Tìm Hiểu Về Chất Xúc Tác

Chất xúc tác là gì

Xúc tác được định nghĩa là tăng tốc độ của một phản ứng hóa học bằng cách giới thiệu một chất xúc tác . Một chất xúc tác, đến lượt nó, là một chất không được tiêu thụ bởi các phản ứng hóa học , nhưng hoạt động của nó để giảm năng lượng hoạt hóa . Nói cách khác, một chất xúc tác vừa là một chất phản ứng và sản phẩm của một phản ứng hóa học. Thông thường, chỉ có một số lượng rất nhỏ của chất xúc tác là cần thiết để thúc đẩy một phản ứng.

Các đơn vị SI cho xúc tác là katal. Đây là một đơn vị có nguồn gốc đó là nốt ruồi mỗi giây. Khi enzyme xúc tác phản ứng, đơn vị ưa thích là đơn vị enzyme. Hiệu quả của một chất xúc tác có thể được thể hiện bằng cách sử dụng số doanh thu (TẤN) hoặc tần số kim ngạch (TOF), đó là TÔN mỗi đơn vị thời gian.

Xúc tác là một quá trình quan trọng trong ngành công nghiệp hóa chất. Người ta ước tính rằng 90% hóa chất thương mại sản xuất được tổng hợp thông qua quá trình xúc tác.

Đôi khi thuật ngữ “chất xúc tác” được dùng để chỉ một phản ứng, trong đó một chất được tiêu thụ (ví dụ, cơ sở xúc tác thủy phân este). Theo IUPAC , đây là một cách sử dụng không chính xác cụm từ đưa ra. Trong tình huống này, các chất bổ sung vào phản ứng nên được gọi là một hoạt chứ không phải là một chất xúc tác.

Ứng dụng của chất xúc tác

Trong các nhà máy sản xuất phân đạm người ta thường dùng sắt làm chất xúc tác để tăng vận tốc phản ứng giữa nitơ và hyđro qua tác dụng xúc tác bề mặt, nhờ đó nitơ và hyđro trong hỗn hợp dễ tạo thành amoniac.Nếu không có chất xúc tác thì trong cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, phản ứng tổng hợp amoniac sẽ xảy ra với tốc độ rất chậm, không thể tiến hành sản xuất với lượng lớn.

Chất xúc tác có thể giúp chọn các bước phản ứng phù hợp với con đường mà người ta đã thiết kế, phản ứng sẽ xảy ra theo con đường thuận lợi nhất cho quá trình sản xuất.

Ví dụ khi dùng rượu etylic làm nguyên liệu thì tuỳ thuộc việc chọn chất xúc tác và điều kiện phản ứng mà ta có thể nhận được các sản phẩm phản ứng khác nhau. Nếu chọn bạc làm chất xúc tác và đưa nhiệt độ lên đến 550 °C, rượu etylic sẽ biến thành axetalđehyd; nếu dùng nhôm oxit làm xúc tác và ở nhiệt độ 350 °C ta sẽ nhận được etylen; nếu dùng hỗn họp kẽm oxit và crom (III) oxit làm chất xúc tác và ở nhiệt độ 450 °C ta sẽ thu được butylen; nếu dùng axit sunfuric đặc làm xúc tác và giữ nhiệt độ 130 – 140 °C ta sẽ có ete etylic.

Ngày nay các nhà khoa học đã tìm được chất xúc tác chế tạo thành thiết bị xúc tác nối vào ống xả khí thải của ô tô. Khi khí xả ô tô qua thiết bị xúc tác sẽ được xử lý, các chất cháy còn dư thừa sẽ bị oxi hoá biến thành cacbon đioxit và nước;nitơ oxit biến thành khí nitơ.

Một số thuyết về chất xúc tác

1. Thuyết hợp chất trung gian: Thuyết hợp chất trung gian là một trong những thuyết đầu tiên về xúc tác do Clement và Desormes và Sabatir để xuất.Theo thuyết này, phản ứng diễn ra dưới một dạng nào đó qua sự hình thành hợp chất trung gian. Từ đó, giúp cho chúng ta suy nghĩ việc lựa chọn chất xúc tác: phải chọn chất xúc tác nào có thể tương tác với chất phản ứng.
2. Thuyết hợp chất bề mặt: Thuyết hợp chất bề mặt được Boreskow, Temkin đề xuất và phát triển.Theo thuyết này, có thể xem quá trình xúc tác như một tập hợp những giai đoạn luân phiên, hình thành những hợp chất và phá hủy chúng giải phóng ra sản phẩm. Tuy nhiên, thuyết này vẫn còn vấn đề tồn tại.
3. Thuyết trung tâm hoạt động: Dựa trên quan điểm cho rằng bề mặt chất rắn là không đồng nhất. Taylor đã đưa ra giả thuyết rằng các phản ứng xúc tác chỉ xảy ra trên những điểm riêng rẽ của bề mặt gọi là trung tâm hoạt động. Thuyết Taylor chỉ có giá trị lý thuyết nhất định.
4. Thuyết đa vị: Thuyết đa vị về xúc tác dị thể do Balandin dự thảo năm 1929. Thuyết này xuất phát từ nguyên lý tương ứng về cấu tạo giữa sự sắp xếp nguyên tử ở bề mặt chất xúc tác và trong phân tử chất phản ứng và cả sự tương ứng năng lượng của các liên kết. Theo thuyết này:
   1. Trung tâm hoạt động của chất xúc tác là tập hợp của một số xác định của các trung tâm hấp phụ được phân bố trên bề mặt phù hợp với cấu tạo hình học của những phân tử bị chuyển hóa.
   2. Có sự hình thành của những phức đa vị khi hấp phụ những phân tử phản ứng trên những trung tâm hoạt động. Kết quả này dẫn đến sự phân bố lại các liên kết, đưa đến hình thành sản phẩm phản ứng.
5. Thuyết tập hợp hoạt động: Thuyết tập hợp hoạt động do Kobosew dự thảo năm 1939. Thuyết này được xây dựng trên quan điểm cho rằng chất (vật) mang hoạt tính xúc tác là những chất vô định hình (không kết tinh) gồm một số nguyên tử trên bề mặt không có hoạt tính xúc tác của vật mang.Cho tới nay, thuyết tập hợp hoạt động vẫn chưa được thừa nhận.
6. Thuyết điện tử: Pissarshewski là người đầu tiên dự thảo thuyết điện tử về xúc tác vào năm 1916. Thuyết này bị lãng quên đến cuối năm 1940 mới được nhiều người chú ý lại nhất là ở Liên Xô trước đây. Thuyết điện tử dựa trên quan điểm cho rằng sự hấp phụ những phân tử chất phản ứng trên chất xúc tác phụ thuộc vào sự phân bố các mức năng lượng bên trong tinh thể của chất xúc tác và trên bề mặt của chúng.

Tag: tiếng anh mno2 100ml dung dịch h2o2 dd v2o5 enzim protein giản in english than nước hãy lập sơ đồ nh4no3 bé khó ngủ thiếu chiến tranh thế thứ 2 lực chụp tàng trữ trái phép ma túy bản thức thần thang vuông dầu oliu giác tam lừ biết nhờn nam trùng quái socola đen