سه شنبه 3 اسفند 1395 - 24 جمادي الاول 1438 - 21 فوريه 2017
کاتالیست ها به دو دسته ی متفاوت زیر تقسیم می شوند...
عکس نویسنده
عکس نویسنده
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

انواع کاتالیست ها (1)

در این مطلب به انواع مختلف کاتالیست ها و مثال هایی از آن ها خواهیم پرداخت...

انواع کاتالیست ها 1

نانومیله های اکسید روی (ZnO) با استفاده از کاتالیست طلا در مقیاس 500 nm ( شکل مقابل)

کاتالیست ها به دو دسته ی متفاوت زیر تقسیم می شوند:

  1.  کاتالیست های همگن: اگر کاتالیست در فاز مشابه با فاز واکنش دهنده ها قرار داشته باشد، کاتالیست همگن نامیده می شود.
  2.  کاتالیست های غیرهمگن: اگر کاتالیست در فازی متفاوت با فاز واکنش دهنده ها باشد، کاتالیست غیرهمگن نامیده می شود.

انواع مواد جامدی که به عنوان کاتالیست استفاده می شوند:

انواع مختلفی از مواد جامد در کاتالیست های غیرهمگن مورد استفاده قرار می گیرد؛

  1. مانند:  فلزات، اکسیدهای فلزی، سولفیدهای فلزی و غیره.

این مواد ممکن است به شکل خالص یا ترکیبی مورد استفاده قرار گیرند. علاوه بر این، این مواد ممکن است بلوری، میکروبلوری یا آمورف باشند. این کاتالیست ها در یک حالت ساییده شده و پودری مورد استفاده قرار می گیرند تا مساحت سطح بزرگ تری در واکنش ها داشته باشند.

 

فاز چیست؟

انواع کاتالیست ها 1

اگر به یک مخلوط نگاه کنید، می توانید مرز بین اجزای آن را ببینید، در این حالت گفته می شود که اجزای مخلوط در فازهای متفاوتی قرار دارند.

مخلوطی که شامل یک ماده ی جامد و یک ماده ی مایع است، از دو فاز تشکیل یافته است.

مخلوطی از مواد شیمیایی مختلف در یک محلول واحد فقط از یک فاز تشکیل شده است زیرا نمی توان مرز بین مواد آن را مشاهده کرد.

شاید تعجب کنید که چرا فاز با حالت فیزیکی خاص (جامد، مایع یا گاز) فرق دارد  انواع کاتالیست ها 1 

انواع کاتالیست ها 1

با این که فاز، شامل جامد، مایع و گاز است، اما در واقع مفهوم آن کمی کلی تر است؛

زیرا می تواند در مورد دو مایع (مثلاًروغن و آب) که در یکدیگر حل نمی شوند، به کار رود. می توانید مرز بین دو مایع را در این حالت ببینید( شکل مقابل) 

شاید ایراد بگیرید که این شکل، فازهای بیشتری نسبت به آنچه در آن نشان داده شده است، در بر می گیرد. برای مثال، بشر شیشه ای که این دو مایع را در خود جا داده است، فاز جامد دارد یا گاز بالای مایع، در فاز دیگری است. در این مواقع، این فازهای اضافی را به دلیل اینکه جزئی از واکنش نیستند، در نظر نمی گیریم.

 

کاتالیست های غیرهمگن (ناهمگن):

در بخش قبلی دانستیم که ...

کاتالیست های ناهمگن در فازی متفاوت با فاز واکنش دهنده ها قرار دارند.

 مثال ساده از این نوع می تواند شامل یک کاتالیست جامد با واکنش دهنده های گازی یا مایع باشد.

 

فعالیت کاتالیست ناهمگن چگونه است؟  انواع کاتالیست ها 1

مراحل زیر، طرز فعالیت یک کاتالیست را بیان می کنند:

  1. • یک یا چند واکنش دهنده روی محل های فعال (active sites) واقع در سطح کاتالیست جذب می شوند (جذب سطحی).

جذب سطحی (adsorption) در جایی اتفاق می افتد که چیزی به سطح بچسبد.

جذب (absorption) با جذب سطحی فرق دارد و به معنای جذب ماده ای درون ساختار ماده ی دیگر است. این دو جذب را یکسان فرض نکنید!!!

موضع (محل) فعال، قسمتی از سطح کاتالیست است که به طور جزء به جزء با ماده ی در حال جذب سطحی در ارتباط است و به واکنش این دو کمک می کند.

  1. • اندرکنش نسبی بین سطح کاتالیست و مولکول های واکنش دهنده  وجود دارد که آن ها را فعال تر می کند.

این مرحله ممکن است شامل یک واکنش واقعی با سطح باشد یا برخی پیوندهای مولکول های چسبیده به سطح را سست کند.

  1. • واکنش اتفاق می افتد.انواع کاتالیست ها 1

در این مرحله، ممکن است مولکول های واکنش دهنده به سطح بچسبند یا این که

مولکول های دیگری که به راحتی درون محیط گازی یا مایع حرکت می کنند، با آن ها برخورد کنند.

  1. • مولکول های محصول از سطح پس داده می شوند.

پس دادن یا واجذبش به معنای آن است که مولکول های محصول از مواضع فعال سطحی جدا می شوند و آن ها را برای دسته ی جدیدی از مولکول ها برای چسبیدن و واکنش دادن آماده می کنند.

یک کاتالیست خوب باید مولکول های واکنش دهنده را با قدرت کافی، جذب سطح خود کند اما نه آن قدر قوی که مولکول های محصول به طور دائم به سطح آن بچسبند.

مثال: نقره کاتالیست خوبی نیست چون اتصال های مناسب و قوی با مولکول های واکنش دهنده ها  تشکیل نمی دهد. تنگستن نیز کاتالیست خوبی نیست زیرا جذب سطحی بسیار قوی دارد.

فلزاتی مانند پلاتین، طلا، آهن و نیکل کاتالیست های خوبی اند زیرا به اندازه ی کافی در جذب سطحی، قوی هستند تا واکنش دهنده ها را در خود نگه دارند و آن ها را فعال کنند، اما این اتصال آن قدر قوی نیست که محصولات واکنش نتوانند جدا شوند.


مرکز یادگیری سایت تبیان

تهیه: خدیجه آلچالانلو - تنظیم: یگانه داودی

تلفن : 81200000
پست الکترونیک : public@tebyan.com
آدرس : بلوارکشاورز ، خیابان نادری ، نبش حجت دوست ، پلاک 12

ارتباط با ما

روابط عمومی

درباره ما

نقشه سایت

تعدادبازدیدکنندگان
افراد آنلاین
x