សេចក្តីផ្តើម

1. បទប្បញ្ញត្តិទូទៅ និងភាពទៀងទាត់នៃកាតាលីករ

2. កាតាលីករដូចគ្នា

3. កាតាលីករអាស៊ីតនិងមូលដ្ឋាន

4. ប្រតិកម្មកាតាលីករដូចគ្នាដែលជំរុញដោយសមាសធាតុស្មុគស្មាញ

5. កាតាលីករអង់ស៊ីម

6. កាតាលីករខុសប្រក្រតី

សេចក្តីសន្និដ្ឋាន

បញ្ជីប្រភពដែលបានប្រើ

សេចក្តីផ្តើម

កាតាលីករគឺជាបាតុភូតនៃការផ្លាស់ប្តូរអត្រានៃប្រតិកម្មនៅក្នុងវត្តមានរបស់កាតាលីករ។ ប្រតិកម្មដែលទាក់ទងនឹងកាតាលីករត្រូវបានគេហៅថាកាតាលីករ។ សារធាតុដែលបង្កើនអត្រានៃប្រតិកម្មគីមី ខណៈពេលដែលនៅសល់មិនផ្លាស់ប្តូរជាលទ្ធផលនៃប្រតិកម្មទាំងមូលត្រូវបានគេហៅថា កាតាលីករ។

មានកាតាលីករជាច្រើនប្រភេទ និងយន្តការផ្សេងៗគ្នាជាច្រើននៃសកម្មភាព។ កាតាលីករឆ្លងកាត់វដ្តដែលវាត្រូវបានចងដំបូង បន្ទាប់មកបង្កើតឡើងវិញ ចងម្តងទៀត និងបន្តបន្ទាប់ជាច្រើនដង។ កាតាលីករអនុញ្ញាតឱ្យប្រតិកម្មដំណើរការក្នុងវិធីផ្សេង ហើយក្នុងអត្រាលឿនជាងវាកើតឡើងក្នុងករណីដែលគ្មានកាតាលីករ។ ល្បឿនអាចត្រូវបានបង្កើនដោយបន្ថយថាមពលសកម្ម បង្កើនកត្តាមុននិទស្សន្ត ឬទាំងពីរ។

កាតាលីករក្នុងពេលដំណាលគ្នាបង្កើនល្បឿនទាំងប្រតិកម្មទៅមុខ និងបញ្ច្រាស ដូច្នេះលំនឹងនៃប្រតិកម្មទាំងមូលនៅតែមិនផ្លាស់ប្តូរ។ ប្រសិនបើវាមិនដូច្នោះទេ វាអាចបង្កើតម៉ាស៊ីនចលនាអចិន្ត្រៃយ៍ដោយប្រើកាតាលីករដើម្បីបង្កើតរូបធាតុឡើងវិញ។

1. បទប្បញ្ញត្តិទូទៅ និងភាពទៀងទាត់នៃកាតាលីករ

កាតាលីករត្រូវបានបែងចែកទៅជា homogeneous និង heterogeneous ។ កាតាលីករដូចគ្នាគឺស្ថិតនៅក្នុងដំណាក់កាលតែមួយជាមួយ reactants ដែលតំណពូជមួយបង្កើតបានជាដំណាក់កាលឯករាជ្យដែលបំបែកដោយចំណុចប្រទាក់ពីដំណាក់កាលដែល reactants ស្ថិតនៅ។ កាតាលីករដូចគ្នាធម្មតាគឺអាស៊ីត និងមូលដ្ឋាន។ លោហធាតុ អុកស៊ីដ និងស៊ុលហ្វីតរបស់ពួកវាត្រូវបានប្រើជាកាតាលីករចម្រុះ។

ប្រតិកម្មនៃប្រភេទដូចគ្នាអាចដំណើរការជាមួយកាតាលីករដូចគ្នា និងតំណពូជ។ ដូច្នេះ រួមជាមួយនឹងដំណោះស្រាយអាស៊ីត សារធាតុរឹង Al 2 O 3 , TiO 2 , ThO 2 , aluminosilicates និង zeolites ដែលមានលក្ខណៈសម្បត្តិអាស៊ីតត្រូវបានប្រើប្រាស់។ កាតាលីករចម្រុះដែលមានលក្ខណៈសម្បត្តិជាមូលដ្ឋាន៖ CaO, BaO, MgO ។

កាតាលីករមិនដូចគ្នាទេ ជាក្បួនមានផ្ទៃដែលមានការអភិវឌ្ឍន៍ខ្ពស់ ដែលពួកវាត្រូវបានចែកចាយលើក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនអសកម្ម (ស៊ីលីកា ជែល អាលុយមីណា កាបូនដែលបានធ្វើឱ្យសកម្ម ជាដើម)។

ចំពោះប្រភេទនៃប្រតិកម្មនីមួយៗ មានតែកាតាលីករជាក់លាក់ប៉ុណ្ណោះដែលមានប្រសិទ្ធភាព។ បន្ថែមពីលើអាស៊ីត - មូលដ្ឋានដែលបានរៀបរាប់រួចហើយមានកាតាលីករកាត់បន្ថយអុកស៊ីតកម្ម; ពួកវាត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយវត្តមាននៃលោហៈផ្លាស់ប្តូរឬសមាសធាតុរបស់វា (Co +3, V 2 O 5 +, MoO 3) ។ ក្នុងករណីនេះកាតាលីករត្រូវបានអនុវត្តដោយការផ្លាស់ប្តូរស្ថានភាពអុកស៊ីតកម្មនៃលោហៈផ្លាស់ប្តូរ។

ប្រតិកម្មជាច្រើនត្រូវបានអនុវត្តដោយមានជំនួយពីកាតាលីករដែលធ្វើសកម្មភាពតាមរយៈការសម្របសម្រួលនៃប្រតិកម្មនៅអាតូមឬអ៊ីយ៉ុងនៃលោហៈផ្លាស់ប្តូរ (Ti, Rh, Ni) ។ កាតាលីករបែបនេះត្រូវបានគេហៅថា coordination catalysis ។

ប្រសិនបើកាតាលីករមានលក្ខណៈសម្បត្តិ chiral នោះផលិតផលសកម្មអុបទិកត្រូវបានទទួលពីស្រទាប់ខាងក្រោមអសកម្មអុបទិក។

នៅក្នុងវិទ្យាសាស្ត្រ និងបច្ចេកវិទ្យាទំនើប ប្រព័ន្ធនៃកាតាលីករជាច្រើនត្រូវបានគេប្រើជាញឹកញាប់ ដែលនីមួយៗបង្កើនល្បឿននៃដំណាក់កាលផ្សេងគ្នានៃប្រតិកម្ម។ កាតាលីករក៏អាចបង្កើនល្បឿននៃដំណាក់កាលមួយនៃដំណាក់កាលនៃវដ្តកាតាលីករដែលអនុវត្តដោយកាតាលីករមួយទៀត។ នេះគឺជាកន្លែងដែល "កាតាលីសកាតាលីស" ឬកាតាលីសកម្រិតទីពីរកើតឡើង។

អង់ស៊ីមដើរតួជាកាតាលីករក្នុងប្រតិកម្មជីវគីមី។

កាតាលីករត្រូវតែត្រូវបានសម្គាល់ពីអ្នកចាប់ផ្តើម។ ឧទាហរណ៍ peroxides បំបែកទៅជារ៉ាឌីកាល់សេរី ដែលអាចចាប់ផ្តើមប្រតិកម្មខ្សែសង្វាក់រ៉ាឌីកាល់។ អ្នកផ្តួចផ្តើមត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងអំឡុងពេលប្រតិកម្ម ដូច្នេះពួកវាមិនអាចចាត់ទុកថាជាកាតាលីករបានទេ។

សារធាតុរារាំងជួនកាលត្រូវបានចាត់ទុកថាជាកាតាលីករអវិជ្ជមាន។ ប៉ុន្តែសារធាតុ inhibitors ដូចជាប្រតិកម្មខ្សែសង្វាក់រ៉ាឌីកាល់មានប្រតិកម្មជាមួយនឹងរ៉ាឌីកាល់សេរី ហើយមិនដូចកាតាលីករទេ មិនត្រូវបានបម្រុងទុកទេ។ សារធាតុ inhibitors ផ្សេងទៀត (សារធាតុពុលកាតាលីករ) ភ្ជាប់ទៅនឹងកាតាលីករ និងអសកម្មវា ដែលជាការទប់ស្កាត់កាតាលីករ ជាជាងកាតាលីករអវិជ្ជមាន។ កាតាលីករអវិជ្ជមានគឺមិនអាចទៅរួចទេជាគោលការណ៍៖ វានឹងផ្តល់ផ្លូវយឺតជាងសម្រាប់ប្រតិកម្ម ប៉ុន្តែជាការពិតណាស់ ប្រតិកម្មនឹងដើរលឿនជាង ក្នុងករណីនេះមិនមែនជាផ្លូវកាតាលីករទេ។

កាតាលីករអាចជាផលិតផលប្រតិកម្មមួយ។ ក្នុងករណីនេះប្រតិកម្មត្រូវបានគេហៅថា autocatalytic ហើយបាតុភូតខ្លួនវាត្រូវបានគេហៅថា autocatalysis ។ ឧទាហរណ៍ក្នុងអំឡុងពេលកត់សុីនៃ Fe 2+ ជាមួយ Mn0 4

5Fe 2+ + Mn0 4 - + 8H+ \u003d 5Fe 3+ + Mn 2+ + 4H 2 0

លទ្ធផល Mn 2+ អ៊ីយ៉ុង ជំរុញដំណើរការនៃប្រតិកម្ម។

ប្រតិកម្មកាតាលីករគឺជារឿងធម្មតាបំផុតនៅក្នុងធម្មជាតិ។ អ្វីដែលគួរឱ្យភ្ញាក់ផ្អើលបំផុតនោះគឺប្រតិកម្មជាមួយនឹងអង់ស៊ីមដែលជំរុញឱ្យមានប្រតិកម្មជាច្រើននៅក្នុងសារពាង្គកាយមានជីវិត។ កាតាលីករត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងឧស្សាហកម្ម។ ការផលិតអាស៊ីតនីទ្រីក និងស៊ុលហ្វួរិក អាម៉ូញាក់ ការផលិតកៅស៊ូសំយោគ។ល។ មិនអាចទៅរួចទេបើគ្មានប្រតិកម្មកាតាលីករ។ កាតាលីករត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងការផលិតសារធាតុឱសថ៖ phenacetin, guaiacol, ដេរីវេនៃ halogen នៃសមាសធាតុក្រអូប។

មានកាតាលីករដូចគ្នា និងតំណពូជ ប៉ុន្តែសម្រាប់ពួកវាណាមួយ ភាពទៀងទាត់សំខាន់ៗមានដូចខាងក្រោម៖

1. កាតាលីករចូលរួមយ៉ាងសកម្មនៅក្នុងសកម្មភាពបឋមនៃប្រតិកម្ម បង្កើតជាសមាសធាតុកម្រិតមធ្យមជាមួយនឹងអ្នកចូលរួមក្នុងប្រតិកម្ម ឬស្មុគស្មាញដែលបានធ្វើឱ្យសកម្មជាមួយនឹងប្រតិកម្មទាំងអស់។ បន្ទាប់ពីសកម្មភាពបឋមនីមួយៗ វាត្រូវបានបង្កើតឡើងវិញ និងអាចធ្វើអន្តរកម្មជាមួយម៉ូលេគុលថ្មីនៃសារធាតុប្រតិកម្ម។

2. អត្រានៃប្រតិកម្មកាតាលីករគឺសមាមាត្រទៅនឹងបរិមាណកាតាលីករ។

3. កាតាលីករមានជម្រើសនៃសកម្មភាព។ វាអាចផ្លាស់ប្តូរអត្រានៃប្រតិកម្មមួយ និងមិនប៉ះពាល់ដល់អត្រានៃប្រតិកម្មមួយផ្សេងទៀត។

