkazadi. K. borish mexanizmiga qarab, asosan, ikkiga boʻlinadi: kislota-asos katalizi va oksidlanish-qaytarilish katalizi. Kislota-asos K.da kislota-asoslar katalizator boʻladi. Bu reaksiyalarda proton almashinishi roʻy beradi, yaʼni proton katalizatordan reagentga yoki, aksincha, reagentdan katalizatorga oʻtadi. K. jarayoni keyingi bosqichda polimerlanish, izomerlanish: kreking jarayonlari alyuminiy silikat taʼsirida shu kislotaasos katalizi mexanizmi bilan boradi. Oksidlanish-qaytarilish katalizida metall, metall oksidlari, tuzlar katalizator boʻlib xizmat qiladi. Bunday K.da elektron almashadi, elektron katalizatorlardan reagentga yoki, aksincha, reagentdan katalizatorga oʻtadi. Shunday qilib, ok-sidlanish — qaytarilish jarayoni sodir boʻladi. Maʼlum katalizator yoki katalizatorlar guruhi kimyoviy reaksiyaning maʼlum yoʻnalishinigina oʻzgartiradi, tezlatadi, xolos. Shunga koʻra, muayyan reaksiya uchun katalizator tanlash amaliy ahamiyatga ega boʻlgan asosiy va muhim vazifadir. Hoz. vaqtda K.ning umumlashgan yagona nazariyasi mavjud boʻlmasada, uning baʼzi tomonlarini eʼtiborga olgan ayrim nazariyalar bor. Rus kimyogarlari N. I. Kobozevning faol ansambl, A. A. Balandinning multiplet K.i.ning elektron va zanjir nazariyalari shular jumlasidandir.