4. កាតាលីករអនុញ្ញាតឱ្យប្រតិកម្មដំណើរការក្នុងវិធីផ្សេង ហើយក្នុងអត្រាលឿនជាងវាកើតឡើងក្នុងករណីដែលគ្មានកាតាលីករ។

ល្បឿនអាចត្រូវបានបង្កើនដោយបន្ថយថាមពលសកម្ម បង្កើនកត្តាមុននិទស្សន្ត ឬទាំងពីរ។ ឧទាហរណ៍ ការរលាយកម្ដៅនៃអាសេតាល់ដេអ៊ីត CH 3 CHO CH 4 + CO ត្រូវបានបំប្លែងដោយចំហាយអ៊ីយ៉ូត ដែលបណ្តាលឱ្យមានការថយចុះនៃថាមពលសកម្ម ~ 55 kJ/mol ។ ការថយចុះនេះបណ្តាលឱ្យមានការកើនឡើងនៃអត្រាថេរដោយកត្តាប្រហែល 10,000 ។

5. កាតាលីករមិនប៉ះពាល់ដល់ទីតាំងនៃលំនឹងទែរម៉ូឌីណាមិកទេ។ វាផ្លាស់ប្តូរអត្រានៃប្រតិកម្មទៅមុខ និងបញ្ច្រាសស្មើគ្នា។

6. នៅពេលដែលសារធាតុមួយចំនួនដែលហៅថាអ្នកផ្សព្វផ្សាយត្រូវបានបន្ថែម សកម្មភាពរបស់កាតាលីករកើនឡើង។ ការបន្ថែមសារធាតុ inhibitors កាត់បន្ថយអត្រាប្រតិកម្ម។

2. កាតាលីករដូចគ្នា

នៅក្នុងកាតាលីករ homogeneous កាតាលីករគឺជាម៉ូលេគុល ឬអ៊ីយ៉ុងនៅក្នុងដំណោះស្រាយដូចគ្នា។ នៅក្នុងករណីនៃកាតាលីករដូចគ្នា កាតាលីករ និងប្រតិកម្មទាំងអស់បង្កើតបានជាដំណាក់កាលធម្មតាមួយ។

ការសន្មត់សំខាន់នៃទ្រឹស្តីនៃកាតាលីករដូចគ្នាគឺជាគំនិតដែលថានៅក្នុងដំណើរការនៃប្រតិកម្មមិនស្ថិតស្ថេរសមាសធាតុមធ្យមនៃកាតាលីករជាមួយនឹងប្រតិកម្មត្រូវបានបង្កើតឡើងដែលបន្ទាប់មក decompose ជាមួយនឹងការបង្កើតឡើងវិញនៃកាតាលីករ:

A + B + K = (A-B-K) * D + K

អត្រានៃប្រតិកម្មនេះ។

v=k នគ កគ ខគ ខេ

គឺសមាមាត្រទៅនឹងកំហាប់កាតាលីករ ហើយអត្រាថេរគោរពតាមសមីការ Arrhenius ។ ប្រតិកម្មនេះអាចដំណើរការជាពីរដំណាក់កាល៖

កាតាលីករអាស៊ីត អង់ស៊ីម ដូចគ្នាបេះបិទ

ក្នុងករណីនេះករណីពីរអាចធ្វើទៅបាន។ នៅដំណាក់កាលទី 1 អត្រានៃការរលួយនៃស្មុគស្មាញទៅជាកាតាលីករនិងផលិតផលដំបូងគឺខ្ពស់ជាងអត្រានៃដំណាក់កាលទីពីរដែលផលិតផលចុងក្រោយត្រូវបានបង្កើតឡើង។ ដូច្នេះការប្រមូលផ្តុំនៃស្មុគស្មាញដែលត្រូវបានគេហៅថា Arrhenius complexes នៅក្នុងប្រភេទនៃកាតាលីករនេះគឺទាប។ ក្នុងករណីទី 2 អត្រានៃការរលួយនៃស្មុគស្មាញគឺសមស្របនឹងអត្រានៃដំណាក់កាលទីពីរ។ ការប្រមូលផ្តុំនៃស្មុគស្មាញកម្រិតមធ្យមគឺមានសារៈសំខាន់និងស្ថានី។ ស្មុគស្មាញនៃប្រភេទនេះត្រូវបានគេហៅថា van't Hoff complexes ។

ករណីទីពីរ តាមធម្មតា នឹងត្រូវបានពិចារណាលម្អិតបន្ថែមទៀត។ ដោយសារសមាសធាតុកម្រិតមធ្យម AA ស្ថិតក្នុងលំនឹងជាមួយវត្ថុធាតុចាប់ផ្តើម អត្រានៃប្រតិកម្មផ្ទាល់ (v 1) និងបញ្ច្រាស (v 2) ត្រូវតែស្មើគ្នា។ ការចងក្រងសមីការ kinetic សម្រាប់ពួកវា យើងទទួលបាន៖

កន្លែងណា (ជាមួយ ទៅ"-- ជាមួយ AK") គឺជាការប្រមូលផ្តុំនៃកាតាលីករដែលមិនមានប្រតិកម្ម; ជាមួយ ប៉ុន្តែ, ជាមួយ AK"-- កំហាប់លំនឹងនៃសារធាតុ A និងសមាសធាតុមធ្យម AA រៀងគ្នា។

ពី (2) យើងរកឃើញកំហាប់នៃសមាសធាតុមធ្យម៖

អត្រាសរុបនៃដំណើរការទាំងមូល (v) ត្រូវបានកំណត់ដោយអត្រានៃដំណាក់កាលយឺតបំផុត ក្នុងករណីនេះទីពីរ។ បន្ទាប់មក

ការជំនួសក្នុង (4) កំហាប់នៃសមាសធាតុមធ្យម (3) យើងទទួលបាន:

សមីការ (៥) បង្ហាញពីលទ្ធភាពនៃអត្ថិភាពនៃរបបកំណត់ពីរ៖

ក្នុងករណីទាំងពីរ អត្រាប្រតិកម្មគឺសមាមាត្រដោយផ្ទាល់ទៅនឹងកំហាប់នៃកាតាលីករ ប៉ុន្តែលំដាប់ប្រតិកម្មសម្រាប់វត្ថុធាតុចាប់ផ្តើមគឺខុសគ្នា។ ក្នុងករណីដំបូងវាស្មើនឹងពីរហើយនៅក្នុងទីពីរ - ទៅមួយ។ នៅខាងក្រៅរបបកំណត់ លំដាប់នៃប្រតិកម្មនឹងជាប្រភាគ។

ឧទាហរណ៏នៃកាតាលីករដូចគ្នាគឺប្រតិកម្មនៃការរលាយកម្ដៅនៃអាសេតាល់ដេអ៊ីត CH 3 CH 4 + CO ដែលជំរុញដោយចំហាយអ៊ីយ៉ូត។ អវត្ដមាននៃចំហាយអ៊ីយ៉ូត អ៊ី ក= 191.0 kJ/mol នៅក្នុងវត្តមានរបស់ពួកគេ។ អ៊ី ក= 136.0 kJ/mol ។ អត្រាថេរកើនឡើងដោយកត្តា 10,000 ។ នេះគឺដោយសារតែប្រតិកម្មដំណើរការជាពីរដំណាក់កាល៖

CH 3 SON + I 2 \u003d CH 3 I + HI + CO

CH 3 I + HI \u003d CH 4 + I 2

ថាមពលធ្វើឱ្យសកម្មនៃជំហាននីមួយៗគឺតិចជាងថាមពលសកម្មនៃប្រតិកម្មមិនកាតាលីករ។

កាតាលីករដូចគ្នារួមមានប្រតិកម្មអាស៊ីត-មូលដ្ឋានជាច្រើន ប្រតិកម្មបង្កើតស្មុគស្មាញ ប្រតិកម្ម redox អ៊ីដ្រូសែនជាច្រើន ប្រតិកម្មស៊ុលហ្វាត ជាដើម។

3. កាតាលីករអាស៊ីតនិងមូលដ្ឋាន

អាស៊ីត និងមូលដ្ឋាននៅក្នុងប្រតិកម្មជាច្រើនដើរតួជាកាតាលីករ ពោលគឺចូលរួមក្នុងប្រតិកម្ម ពួកវាមិនត្រូវបានប្រើប្រាស់ទេ (ប្រតិកម្មនៃអ៊ីដ្រូលីស៊ីស អាល់កាឡាំង អេស្ត្រូហ្វីក ជាដើម។

1) កាតាលីករអាស៊ីតជាក់លាក់ (មូលដ្ឋាន) ដែលអ៊ីយ៉ុង H + ឬ OH ដើរតួជាកាតាលីកររៀងៗខ្លួន។

2) កាតាលីករអាស៊ីតសរុប (មូលដ្ឋាន) ដែលត្រូវបានអនុវត្តដោយអ្នកបរិច្ចាគប្រូតុងណាមួយ (អ្នកទទួល);

3) electrophilic (nucleophilic) catalysis អនុវត្តដោយអាស៊ីត Lewis និងមូលដ្ឋាន។

អត្រាបញ្ជាទិញដំបូងគឺថេរ kសម្រាប់ប្រតិកម្មនៅក្នុងដំណោះស្រាយសតិបណ្ដោះអាសន្នអាចជាអនុគមន៍លីនេអ៊ែរនៃ [H + ], [OH - ], [HA], [A -], i.e.

k \u003d k 0 + k 1 [H+] + k 2 [OH -] + k 3 [ON] + k 4 [A -]

នៅក្នុងកន្សោមនេះ។ k 0 -- អត្រាថេរនៃលំដាប់ទីមួយក្នុងអវត្តមាននៃអ៊ីយ៉ុងកាតាលីករទាំងអស់៖ [H + ], [OH - ], [NA], [A -], a k t -- មេគុណកាតាលីករ។

ប្រសិនបើមានតែពាក្យ k 1 [H +] ដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ នោះពួកគេនិយាយថា ប្រតិកម្មបង្ហាញដោយខ្លួនវាផ្ទាល់នៅក្នុងកាតាលីករជាក់លាក់ដោយអ៊ីយ៉ុងអ៊ីដ្រូសែន។ បើ​សមាជិក​ណា​ម្នាក់​ត្រួតត្រា k 3 [HA] ប្រតិកម្មត្រូវបានគេនិយាយថាជាកម្មវត្ថុនៃកាតាលីករអាស៊ីតទូទៅ។ ប្រសិនបើសមាជិកនាំមុខ k 4 [A -] បន្ទាប់មក ប្រតិកម្ម​ត្រូវ​បាន​គេ​និយាយ​ថា​ជា​កម្មវត្ថុ​នៃ​កាតាលីករ​មូលដ្ឋាន​ទូទៅ។

សម្រាប់កាតាលីករអាស៊ីត - មូលដ្ឋានជាក់លាក់នៅពេលដែលអត្រានៃប្រតិកម្មមិនកាតាលីករមានកម្រិតទាប (k 0 = 0) អាចត្រូវបានតំណាងជាទម្រង់លោការីត៖

សម្រាប់ដំណោះស្រាយអាស៊ីត៖

សម្រាប់ដំណោះស្រាយអាល់កាឡាំង៖

សមីការបង្ហាញថានៅក្នុងករណីនៃកាតាលីករអាស៊ីតមូលដ្ឋានជាក់លាក់ លោការីតនៃអត្រាថេរអាស្រ័យលីនេអ៊ែរលើ pH របស់ឧបករណ៍ផ្ទុក។

យន្តការនៃសកម្មភាពកាតាលីករនៃអ៊ីយ៉ុងអ៊ីដ្រូសែន គឺសមាសធាតុកម្រិតមធ្យមនៃប្រូតុង និងម៉ូលេគុលនៃសារធាតុដើមត្រូវបានបង្កើតឡើង។ ដោយសារដំណើរការនេះ ចំណងគីមីដែលមាននៅក្នុងសារធាតុដំបូងត្រូវបានបន្ធូរ ថាមពលធ្វើឱ្យសកម្មត្រូវបានកាត់បន្ថយ ហើយបន្ទាប់មកទម្រង់ប្រូតូណុងនៃ BH + រលាយទៅជាផលិតផលប្រតិកម្ម និងកាតាលីករ។

4. ប្រតិកម្មកាតាលីករដូចគ្នាដែលជំរុញដោយសមាសធាតុស្មុគស្មាញ

ប្រតិកម្មនៃការថយចុះ អ៊ីដ្រូសែន អុកស៊ីតកម្ម អ៊ីសូមេនីយកម្ម វត្ថុធាតុ polymerization នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌឧស្សាហកម្មត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងវត្តមាននៃកាតាលីករ - សមាសធាតុស្មុគស្មាញ (អ៊ីយ៉ុងដែកនៃក្រុមទី VIII នៃតារាងតាមកាលកំណត់ Fe, Co, Ni, Ru ក៏ដូចជា Cu, Fg ។ , Hg, Cr, Mn) ។ ខ្លឹមសារនៃសកម្មភាពកាតាលីករគឺថាអ៊ីយ៉ុងដែកដើរតួជាអ្នកផ្តល់ជំនួយឬអ្នកទទួលអេឡិចត្រុង។ អន្តរកម្មគីមីរវាងម៉ូលេគុលប្រតិកម្មដែលសំរបសំរួលជុំវិញអ៊ីយ៉ុងដែកកណ្តាលត្រូវបានសម្របសម្រួលដោយការប៉ូលនៃម៉ូលេគុល និងការថយចុះថាមពលនៃចំណងបុគ្គល។ អ៊ីយ៉ុងដែកកណ្តាលគឺជាស្ពានដែលសម្របសម្រួលការផ្លាស់ប្តូរអេឡិចត្រូនិចរវាងម៉ូលេគុលប្រតិកម្ម។

សកម្មភាពកាតាលីករនៃអ៊ីយ៉ុងដែកគឺអាស្រ័យលើថាមពលភ្ជាប់នៃអ៊ីយ៉ុងជាមួយអ្នកចូលរួមក្នុងប្រតិកម្ម។ ប្រសិនបើថាមពលភ្ជាប់ខ្ពស់ ឬទាប អ៊ីយ៉ុងដែកបង្ហាញសកម្មភាពកាតាលីករខ្សោយ។ ក្នុងករណីដំបូង អ៊ីយ៉ុងដែកត្រូវបានចងភ្ជាប់យ៉ាងខ្លាំងទៅនឹងម៉ូលេគុលប្រតិកម្ម ដែលពួកវាត្រូវបានយកចេញពីប្រតិកម្ម។ ក្នុងករណីទី 2 ម៉ូលេគុលដែលមានប្រតិកម្មមិនអាចបំលាស់ទីលីហ្គែនផ្សេងទៀតដែលមាននៅក្នុងដំណោះស្រាយបានទេ។ ស្មុគ្រស្មាញដែលឆ្អែតឆ្អែតត្រូវបានទទួល ដែលមិនមែនជាកាតាលីករសកម្ម។

ដោយសារតែលទ្ធភាពដ៏ធំទូលាយក្នុងការគ្រប់គ្រងសមាសភាពនៃកាតាលីករស្មុគ្រស្មាញ វាអាចធ្វើត្រាប់តាមប្រតិកម្មមួយចំនួនដែលទាក់ទងនឹងអង់ស៊ីមដែលមានអ៊ីយ៉ុងនៃក្រុមទី VIII ។

5. កាតាលីករអង់ស៊ីម

អង់ស៊ីមគឺជាកាតាលីករដ៏អស្ចារ្យបំផុត។ ប្រតិកម្មជាច្រើននៅក្នុងសារពាង្គកាយមានជីវិតត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងពួកវា ដូច្នេះហើយពួកវាត្រូវបានគេហៅថាជាកាតាលីករជីវសាស្រ្ត។ កាតាលីករអង់ស៊ីមគឺជាបាតុភូតស្មុគស្មាញជាងកាតាលីករធម្មតា។ អង្គការខ្ពស់នៃដំណើរការកាតាលីករអង់ស៊ីមត្រូវបានកំណត់ដោយភាពប្លែកនៃអន្តរកម្មនៅក្នុងសារពាង្គកាយមានជីវិតដែលត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងការរួមបញ្ចូលគ្នាពិសេសនៃរចនាសម្ព័ន្ធម៉ូលេគុលនៃអង់ស៊ីមនិងស្រទាប់ខាងក្រោមដែលត្រូវបានគេហៅថា reactants នៅក្នុងប្រតិកម្មអង់ស៊ីម។

អង់ស៊ីមគឺជាប្រូតេអ៊ីន, i.e. ត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយអាស៊ីតអាមីណូដែលភ្ជាប់ដោយចំណង peptide ។ ម៉ូលេគុលអង់ស៊ីមមានក្រុមប៉ូលឆ្លាស់ COOH, NH 2, NH, OH, SH ជាដើម ក៏ដូចជាក្រុម hydrophobic ។ រចនាសម្ព័ន្ធចម្បងនៃអង់ស៊ីមមួយត្រូវបានកំណត់ដោយលំដាប់នៃការជំនួសនៃអាស៊ីតអាមីណូផ្សេងៗ។ ជាលទ្ធផលនៃចលនាច្របូកច្របល់កម្ដៅ អង់ស៊ីមម៉ាក្រូម៉ូលេគុលបត់ និងខ្ចៅទៅជារបុំរលុង។ អន្តរកម្មអន្តរម៉ូលេគុលកើតឡើងរវាងផ្នែកនីមួយៗនៃខ្សែសង្វាក់ polypeptide ដែលនាំទៅដល់ការបង្កើតចំណងអ៊ីដ្រូសែន។ រចនាសម្ព័ន្ធបន្ទាប់បន្សំនៃអង់ស៊ីមលេចឡើងក្នុងទម្រង់ជាឧបករណ៍ផ្ទុករលុង។ សម្រាប់អង់ស៊ីមនីមួយៗ រចនាសម្ព័ន្ធបន្ទាប់បន្សំគឺច្បាស់លាស់។ មជ្ឈមណ្ឌលកាតាលីករសកម្មនៃអង់ស៊ីមរួមមានក្រុមដែលតម្រង់ទិសម៉ូលេគុលស្រទាប់ខាងក្រោមក្នុងទីតាំងជាក់លាក់មួយ។ មជ្ឈមណ្ឌលសកម្មគឺដូចជាម៉ាទ្រីសដែលអាចរួមបញ្ចូលតែម៉ូលេគុលនៃរចនាសម្ព័ន្ធជាក់លាក់មួយ។ យន្តការនៃកាតាលីករអង់ស៊ីមមាននៅក្នុងអន្តរកម្មនៃទីតាំងសកម្មនៃអង់ស៊ីមជាមួយស្រទាប់ខាងក្រោមដើម្បីបង្កើតជាស្មុគស្មាញអង់ស៊ីម-ស្រទាប់ខាងក្រោម ដែលបន្ទាប់មកឆ្លងកាត់ការផ្លាស់ប្តូរជាច្រើន ជាលទ្ធផលនៃផលិតផលប្រតិកម្មលេចឡើង។ ជំហានកម្រិតមធ្យមនីមួយៗត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយថាមពលសកម្មទាប ដែលរួមចំណែកដល់ការវិវត្តន៍យ៉ាងឆាប់រហ័សនៃប្រតិកម្ម។ នេះពន្យល់ពីសកម្មភាពខ្ពស់នៃអង់ស៊ីម។

អង់ស៊ីមត្រូវបានបែងចែកទៅជាថ្នាក់អាស្រ័យលើប្រភេទប្រតិកម្មដែលពួកវាធ្វើកាតាលីករៈ oxidoreductases (catalyze redox reactions), transferases (catalyze the transfer of chemical group from one compound to another), hydrolases (catalyze hydrolysis reactions), lyases (បំបែកចំណងផ្សេងៗ) , isomerases (អនុវត្តការបំលែង isomeric), ligases (កាតាលីករប្រតិកម្មសំយោគ) ។ ដូចដែលអាចមើលឃើញ អង់ស៊ីមខុសគ្នាក្នុងភាពជាក់លាក់ និងការជ្រើសរើស។ ខ្លះជំរុញប្រតិកម្មទាំងមូលនៃប្រភេទជាក់លាក់មួយ ខ្លះជំរុញឱ្យមានប្រតិកម្មតែមួយប៉ុណ្ណោះ។

អង់ស៊ីមជាច្រើនមានអ៊ីយ៉ុងដែក (អង់ស៊ីមដែក) ។ នៅក្នុង metalloenzymes អ៊ីយ៉ុងដែកបង្កើតជាស្មុគ្រស្មាញ chelate ដែលផ្តល់នូវរចនាសម្ព័ន្ធសកម្មនៃអង់ស៊ីម។ លោហៈដែលមានកម្រិតអុកស៊ីតកម្មអថេរ (Fe, Mn, Cu) ចូលរួមក្នុងប្រតិកម្ម redox ដោយអនុវត្តការផ្ទេរអេឡិចត្រុងទៅភ្នាក់ងារកត់សុី។ សមាសធាតុសរីរាង្គរាប់សិបត្រូវបានគេដឹងថាអនុវត្តមុខងារនៃការផ្ទេរអ៊ីដ្រូសែននិងអេឡិចត្រុង។ ពួកវាមានដេរីវេនៃវីតាមីន។

អ៊ីយ៉ុងលោហៈធ្ងន់ (Ag +, Hg +, Pb 2+) អាចរារាំងក្រុមសកម្មនៃអង់ស៊ីម។

ដើម្បីវាយតម្លៃសកម្មភាពនៃអង់ស៊ីមផ្សេងៗ គំនិតនៃសកម្មភាពម៉ូលេគុលត្រូវបានណែនាំ ដែលត្រូវបានកំណត់ដោយចំនួនម៉ូលេគុលស្រទាប់ខាងក្រោមដែលត្រូវបានបំប្លែងក្រោមសកម្មភាពនៃម៉ូលេគុលអង់ស៊ីមមួយក្នុងមួយនាទី។ សកម្មបំផុតនៃអង់ស៊ីមដែលគេស្គាល់គឺ carbonic anhydrase ដែលសកម្មភាពម៉ូលេគុលគឺ ~ 36 លានម៉ូលេគុលក្នុងមួយនាទី។

អត្រានៃប្រតិកម្មដែលជំរុញដោយអង់ស៊ីមគឺសមាមាត្រដោយផ្ទាល់ទៅនឹងកំហាប់នៃអង់ស៊ីម។ នៅកំហាប់ស្រទាប់ខាងក្រោមទាប ប្រតិកម្មមានលំដាប់ទីមួយទាក់ទងនឹងស្រទាប់ខាងក្រោម។ នៅកំហាប់ខ្ពស់អត្រាប្រតិកម្មនៅតែថេរហើយលំដាប់ប្រតិកម្មក្លាយជាសូន្យ (អង់ស៊ីមត្រូវបានឆ្អែតទាំងស្រុងជាមួយនឹងស្រទាប់ខាងក្រោម) ។ អត្រាប្រតិកម្មអាស្រ័យលើសីតុណ្ហភាព និងអាស៊ីតរបស់ឧបករណ៍ផ្ទុក។

កាតាលីករអង់ស៊ីមដើរតួយ៉ាងធំនៅក្នុងការបង្ហាញទាំងអស់នៃជីវិត ដែលយើងកំពុងនិយាយអំពីសត្វមានជីវិត។ ដើម្បីបង្កើនសកម្មភាពសំខាន់របស់រាងកាយ និងធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវការរំលាយអាហារ ការត្រៀមអង់ស៊ីមជាច្រើនត្រូវបានបង្កើតឡើងដែលត្រូវបានគេប្រើជាថ្នាំ។ ការត្រៀមលក្ខណៈអង់ស៊ីមត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយសម្រាប់ការរំលោភលើមុខងារនៃការរលាក gastrointestinal ដែលត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងការផលិតមិនគ្រប់គ្រាន់នៃអង់ស៊ីមរំលាយអាហារ។ ដូច្នេះក្នុងទម្រង់ខ្លះនៃជំងឺរលាកក្រពះ ការត្រៀមលក្ខណៈ pepsin ឬ pancreatin ត្រូវបានគេប្រើ។ អង់ស៊ីមក៏ត្រូវបានប្រើប្រាស់ដោយជោគជ័យផងដែរ នៅក្នុងករណីដែលចាំបាច់ដើម្បីបំផ្លាញការបង្កើតប្រូតេអ៊ីនដែលបានប្រមូលផ្តុំក្នុងបរិមាណច្រើន (សម្រាប់ការរលាក របួស purulent រលាកសួត។ល។)។ នៅក្នុងករណីទាំងនេះ អង់ស៊ីម protolytic ត្រូវបានគេប្រើប្រាស់ ដែលនាំឱ្យប្រូតេអ៊ីន អ៊ីដ្រូលីស្ទីក យ៉ាងឆាប់រហ័ស និងជួយសម្រួលដល់ការស្រូបយកសារធាតុ purulent កកកុញ។ សម្រាប់ការព្យាបាលនៃជំងឺឆ្លងមួយចំនួនការត្រៀមលក្ខណៈ lysozyme ត្រូវបានប្រើដែលបំផ្លាញភ្នាសនៃបាក់តេរីបង្កជំងឺមួយចំនួន។ អង់ស៊ីមដែលរំលាយកំណកឈាម (កំណកឈាមក្នុងសរសៃឈាម) មានសារៈសំខាន់ណាស់។ នេះគឺជា plasmin ត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងឈាម; អង់ស៊ីមលំពែង - trypsin និង chymotrypsin ។ នៅលើមូលដ្ឋានរបស់ពួកគេជាមួយនឹងសារធាតុបន្ថែមផ្សេងៗការត្រៀមអង់ស៊ីមឱសថត្រូវបានបង្កើតឡើង - streptokinase, streptase និងផ្សេងទៀតដែលប្រើក្នុងថ្នាំ។

6. កាតាលីករខុសប្រក្រតី

កាតាលីករខុសប្រក្រតីត្រូវបានអនុវត្តនៅចំណុចប្រទាក់។ ប្រតិកម្មកាតាលីករខុសធម្មតាដែលត្រូវបានគេសង្កេតឃើញជាលើកដំបូងត្រូវបានអនុវត្តដោយការខះជាតិទឹករបស់ Priestley (1778) នៃជាតិអាល់កុលអេទីលនៅលើដីឥដ្ឋសកម្ម:

C 2 H 5 OH -- C 2 H 4 + H 2 O

នៅពាក់កណ្តាលទីមួយនៃសតវត្សទី 19 ការងារមួយចំនួនធំត្រូវបានឧទ្ទិសដល់កាតាលីករខុស ៗ គ្នា។ ស្នាដៃជាច្រើនត្រូវបានឧទ្ទិសដល់ការពន្យល់ទ្រឹស្តីនៃសកម្មភាពកាតាលីករនៃរឹង។ នៅពេលអនាគត ការអភិវឌ្ឍន៍នៃគោលលទ្ធិបានដើរទាំងផ្លូវនៃការប្រមូលទិន្នន័យពិសោធន៍ ការបង្កើតវិធីសាស្រ្តសម្រាប់រៀបចំកាតាលីករ រកឃើញ និងសិក្សាពីដំណើរការកាតាលីករថ្មី ការណែនាំកាតាលីករទៅក្នុងឧស្សាហកម្មគីមី និងនៅតាមបណ្តោយផ្លូវនៃការអភិវឌ្ឍន៍ទ្រឹស្ដីនៃកាតាលីករចម្រុះ។ . ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ភាពជោគជ័យរបស់អ្នកទ្រឹស្តីគឺតិចតួចជាងជោគជ័យរបស់អ្នកពិសោធន៍ទៅទៀត។ ហើយនេះមិនមែនជារឿងចៃដន្យទេ។

ទោះបីជាមិនមានភាពខុសគ្នាជាមូលដ្ឋានរវាងដំណើរការកាតាលីករ និងមិនមែនកាតាលីករក៏ដោយ ដែលទាំងពីរនេះគោរពតាមច្បាប់នៃគីមីវិទ្យា នៅក្នុងករណីទាំងពីរនេះ ប្រព័ន្ធនៃសារធាតុប្រតិកម្មឆ្លងកាត់ស្ថានភាពសកម្មពិសេសមួយចំនួន លក្ខណៈពិសេសជាក់លាក់ត្រូវបានសង្កេតឃើញនៅក្នុងប្រតិកម្មកាតាលីករចម្រុះ។ ជាដំបូង រូបកាយរឹងមួយលេចឡើង អាស្រ័យទៅលើលក្ខណៈនៃបាតុភូតទាំងមូល។ ដូច្នេះវាមិនមែនជារឿងចៃដន្យទេដែលថាការជឿនលឿននៃទ្រឹស្តីនៃកាតាលីស្តេរ៉ូអ៊ីតមានទំនាក់ទំនងមិនពេញលេញជាមួយនឹងការអភិវឌ្ឍនៃទ្រឹស្តីនៃសារធាតុរឹង។ ចាប់តាំងពីដំណើរការដំណើរការលើផ្ទៃ ចំណេះដឹងអំពីរចនាសម្ព័ន្ធនៃផ្ទៃកាតាលីករគឺសម្រេចចិត្តសម្រាប់ការអភិវឌ្ឍន៍ទ្រឹស្តីនៃកាតាលីករ។ ពីនេះតាមទំនាក់ទំនងយ៉ាងជិតស្និទ្ធរវាងការអភិវឌ្ឍនៃទ្រឹស្តីនៃកាតាលីករនិងការអភិវឌ្ឍនៃការសិក្សាពិសោធន៍និងទ្រឹស្តីនៃបាតុភូត adsorption ។ ភាពស្មុគស្មាញនៃដំណើរការខុសប្រក្រតី និងភាពជាក់លាក់របស់វា នាំឱ្យការពិតដែលថា ការស្រាវជ្រាវទ្រឹស្តីនៅក្នុងតំបន់នេះមិនទាន់ត្រូវបានបញ្ចប់នៅឡើយ។ រហូតមកដល់ពេលនេះ យើងអាចនិយាយអំពីអត្ថិភាពនៃទ្រឹស្ដីជាច្រើន ដែលនៅក្នុងការប៉ាន់ស្មានដំបូង ជាទូទៅធ្វើឱ្យការពិតពិសោធន៍ជាក់លាក់។

នៅក្នុងការអនុវត្ត កាតាលីករពីរប្រភេទត្រូវបានជួបប្រទះញឹកញាប់បំផុត៖

1) ដំណើរការ, កាតាលីករដែលស្ថិតនៅក្នុងដំណាក់កាលរឹង, និង reactants គឺនៅក្នុងដំណាក់កាលរាវ;

2) ដំណើរការ កាតាលីករដែលស្ថិតក្នុងដំណាក់កាលរឹង ហើយសារធាតុប្រតិកម្មស្ថិតនៅក្នុងដំណាក់កាលឧស្ម័ន។ ប្រតិកម្មជាក្បួនកើតឡើង (ហើយនៅក្នុងដំណើរការពហុដំណាក់កាលមួយចំនួនចាប់ផ្តើម) នៅព្រំដែនដំណាក់កាល i.e. នៅលើផ្ទៃនៃរាងកាយរឹង - កាតាលីករមួយ។

ដំណើរការខុសប្រក្រតីអាចចែកចេញជា ៥ ដំណាក់កាល៖

1) ការដឹកជញ្ជូនប្រតិកម្មទៅផ្ទៃកាតាលីករ (ការសាយភាយ);

2) ការស្រូបយកសារធាតុប្រតិកម្មនៅលើផ្ទៃកាតាលីករ;

3) ប្រតិកម្មលើផ្ទៃ;

4) desorption នៃផលិតផលប្រតិកម្មជាមួយនឹងការចេញផ្សាយនៃផ្ទៃកាតាលីករ;

5) ការដឹកជញ្ជូនផលិតផលប្រតិកម្មទៅក្នុងបរិមាណ (ការសាយភាយ) ។

អាស្រ័យលើលក្ខខណ្ឌនៃដំណើរការ និងលក្ខណៈរបស់វា ដំណាក់កាលណាមួយក្នុងចំនោមដំណាក់កាលទាំងប្រាំអាចយឺតបំផុត ហើយជាលទ្ធផល អត្រានៃដំណើរការកាតាលីករអាចត្រូវបានកំណត់ដោយណាមួយនៃពួកគេ។ សម្រាប់ការវាយតម្លៃប្រៀបធៀបនៃសកម្មភាពរបស់កាតាលីករ កត្តាកំណត់គឺអត្រាប្រតិកម្មលើផ្ទៃ។ ដូច្នេះក្នុងករណីដែលវាមានសារៈសំខាន់ក្នុងការទទួលបានតម្លៃនៃសកម្មភាពរបស់កាតាលីករពួកគេព្យាយាមដំណើរការតាមរបៀបដែលអត្រាត្រូវបានកំណត់ដោយដំណាក់កាលទីពីរដែលគេហៅថាដំណាក់កាល kinetic ។

Adsorption និង desorption មានច្បាប់ផ្ទាល់ខ្លួន។ Adsorption គឺជាដំណើរការនៃការផ្លាស់ប្តូរដោយឯកឯងក្នុងការប្រមូលផ្តុំសារធាតុនៅលើចំណុចប្រទាក់។ សារធាតុដែលការស្រូបយកផ្ទៃរបស់វាកើតឡើងត្រូវបានគេហៅថា សារធាតុស្រូបយក។ សារធាតុ adsorbent ត្រូវបានគេហៅថា សារធាតុស្រូបយក។ នៅក្នុងកាតាលីករចម្រុះ សារធាតុ adsorbent គឺជាកាតាលីករ ហើយ adsorbate គឺជាម៉ូលេគុលនៃ reactant (ស្រទាប់ខាងក្រោម)។ ការស្រូបយកស្រទាប់ខាងក្រោមនៅលើកាតាលីករអាចត្រូវបានអនុវត្តដោយសារតែកម្លាំងនៃអន្តរកម្មដែលកើតឡើងរវាងម៉ូលេគុល (អាតូម) នៃកាតាលីករដែលមានទីតាំងនៅលើផ្ទៃនិងម៉ូលេគុលនៃស្រទាប់ខាងក្រោម (ការស្រូបយករាងកាយ) ។ អន្តរកម្មគីមី (ការស្រូបយកគីមីឬការស្រូបយកគីមី) អាចកើតឡើងរវាងម៉ូលេគុល (អាតូម) នៃកាតាលីករ និងម៉ូលេគុលនៃប្រតិកម្ម។ ជាលទ្ធផលនៃការស្រូបយក, លំដាប់នៃប្រព័ន្ធកើនឡើង, ថាមពលនៃប្រព័ន្ធថយចុះ, និងថាមពលសកម្មនៃប្រតិកម្មថយចុះ។

សម្រាប់ដំណើរការខុសប្រក្រតី ចលនានៃសារធាតុពីបរិមាណខាងក្នុងនៃអង្គធាតុរាវ ឬឧស្ម័នទៅផ្ទៃរឹងគឺមានសារៈសំខាន់ជាពិសេស។ ដំណើរការផ្ទេរម៉ាស់គោរពច្បាប់នៃការសាយភាយ។

សេចក្តីសន្និដ្ឋាន

សារៈសំខាន់នៃកាតាលីករ និងដំណើរការកាតាលីករក្នុងការចម្រាញ់ប្រេង និងគីមីឥន្ធនៈ មិនអាចត្រូវបានគេប៉ាន់ស្មានបានលើសកម្រិតនោះទេ។ យ៉ាងណាមិញពួកគេគឺជាមូលដ្ឋាននៃវឌ្ឍនភាពបច្ចេកទេសនៅក្នុងផ្នែកសំខាន់បំផុតនៃការបំពេញតម្រូវការរបស់សង្គមមនុស្សសម័យទំនើប។ ចំនុចសំខាន់គឺ ជាដំបូង ប្រេងពីវិស័យផ្សេងៗជាធម្មតាមានត្រឹមតែ 5 ទៅ 20% នៃប្រភាគចំហុយស្រាលដែលត្រូវនឹងប្រេងសាំង។ តម្រូវការប្រេងសាំងជាមួយនឹងការអភិវឌ្ឍន៍ទំនើបនៃការដឹកជញ្ជូនតាមរថយន្ត និងផ្លូវអាកាសគឺធំធេងណាស់។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ ឥន្ធនៈម៉ូទ័រដែលចម្រាញ់ចេញពីប្រេងដោយផ្ទាល់ជាធម្មតាប្រែទៅជាមានគុណភាពអន់។ ការប្រើប្រាស់ការបំបែកកាតាលីករ និងការកែទម្រង់រួមផ្សំជាមួយនឹងវិធីសាស្ត្រកែច្នៃទំនើបផ្សេងទៀត ធ្វើឱ្យវាអាចបង្កើនទិន្នផលប្រេងសាំងដែលមានសកម្មភាពខ្ពស់រហូតដល់ 75% នៃទម្ងន់ប្រេង។ ឥន្ធនៈម៉ូតូក៏ត្រូវបានទទួលដោយកាតាលីករអ៊ីដ្រូសែននៃធ្យូងថ្មដោយប្រើកាតាលីករដែក។

ដំណើរការកាតាលីករបន្ថែមនៃអ៊ីដ្រូកាបូនលើកាតាលីករដែក និងអុកស៊ីដ ធ្វើឱ្យវាអាចទទួលបានផលិតផលកម្រិតមធ្យមដែលចាំបាច់ក្នុងការផលិតទំនិញប្រើប្រាស់។ ភាគច្រើននៃម៉ូណូមឺរ និងប៉ូលីមែរដែលទទួលបានពីពួកវាគឺជាផលិតផលនៃដំណើរការកាតាលីករសម្រាប់ដំណើរការអ៊ីដ្រូកាបូន និងនិស្សន្ទវត្ថុរបស់វាដែលទទួលបានពីប្រេង ធ្យូងថ្ម ថ្មសែល និងឧស្ម័នធម្មជាតិ។ ដំណើរការកាតាលីករដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការផលិតសារធាតុសាប៊ូ ថ្នាំជ្រលក់សម្រាប់សារធាតុឱសថ។

ការសំយោគសរីរាង្គសំខាន់ៗដែលផ្តល់អន្តរការី (និងផលិតផលនៃបច្ចេកវិទ្យាសរីរាង្គ) គឺផ្អែកជាចម្បងលើប្រតិកម្មកាតាលីករ។ សារៈសំខាន់ដ៏អស្ចារ្យនៅក្នុងជីវិតនៃសង្គមសម័យទំនើបគឺជាផលិតផលនៃឧស្សាហកម្មគីមីដូចជាអាស៊ីតស៊ុលហ្វួរីក អាម៉ូញាក់ និងអាស៊ីតនីទ្រីក។ ស្ទើរតែគ្រប់សាខានៃសេដ្ឋកិច្ចជាតិប្រើប្រាស់សារធាតុទាំងនេះ ឬសមាសធាតុគីមីផ្សេងទៀតដែលទទួលបានដោយជំនួយរបស់ពួកគេ។ នៅលើមូលដ្ឋានរបស់ពួកគេ ជីរ៉ែរាប់សិបលានតោនត្រូវបានផលិត ដោយគ្មានវាមិនអាចទៅរួចទេក្នុងការបង្កើន ឬសូម្បីតែរក្សាទិន្នផលនៃវាលស្រែ។ សារធាតុគីមី គីមីឥន្ធនៈ អាហារ ពន្លឺ និងឧស្សាហកម្មរាប់រយផ្សេងទៀតប្រើប្រាស់សារធាតុស៊ុលហ្វួរី អាស៊ីតនីទ្រីក អាម៉ូញាក់ និងនិស្សន្ទវត្ថុរបស់វា។ សមាសធាតុទាំងនេះក៏ត្រូវបានគេប្រើនៅក្នុងឧស្សាហកម្មលោហធាតុនិងលោហធាតុផងដែរ។

ទន្ទឹមនឹងនេះ ការផលិតទ្រង់ទ្រាយធំនៃអាស៊ីតស៊ុលហ្វួរិក អាម៉ូញាក់ និងអាស៊ីតនីទ្រីកពីអាម៉ូញាក់បានក្លាយទៅជាអាចធ្វើទៅបានលុះត្រាតែមានការរកឃើញនៃកាតាលីករសមស្រប និងការបង្កើតវិធីសាស្រ្តសម្រាប់ការប្រើប្រាស់របស់វា។

បញ្ជីប្រភពដែលបានប្រើ

1) A.P. បេលីយ៉ាវ។ រូបវិទ្យានិងគីមីវិទ្យាកូឡាជែន។ អិមៈ GOETAR-Media ឆ្នាំ ២០០៨

2) I.P. Mukhlenov ។ បច្ចេកវិទ្យាកាតាលីករ។ M.: Bookinist, 2007

3) សព្វវចនាធិប្បាយគីមី។ -- អិមៈ សព្វវចនាធិប្បាយសូវៀត ឆ្នាំ ១៩៩០។

4) Imyanitov N.S. ប្រព័ន្ធកាតាលីករជាច្រើននៅក្នុងកាតាលីករស្មុគ្រស្មាញដែក។ // គីមីវិទ្យាសម្របសម្រួល។ ឆ្នាំ ១៩៨៤។

ឯកសារស្រដៀងគ្នា

ខ្លឹមសារនិងលក្ខណៈពិសេសនៃដំណើរការនៃកាតាលីករស្មុគ្រស្មាញលោហៈ។ លក្ខណៈសម្បត្តិនៃស្មុគស្មាញលោហៈដែលកំណត់សកម្មភាពកាតាលីករ។ គំរូនៃកាតាលីករអង់ស៊ីម។ កម្មវិធី គុណសម្បត្តិ និងគុណវិបត្តិនៃកាតាលីករស្មុគ្រស្មាញដែក។

របាយការណ៍បន្ថែមថ្ងៃទី ០៣/១៦/២០១៥


ទ្រឹស្តីទូទៅនៃកាតាលីករដូចគ្នា។ ដំណាក់កាលនៃដំណើរការកាតាលីករ និងអត្រាប្រតិកម្ម។ Kinetics នៃប្រតិកម្មកាតាលីករនៃភាពមិនសមាមាត្រនៃអ៊ីដ្រូសែន peroxide នៅក្នុងវត្តមាននៃបរិមាណផ្សេងៗនៃកាតាលីករ Fe2+ ឥទ្ធិពលនៃ pH លើអត្រាប្រតិកម្ម។

សាកល្បង, បានបន្ថែម 09/18/2012


ការកំណត់អត្រានៃប្រតិកម្មគីមី។ ប្រវត្តិនៃការរកឃើញ គំនិត និងប្រភេទនៃប្រតិកម្មកាតាលីករ។ មតិនៃតួលេខលេចធ្លោនៃគីមីវិទ្យាលើបាតុភូតនៃកាតាលីករ ទិដ្ឋភាពរូបវិទ្យា និងគីមីរបស់វា។ យន្តការនៃកាតាលីករចម្រុះ។ កាតាលីករអង់ស៊ីមក្នុងជីវគីមី។

អរូបីបន្ថែម ១១/១៤/២០១០


គំនិតនៃដំណើរការកាតាលីករ កាតាលីករ និងដំណើរការកាតាលីករ និយមន័យផ្សេងៗរបស់ពួកគេ។ យន្តការបង្កើនល្បឿនប្រតិកម្មដោយកាតាលីករ។ កាតាលីករគីមី (មិនមែនជីវសាស្រ្ត) ។ ការសំយោគឌីអេទីលអេធើរពីអាល់កុលដោយមានការចូលរួមពីអាស៊ីតស៊ុលហ្វួរីក។ ទ្រឹស្តីនៃកាតាលីករ។

អរូបីបន្ថែម ០១/២៦/២០០៩


កាតាលីករលោហធាតុ កាតាលីករចម្រុះ និងពហុមុខងារនៃកាតាលីករតំណពូជ។ តម្រូវការកាតាលីករ។ ទ្រឹស្តីនៃកាតាលីករចម្រុះ។ ទ្រឹស្តីពហុមុខងារ និងអេឡិចត្រូនិច។ ទ្រឹស្តីនៃក្រុមសកម្ម។ កាតាលីករក្នុងដំណើរការឧស្ម័នធម្មជាតិ។

ក្រដាសពាក្យបន្ថែមថ្ងៃទី ០៥/០៦/២០១៤


និយមន័យនៃកាតាលីករ និងតួនាទីរបស់វានៅក្នុងឧស្សាហកម្ម។ ការជ្រើសរើស និងគំនិតទូទៅអំពីគំនិតនៃ "យន្តការនៃប្រតិកម្មគីមី" ។ ការចាត់ថ្នាក់នៃប្រព័ន្ធកាតាលីករតាមដំណាក់កាល និងប្រភេទនៃប្រតិកម្ម។ ការស្រូបយកនិងតម្រូវការជាមូលដ្ឋានសម្រាប់កាតាលីករឧស្សាហកម្ម។

អរូបីបន្ថែម ០១/២៦/២០០៩


វិធីសាស្រ្តសម្រាប់រំពុះអំបិល arenediazonium ។ ការវិភាគនៃអាស៊ីត thermodynamic នៃ phenols ។ លក្ខណៈនៃ phenol acylation, កាតាលីករអាស៊ីត និងអាស៊ីត phenoxyacetic ។ លក្ខណៈពិសេសនៃប្រតិកម្ម Kolbe-Schmitt ដែលជាវិធីសាស្រ្តសម្រាប់ការទទួលបានអាស៊ីត phenoxyacetic ។

សាកល្បង, បានបន្ថែម 03/28/2012


មុខវិជ្ជា គីមីវិទ្យា ការសិក្សាអំពីឥទ្ធិពលកម្ដៅនៃប្រតិកម្មគីមី។ ប្រភេទនៃដំណើរការ kinetics គីមី និងកាតាលីករ។ Enthalpy (ឥទ្ធិពលកំដៅ) នៃប្រតិកម្ម។ អត្រាប្រតិកម្ម, ច្បាប់នៃសកម្មភាពដ៏ធំ។ លំនឹងគីមី ឥទ្ធិពលកាតាលីករ។

បទបង្ហាញ, បានបន្ថែម 10/19/2014


អង់ស៊ីម (អង់ស៊ីម) គឺជាកាតាលីករជីវសាស្រ្តដែលប្រើក្នុងការផលិតផលិតផលអាស៊ីតឡាក់ទិក។ ច្បាប់អន្តរជាតិសម្រាប់នាមត្រកូលនៃអង់ស៊ីម។ អង់ស៊ីមអាចគ្រាន់តែជាប្រូតេអ៊ីនរាងពងក្រពើប៉ុណ្ណោះ។ កម្រិតរចនាសម្ព័ន្ធប្រូតេអ៊ីន។ Kinetics នៃកាតាលីករអង់ស៊ីម។

អរូបីបន្ថែម ០១/២៦/២០០៩


គំនិតនៃកាតាលីករជីវសាស្រ្ត សកម្មភាពនៃអង់ស៊ីមនៅក្នុងប្រព័ន្ធរស់នៅ និងការចាត់ថ្នាក់របស់វា។ កត្តាដែលប៉ះពាល់ដល់សកម្មភាពរបស់កាតាលីករជីវសាស្រ្ត។ សារធាតុដែលហៅថា coenzymes ។ Kinetics នៃកាតាលីករអង់ស៊ីម សមីការ Michaelis-Menten ។

S. I. LEVCENKOV

គីមីវិទ្យា​រូបវិទ្យា និង​កូឡាជែន

អរូបីនៃការបង្រៀនសម្រាប់និស្សិតនៃមហាវិទ្យាល័យជីវវិទ្យានៃសាកលវិទ្យាល័យសហព័ន្ធភាគខាងត្បូង (RSU)

2.3 ដំណើរការកាតាលីករ

អត្រានៃប្រតិកម្មគីមីនៅសីតុណ្ហភាពដែលបានផ្តល់ឱ្យត្រូវបានកំណត់ដោយអត្រានៃការបង្កើតស្មុគស្មាញដែលធ្វើឱ្យសកម្មដែលអាស្រ័យលើតម្លៃនៃថាមពលធ្វើឱ្យសកម្ម។ នៅក្នុងប្រតិកម្មគីមីជាច្រើន រចនាសម្ព័ន្ធនៃស្មុគ្រស្មាញដែលបានធ្វើឱ្យសកម្មអាចរួមបញ្ចូលសារធាតុដែលមិនមែនជាប្រតិកម្ម stoichiometrically; ជាក់ស្តែងក្នុងករណីនេះតម្លៃនៃថាមពលធ្វើឱ្យសកម្មនៃដំណើរការក៏ផ្លាស់ប្តូរផងដែរ។ ក្នុងករណីដែលមានវត្តមាននៃរដ្ឋអន្តរកាលជាច្រើន ប្រតិកម្មនឹងដំណើរការជាចម្បងលើផ្លូវដែលមានរបាំងធ្វើឱ្យសកម្មទាបបំផុត។

Catalysis គឺជាបាតុភូតនៃការផ្លាស់ប្តូរអត្រានៃប្រតិកម្មគីមីនៅក្នុងវត្តមាននៃសារធាតុដែលស្ថានភាពនិងបរិមាណនៅតែមិនផ្លាស់ប្តូរបន្ទាប់ពីប្រតិកម្ម។

បែងចែក វិជ្ជមាននិង អវិជ្ជមាន catalysis (រៀងគ្នាការកើនឡើងនិងការថយចុះនៃអត្រាប្រតិកម្ម) ទោះបីជាជាញឹកញាប់ពាក្យ "catalysis" មានន័យថាគ្រាន់តែជាកាតាលីករវិជ្ជមាន; កាតាលីករអវិជ្ជមានត្រូវបានគេហៅថា ការរារាំង.

សារធាតុដែលជាផ្នែកមួយនៃរចនាសម្ព័ន្ធនៃស្មុគ្រស្មាញដែលបានធ្វើឱ្យសកម្ម ប៉ុន្តែមិនមែនជាសារធាតុប្រតិកម្ម stoichiometrically ត្រូវបានគេហៅថាកាតាលីករ។ កាតាលីករទាំងអស់ត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយលក្ខណៈសម្បត្តិទូទៅដូចជាភាពជាក់លាក់ និងការជ្រើសរើសសកម្មភាព។

ភាពជាក់លាក់កាតាលីករស្ថិតនៅក្នុងសមត្ថភាពរបស់វាក្នុងការបង្កើនល្បឿននៃប្រតិកម្មតែមួយ ឬក្រុមនៃប្រតិកម្មនៃប្រភេទដូចគ្នា និងមិនប៉ះពាល់ដល់អត្រានៃប្រតិកម្មផ្សេងទៀត។ ឧទាហរណ៍ លោហៈផ្លាស់ប្តូរជាច្រើន (ផ្លាទីន ទង់ដែង នីកែល ដែក។ល។) គឺជាកាតាលីករសម្រាប់ដំណើរការអ៊ីដ្រូសែន។ អុកស៊ីដអាលុយមីញ៉ូ ជំរុញប្រតិកម្មជាតិទឹក ។ល។

ការជ្រើសរើសកាតាលីករ - សមត្ថភាពក្នុងការបង្កើនល្បឿននៃប្រតិកម្មប៉ារ៉ាឡែលមួយដែលអាចធ្វើទៅបានក្រោមលក្ខខណ្ឌដែលបានផ្តល់ឱ្យ។ ដោយសារតែនេះ វាអាចទៅរួចដោយប្រើកាតាលីករផ្សេងៗគ្នា ដើម្បីទទួលបានផលិតផលផ្សេងៗគ្នាពីវត្ថុធាតុដើមដូចគ្នា៖

: CO + H 2 ––> CH 3 OH	: C 2 H 5 OH --> C 2 H 4 + H 2 O
: CO + H 2 --> CH 4 + H 2 O	: C 2 H 5 OH --> CH 3 CHO + H 2

ហេតុផលសម្រាប់ការកើនឡើងនៃអត្រាប្រតិកម្មជាមួយនឹងកាតាលីករវិជ្ជមានគឺការថយចុះនៃថាមពលសកម្មនៅពេលដែលប្រតិកម្មដំណើរការតាមរយៈស្មុគស្មាញដែលបានធ្វើឱ្យសកម្មដោយមានការចូលរួមពីកាតាលីករ (រូបភាព 2.8) ។

ដោយសារយោងទៅតាមសមីការ Arrhenius អត្រាថេរនៃប្រតិកម្មគីមីគឺអាស្រ័យដោយអិចស្ប៉ូណង់ស្យែលលើថាមពលធ្វើឱ្យសកម្ម ការថយចុះក្រោយបណ្តាលឱ្យមានការកើនឡើងគួរឱ្យកត់សម្គាល់នូវអត្រាថេរ។ ជាការពិតណាស់ ប្រសិនបើយើងសន្មត់ថាកត្តាមុនអិចស្ប៉ូណង់ស្យែលនៅក្នុងសមីការ Arrhenius (II.32) សម្រាប់ប្រតិកម្មកាតាលីករ និងមិនមែនកាតាលីករគឺនៅជិត នោះសម្រាប់សមាមាត្រនៃអត្រាថេរ យើងអាចសរសេរបាន៖

ប្រសិនបើΔE A = –50 kJ/mol នោះសមាមាត្រនៃអត្រាថេរនឹងមាន 2.7·10 6 ដង (ជាការពិតណាស់នៅក្នុងការអនុវត្តជាក់ស្តែងការថយចុះនៃ E A បង្កើនអត្រាប្រតិកម្មប្រហែល 10 5 ដង) ។

វាគួរតែត្រូវបានកត់សម្គាល់ថាវត្តមានរបស់កាតាលីករមិនប៉ះពាល់ដល់ទំហំនៃការផ្លាស់ប្តូរសក្តានុពលនៃទែរម៉ូឌីណាមិកដែលជាលទ្ធផលនៃដំណើរការនេះហើយដូច្នេះ។ គ្មានកាតាលីករណាអាចបង្កើតដំណើរការដែលមិនអាចធ្វើទៅបានតាមទែម៉ូឌីណាមិកដោយឯកឯងនោះទេ។ (នៃដំណើរការដែល ΔG (ΔF) ធំជាងសូន្យ)។ កាតាលីករមិនផ្លាស់ប្តូរតម្លៃនៃលំនឹងថេរសម្រាប់ប្រតិកម្មបញ្ច្រាស; ឥទ្ធិពលនៃកាតាលីករក្នុងករណីនេះមានតែនៅក្នុងការបង្កើនល្បឿននៃការសម្រេចបាននូវស្ថានភាពលំនឹងមួយ។

អាស្រ័យលើស្ថានភាពដំណាក់កាលនៃប្រតិកម្ម និងកាតាលីករ កាតាលីករដូចគ្នា និងតំណពូជត្រូវបានសម្គាល់។

អង្ករ។ ២.៨ដ្យាក្រាមថាមពលនៃប្រតិកម្មគីមីដោយគ្មានកាតាលីករ (1)
និងនៅក្នុងវត្តមាននៃកាតាលីករ (2) ។

2.3.1 កាតាលីករដូចគ្នា

កាតាលីករដូចគ្នា គឺជាប្រតិកម្មកាតាលីករ ដែលសារធាតុប្រតិកម្ម និងកាតាលីករស្ថិតក្នុងដំណាក់កាលតែមួយ។ នៅក្នុងករណីនៃដំណើរការកាតាលីករដូចគ្នា កាតាលីករបង្កើតផលិតផលដែលមានប្រតិកម្មកម្រិតមធ្យមជាមួយនឹងសារធាតុ reagents ។ ពិចារណាប្រតិកម្មខ្លះ

ក + ខ ––> គ

នៅក្នុងវត្តមាននៃកាតាលីករមួយជំហានលឿនពីរត្រូវបានអនុវត្តដែលបណ្តាលឱ្យមានការបង្កើតភាគល្អិតនៃសមាសធាតុមធ្យម AA ហើយបន្ទាប់មក (តាមរយៈ AVK ស្មុគស្មាញដែលបានធ្វើឱ្យសកម្ម) ផលិតផលប្រតិកម្មចុងក្រោយជាមួយនឹងការបង្កើតឡើងវិញកាតាលីករ:

A + K --> AK

AK+V --> C+K

ឧទាហរណ៍នៃដំណើរការបែបនេះគឺការរលាយនៃអាសេតាល់ដេអ៊ីតដែលជាថាមពលធ្វើឱ្យសកម្មគឺ E A = 190 kJ/mol៖

CH 3 CHO --> CH 4 + CO

នៅក្នុងវត្តមាននៃចំហាយអ៊ីយ៉ូតដំណើរការនេះដំណើរការជាពីរដំណាក់កាល៖

CH 3 CHO + I 2 --> CH 3 I + HI + CO

CH 3 I + HI --> CH 4 + I 2

ការថយចុះនៃថាមពលសកម្មនៃប្រតិកម្មនេះនៅក្នុងវត្តមាននៃកាតាលីករគឺ 54 kJ / mol; ក្នុងករណីនេះ អត្រាប្រតិកម្មថេរកើនឡើងប្រហែលដោយកត្តា 105 ។ ប្រភេទទូទៅបំផុតនៃកាតាលីករដូចគ្នាគឺកាតាលីករអាស៊ីតដែលក្នុងនោះអ៊ីយ៉ុងអ៊ីដ្រូសែន H + ដើរតួជាកាតាលីករ។

2.3.2 Autocatalysis ។

ស្វ័យប្រវត្តិកម្ម- ដំណើរការនៃការពន្លឿនកាតាលីករនៃប្រតិកម្មគីមីដោយផលិតផលមួយរបស់វា។ ឧទាហរណ៏មួយគឺ hydrolysis នៃ esters កាតាលីករដោយអ៊ីយ៉ុងអ៊ីដ្រូសែន។ អាស៊ីតដែលបង្កើតឡើងកំឡុងពេល hydrolysis dissociates ជាមួយនឹងការបង្កើតប្រូតុង ដែលបង្កើនល្បឿននៃប្រតិកម្ម hydrolysis ។ លក្ខណៈពិសេសមួយនៃប្រតិកម្ម autocatalytic គឺថា ប្រតិកម្មនេះដំណើរការជាមួយនឹងការកើនឡើងថេរនៃកំហាប់នៃកាតាលីករ។ ដូច្នេះក្នុងអំឡុងពេលដំបូងនៃប្រតិកម្មអត្រារបស់វាកើនឡើងហើយនៅដំណាក់កាលបន្តបន្ទាប់ដែលជាលទ្ធផលនៃការថយចុះនៃកំហាប់នៃ reagents អត្រាចាប់ផ្តើមថយចុះ; ខ្សែកោង kinetic នៃផលិតផលនៃប្រតិកម្ម autocatalytic មានទម្រង់រាងអក្សរ S (រូបភាព 2.9) ។

អង្ករ។ ២.៩ខ្សែកោង Kinetic នៃផលិតផលប្រតិកម្ម autocatalytic

2.3.3 កាតាលីសខុសធម្មតា

កាតាលីករចម្រុះ - ប្រតិកម្មកាតាលីករកើតឡើងនៅចំនុចប្រទាក់រវាងដំណាក់កាលដែលបង្កើតឡើងដោយកាតាលីករនិងប្រតិកម្ម។ យន្តការនៃដំណើរការកាតាលីករខុសធម្មតា មានភាពស្មុគស្មាញជាងករណីកាតាលីករដូចគ្នា។ នៅ​ក្នុង​ប្រតិកម្ម​កាតាលីករ​ខុស​គ្នា​នីមួយៗ យ៉ាង​ហោច​ណាស់​ប្រាំមួយ​ដំណាក់​កាល​អាច​ត្រូវ​បាន​សម្គាល់​បាន៖

1. ការសាយភាយសម្ភារៈចាប់ផ្តើមទៅផ្ទៃកាតាលីករ។

2. ការស្រូបយកសារធាតុចាប់ផ្តើមលើផ្ទៃជាមួយនឹងការបង្កើតសមាសធាតុកម្រិតមធ្យមមួយចំនួន៖

A + B + K --> AVK

3. ការធ្វើឱ្យសកម្មនៃស្ថានភាព adsorbed (ថាមពលដែលត្រូវការសម្រាប់ការនេះគឺថាមពលធ្វើឱ្យសកម្មពិតប្រាកដនៃដំណើរការ):

AVK ––> AVK #

4. ការរលួយនៃស្មុគស្មាញដែលបានធ្វើឱ្យសកម្មជាមួយនឹងការបង្កើតផលិតផលប្រតិកម្ម adsorbed:

ABK # ––> CDK

5. Desorption ផលិតផលប្រតិកម្មចេញពីផ្ទៃកាតាលីករ។

СDК ––> С + D + К

6. ការសាយភាយនៃផលិតផលប្រតិកម្មចេញពីផ្ទៃកាតាលីករ។

លក្ខណៈពិសេសជាក់លាក់មួយនៃដំណើរការ heterocatalytic គឺសមត្ថភាពរបស់កាតាលីករដែលត្រូវបានផ្សព្វផ្សាយនិងបំពុល។

ការផ្សព្វផ្សាយ- ការកើនឡើងនៃសកម្មភាពរបស់កាតាលីករនៅក្នុងវត្តមាននៃសារធាតុដែលមិនមែនជាខ្លួនវាជាកាតាលីករនៃដំណើរការនេះ (អ្នកផ្សព្វផ្សាយ) ។ ឧទាហរណ៍សម្រាប់ប្រតិកម្មដែលជំរុញដោយនីកែលលោហធាតុ

CO + H 2 --> CH 4 + H 2 O

ការណែនាំនៃភាពមិនបរិសុទ្ធតូចមួយនៃ cerium ចូលទៅក្នុងកាតាលីករនីកែលនាំឱ្យមានការកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំងនៃសកម្មភាពរបស់កាតាលីករ។

ការពុល- ការថយចុះយ៉ាងខ្លាំងនៃសកម្មភាពរបស់កាតាលីករនៅក្នុងវត្តមាននៃសារធាតុមួយចំនួន (ដែលគេហៅថាសារធាតុពុលកាតាលីករ) ។ ឧទាហរណ៍សម្រាប់ប្រតិកម្មសំយោគអាម៉ូញាក់ (កាតាលីករ - អេប៉ុងដែក) វត្តមាននៃសមាសធាតុអុកស៊ីដឬស្ពាន់ធ័រនៅក្នុងល្បាយប្រតិកម្មបណ្តាលឱ្យមានការថយចុះយ៉ាងខ្លាំងនៃសកម្មភាពរបស់កាតាលីករដែក; ក្នុងពេលជាមួយគ្នានោះ សមត្ថភាពរបស់កាតាលីករក្នុងការស្រូបយកសារធាតុដំបូងមានការថយចុះបន្តិច។

ដើម្បីពន្យល់ពីលក្ខណៈពិសេសទាំងនេះនៃដំណើរការកាតាលីករខុសធម្មតា G. Taylor បានធ្វើការសន្មត់ដូចខាងក្រោម: មិនមែនផ្ទៃទាំងមូលនៃកាតាលីករគឺសកម្មកាតាលីករទេ ប៉ុន្តែមានតែផ្នែកខ្លះរបស់វាប៉ុណ្ណោះ - ដែលហៅថា។ មជ្ឈមណ្ឌលសកម្ម ដែលអាចជាពិការភាពផ្សេងៗនៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់នៃកាតាលីករ (ឧទាហរណ៍ ការលេចចេញ ឬការធ្លាក់ទឹកចិត្តលើផ្ទៃនៃកាតាលីករ)។ នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ ពុំមានទ្រឹស្តីបង្រួបបង្រួមនៃកាតាលីករខុសធម្មតាទេ។ សម្រាប់កាតាលីករដែក ក ទ្រឹស្តីពហុគុណ . បទប្បញ្ញត្តិសំខាន់ៗនៃទ្រឹស្តីពហុគុណមានដូចខាងក្រោម៖

1. មជ្ឈមណ្ឌលសកម្មនៃកាតាលីករគឺជាសំណុំនៃចំនួនជាក់លាក់នៃមជ្ឈមណ្ឌល adsorption ដែលមានទីតាំងនៅលើផ្ទៃនៃកាតាលីករក្នុងធរណីមាត្រស្របតាមរចនាសម្ព័ន្ធនៃម៉ូលេគុលដែលកំពុងដំណើរការផ្លាស់ប្តូរ។

2. នៅពេលដែលម៉ូលេគុលប្រតិកម្មត្រូវបាន adsorbed នៅលើគេហទំព័រសកម្ម ស្មុគស្មាញ multiplet ត្រូវបានបង្កើតឡើង ដែលជាលទ្ធផលដែលចំណងត្រូវបានចែកចាយឡើងវិញ ដែលនាំទៅដល់ការបង្កើតផលិតផលប្រតិកម្ម។

ទ្រឹស្ដីនៃពហុគុណត្រូវបានគេហៅថា ទ្រឹស្តីនៃភាពស្រដៀងគ្នាធរណីមាត្ររវាងមជ្ឈមណ្ឌលសកម្ម និងម៉ូលេគុលប្រតិកម្ម។ សម្រាប់ប្រតិកម្មផ្សេងៗគ្នាចំនួននៃមជ្ឈមណ្ឌលស្រូបយក (ដែលនីមួយៗត្រូវបានសម្គាល់ដោយអាតូមដែក) នៅក្នុងមជ្ឈមណ្ឌលសកម្មគឺខុសគ្នា - 2, 3, 4 ។ល។ មជ្ឈមណ្ឌលសកម្មបែបនេះត្រូវបានគេហៅថារៀងគ្នា doublet, triplet, quadruplet ។ល។ (ក្នុងករណីទូទៅ ពហុគុណ ដែលទ្រឹស្តីជំពាក់ឈ្មោះរបស់វា)។

ឧទាហរណ៍យោងទៅតាមទ្រឹស្ដីនៃ multiplets ការ dehydrogenation នៃជាតិអាល់កុល monohydric ឆ្អែតកើតឡើងនៅលើ doublet និង dehydrogenation នៃ cyclohexane - នៅលើ sextet (រូបភាព 2.10 - 2.11); ទ្រឹស្ដី Multiplet បានធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីទាក់ទងសកម្មភាពកាតាលីករនៃលោហធាតុទៅនឹងកាំអាតូមរបស់វា។

អង្ករ។ ២.១០ Dehydrogenation នៃជាតិអាល់កុលនៅលើពីរដង

អង្ករ។ ២.១១ការខ្សោះជាតិទឹកនៃ cyclohexane នៅលើ sextet

2.3.4 កាតាលីករអង់ស៊ីម។

កាតាលីករអង់ស៊ីម - ប្រតិកម្មកាតាលីករកើតឡើងជាមួយនឹងការចូលរួមនៃអង់ស៊ីម - កាតាលីករជីវសាស្រ្តនៃធម្មជាតិប្រូតេអ៊ីន។ កាតាលីករអង់ស៊ីមមានលក្ខណៈពិសេសពីរ៖

1. សកម្មភាពខ្ពស់។ ដែលជាលំដាប់ជាច្រើននៃរ៉ិចទ័រខ្ពស់ជាងសកម្មភាពនៃកាតាលីករអសរីរាង្គ ដែលត្រូវបានពន្យល់ដោយការថយចុះយ៉ាងខ្លាំងនៃថាមពលសកម្មនៃដំណើរការដោយអង់ស៊ីម។ ដូច្នេះ អត្រាថេរនៃប្រតិកម្មនៃការរលាយនៃអ៊ីដ្រូសែន peroxide ដែលជំរុញដោយអ៊ីយ៉ុង Fe 2+ គឺ 56 s -1 ; អត្រាថេរនៃប្រតិកម្មដូចគ្នាដែលកាតាលីករដោយអង់ស៊ីម catalase គឺ 3.5 · 10 7 , i.e. ប្រតិកម្មនៅក្នុងវត្តមាននៃអង់ស៊ីមដំណើរការលឿនជាងមួយលានដង (ថាមពលធ្វើឱ្យសកម្មនៃដំណើរការគឺ 42 និង 7.1 kJ / mol រៀងគ្នា) ។ អត្រាថេរនៃអ៊ីដ្រូលីស៊ីអ៊ីដ្រូលីសអ៊ីដ្រូលីសនៅក្នុងវត្តមាននៃអាស៊ីតនិង urease ខុសគ្នាដោយលំដាប់ដប់បីនៃរ៉ិចទ័រដែលស្មើនឹង 7.4 · 10 -7 និង 5 · 10 6 s -1 (ថាមពលធ្វើឱ្យសកម្មគឺ 103 និង 28 kJ / mol រៀងគ្នា) ។

2. ភាពជាក់លាក់ខ្ពស់។ . ឧទាហរណ៍ អាមីឡាស ជំរុញការបំបែកម្សៅ ដែលជាខ្សែសង្វាក់នៃឯកតាគ្លុយកូសដូចគ្នាបេះបិទ ប៉ុន្តែមិនធ្វើកាតាលីករអ៊ីដ្រូលីសនៃ sucrose ដែលជាម៉ូលេគុលដែលផ្សំឡើងដោយបំណែកជាតិស្ករ និង fructose ។

យោងទៅតាមគំនិតដែលទទួលយកជាទូទៅអំពីយន្តការនៃកាតាលីករអង់ស៊ីម ស្រទាប់ខាងក្រោម S និងអង់ស៊ីម F ស្ថិតក្នុងលំនឹងជាមួយនឹង FS ស្រទាប់អង់ស៊ីមដែលបង្កើតឡើងយ៉ាងឆាប់រហ័សដែល decomposes យឺតទៅនឹងផលិតផលប្រតិកម្ម P ជាមួយនឹងការបញ្ចេញអង់ស៊ីមសេរី។ ដូច្នេះដំណាក់កាលនៃការរលាយនៃស្រទាប់អង់ស៊ីម - ស្រទាប់ខាងក្រោមចូលទៅក្នុងផលិតផលប្រតិកម្មគឺការកំណត់អត្រា (កម្រិត) ។

F+S<––>FS ––> F+P

ការសិក្សាអំពីភាពអាស្រ័យនៃអត្រានៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីមលើកំហាប់នៃស្រទាប់ខាងក្រោមនៅកំហាប់ថេរនៃអង់ស៊ីម បានបង្ហាញថា ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃកំហាប់នៃស្រទាប់ខាងក្រោម អត្រាប្រតិកម្មនឹងកើនឡើងដំបូង ហើយបន្ទាប់មកឈប់ផ្លាស់ប្តូរ (រូបភព។ 2.12) និងការពឹងផ្អែកនៃអត្រាប្រតិកម្មលើកំហាប់នៃស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានពិពណ៌នាដោយសមីការដូចខាងក្រោម:

(II.45)

ការបង្កើនល្បឿននៃប្រតិកម្មគីមីនៅក្រោមសកម្មភាពនៃបរិមាណតិចតួចនៃសារធាតុ (កាតាលីករ) ដែលខ្លួនគេមិនផ្លាស់ប្តូរក្នុងអំឡុងពេលប្រតិកម្ម។ ដំណើរការកាតាលីករដើរតួនាទីយ៉ាងធំក្នុងជីវិតរបស់យើង។ កាតាលីករជីវសាស្រ្តដែលហៅថាអង់ស៊ីមត្រូវបានចូលរួមនៅក្នុងបទប្បញ្ញត្តិនៃដំណើរការជីវគីមី។ ដំណើរការឧស្សាហកម្មជាច្រើននឹងមិនអាចទៅរួចទេបើគ្មានកាតាលីករ។

ទ្រព្យសម្បត្តិសំខាន់បំផុតនៃកាតាលីករគឺការជ្រើសរើស, i.e. សមត្ថភាពក្នុងការបង្កើនអត្រានៃប្រតិកម្មគីមីមួយចំនួនចេញពីច្រើនដែលអាចធ្វើទៅបាន។ នេះអនុញ្ញាតឱ្យមានប្រតិកម្មយឺតពេកនៅក្រោមលក្ខខណ្ឌធម្មតាសម្រាប់ការប្រើប្រាស់ជាក់ស្តែង និងធានានូវការបង្កើតផលិតផលដែលចង់បាន។

ការប្រើប្រាស់កាតាលីករបានរួមចំណែកដល់ការអភិវឌ្ឍន៍យ៉ាងឆាប់រហ័សនៃឧស្សាហកម្មគីមី។ ពួកវាត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយក្នុងការចម្រាញ់ប្រេង ការទទួលបានផលិតផលផ្សេងៗ ការបង្កើតវត្ថុធាតុដើមថ្មី (ឧទាហរណ៍ ផ្លាស្ទិច) ជាញឹកញាប់មានតម្លៃថោកជាងផលិតផលដែលបានប្រើពីមុន។ ប្រហែល 90% នៃផលិតកម្មគីមីទំនើបគឺផ្អែកលើដំណើរការកាតាលីករ។ ដំណើរការកាតាលីករដើរតួនាទីពិសេសក្នុងការការពារបរិស្ថាន។

នៅឆ្នាំ 1835 អ្នកគីមីវិទ្យាជនជាតិស៊ុយអែត J. Berzelius បានរកឃើញថានៅក្នុងវត្តមាននៃសារធាតុមួយចំនួនអត្រានៃប្រតិកម្មគីមីមួយចំនួនកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំង។ ចំពោះសារធាតុបែបនេះគាត់បានណែនាំពាក្យ "កាតាលីករ" (ពីភាសាក្រិច។

កាតាលីករ- ការសំរាកលំហែ) ។ យោងតាមលោក Berzelius កាតាលីករមានសមត្ថភាពពិសេសក្នុងការចុះខ្សោយចំណងរវាងអាតូមនៅក្នុងម៉ូលេគុលដែលពាក់ព័ន្ធនឹងប្រតិកម្ម ដូច្នេះសម្របសម្រួលអន្តរកម្មរបស់ពួកគេ។ ការរួមចំណែកដ៏អស្ចារ្យក្នុងការអភិវឌ្ឍន៍គំនិតអំពីការងាររបស់កាតាលីករត្រូវបានធ្វើឡើងដោយអ្នកជំនាញរូបវិទ្យាជនជាតិអាឡឺម៉ង់ W. Ostwald ដែលនៅឆ្នាំ 1880 បានកំណត់កាតាលីករជាសារធាតុដែលផ្លាស់ប្តូរអត្រាប្រតិកម្ម។

យោងទៅតាមគោលគំនិតទំនើប កាតាលីករបង្កើតបានជាស្មុគ្រស្មាញជាមួយនឹងម៉ូលេគុលប្រតិកម្ម ដែលត្រូវបានរក្សាលំនឹងដោយចំណងគីមី។ បន្ទាប់​ពី​ការ​រៀប​ចំ​ឡើង​វិញ ស្មុគ្រ​ស្មាញ​នេះ​បំបែក​ចេញ​ផលិតផល និង​កាតាលីករ។ សម្រាប់ប្រតិកម្ម monomolecular នៃការផ្លាស់ប្តូរនៃម៉ូលេគុលមួយ។

X ទៅ Y ដំណើរការទាំងមូលអាចត្រូវបានតំណាងថាជា X + ឆ្មា។ ® X - ឆ្មា។ ® Y -Cat ។ ® Y + ឆ្មា។ កាតាលីកររំដោះបានភ្ជាប់ឡើងវិញជាមួយ X ហើយវដ្តទាំងមូលត្រូវបានធ្វើម្តងទៀតជាច្រើនដងដោយផ្តល់នូវការបង្កើតបរិមាណដ៏ច្រើននៃផលិតផល - សារធាតុយ. សារធាតុជាច្រើននៅក្រោមលក្ខខណ្ឌធម្មតាមិនចូលទៅក្នុងប្រតិកម្មគីមីជាមួយគ្នាទេ។ ដូច្នេះអ៊ីដ្រូសែន និងកាបូនម៉ូណូអុកស៊ីតនៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់មិនមានអន្តរកម្មជាមួយគ្នាទេ ចាប់តាំងពីចំណងរវាងអាតូមនៅក្នុងម៉ូលេគុលមួយ។ H2 រឹងមាំគ្រប់គ្រាន់ និងមិនបំបែកនៅពេលដែលត្រូវបានវាយប្រហារដោយម៉ូលេគុលមួយ។សហ . កាតាលីករនាំម៉ូលេគុលរួមគ្នា H2 និង CO ដោយបង្កើតទំនាក់ទំនងជាមួយពួកគេ។ បន្ទាប់​ពី​ការ​រៀប​ចំ​ឡើង​វិញ ស្មុគ្រស្មាញ​កាតាលីករ-ប្រតិកម្ម​នឹង​បំបែក​ចេញ​ជា​ផលិតផល​ដែល​មាន​អាតូម C, H, និង O ។ ជារឿយៗនៅពេលដែលសារធាតុដូចគ្នាមានអន្តរកម្ម ផលិតផលផ្សេងៗគ្នាត្រូវបានបង្កើតឡើង។ កាតាលីករអាចដឹកនាំដំណើរការនៅតាមផ្លូវដែលអំណោយផលបំផុតសម្រាប់ការបង្កើតផលិតផលជាក់លាក់មួយ។ ពិចារណាប្រតិកម្មរវាង CO និង H2 . នៅក្នុងវត្តមាននៃកាតាលីករដែលមានទង់ដែង មេតាណុល គឺជាផលិតផលប្រតិកម្មតែមួយគត់៖ដំបូងបង្អស់ ម៉ូលេគុល CO និង H 2 adsorbed នៅលើផ្ទៃកាតាលីករ។ បន្ទាប់មកម៉ូលេគុល CO បង្កើតជាចំណងគីមីជាមួយកាតាលីករ (ការស្រូបយកគីមីកើតឡើង) ដែលនៅសេសសល់ក្នុងទម្រង់មិនរលាយ។ ម៉ូលេគុលអ៊ីដ្រូសែនក៏ត្រូវបានគីមីនៅលើផ្ទៃកាតាលីករដែរ ប៉ុន្តែបំបែកក្នុងពេលតែមួយ។ ជាលទ្ធផលនៃការរៀបចំឡើងវិញ ការផ្លាស់ប្តូរស្មុគស្មាញ H-Cat.- CH2OH . បន្ទាប់ពីបន្ថែមអាតូមហ ស្មុគស្មាញបំបែកដើម្បីដោះលែង CH 3 OH និងកាតាលីករ។ នៅក្នុងវត្តមាននៃកាតាលីករនីកែលទាំង CO និង H 2 ត្រូវបាន chemisorbed លើផ្ទៃក្នុងទម្រង់ dissociated ហើយ Cat.-CH complex ត្រូវបានបង្កើតឡើង 3 . ផលិតផលចុងក្រោយនៃប្រតិកម្មគឺ CH 4 និង H 2 O:
ប្រតិកម្មកាតាលីករភាគច្រើនត្រូវបានអនុវត្តនៅសម្ពាធ និងសីតុណ្ហភាពជាក់លាក់ ដោយឆ្លងកាត់ល្បាយប្រតិកម្ម ដែលស្ថិតក្នុងស្ថានភាពឧស្ម័ន ឬរាវ តាមរយៈរ៉េអាក់ទ័រដែលពោរពេញទៅដោយភាគល្អិតកាតាលីករ។ គោលគំនិតខាងក្រោមត្រូវបានប្រើដើម្បីពិពណ៌នាអំពីលក្ខខណ្ឌប្រតិកម្ម និងកំណត់លក្ខណៈផលិតផល។ ល្បឿនលំហ - បរិមាណឧស្ម័នឬរាវដែលឆ្លងកាត់បរិមាណឯកតានៃកាតាលីករក្នុងមួយឯកតាពេលវេលា។ សកម្មភាពកាតាលីករ - បរិមាណនៃប្រតិកម្មដែលបំប្លែងដោយកាតាលីករទៅជាផលិតផលក្នុងមួយឯកតានៃពេលវេលា។ ការបំប្លែងគឺជាសមាមាត្រនៃសារធាតុដែលបានបំប្លែងនៅក្នុងប្រតិកម្មដែលបានផ្តល់ឱ្យ។ ការជ្រើសរើសគឺជាសមាមាត្រនៃបរិមាណនៃផលិតផលជាក់លាក់មួយទៅនឹងចំនួនសរុបនៃផលិតផល (ជាធម្មតាត្រូវបានបញ្ជាក់ជាភាគរយ)។ ទិន្នផល - សមាមាត្រនៃបរិមាណនៃផលិតផលដែលបានផ្តល់ឱ្យទៅនឹងបរិមាណនៃសម្ភារៈចាប់ផ្តើម (ជាធម្មតាត្រូវបានបង្ហាញជាភាគរយ) ។ ផលិតភាព - បរិមាណនៃផលិតផលប្រតិកម្មដែលបានបង្កើតឡើងក្នុងមួយឯកតាបរិមាណក្នុងមួយឯកតាពេលវេលា។ ប្រភេទនៃកាតាលីករ កាតាលីករត្រូវបានចាត់ថ្នាក់តាមលក្ខណៈនៃប្រតិកម្មដែលពួកគេផ្សព្វផ្សាយ សមាសធាតុគីមី ឬលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្តរបស់ពួកគេ។ ស្ទើរតែគ្រប់ធាតុគីមី និងសារធាតុទាំងអស់មានលក្ខណៈសម្បត្តិកាតាលីករដល់កម្រិតមួយ ឬមួយផ្សេងទៀត - ដោយខ្លួនឯង ឬច្រើនតែនៅក្នុងបន្សំផ្សេងៗ។ យោងតាមលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្តរបស់ពួកវា កាតាលីករត្រូវបានបែងចែកទៅជា homogeneous និង heterogeneous ។ កាតាលីករមិនដូចគ្នាទេ គឺជាអង្គធាតុរឹងដែលមានលក្ខណៈដូចគ្នា និងបែកខ្ញែកនៅក្នុងមជ្ឈដ្ឋានឧស្ម័ន ឬរាវដូចគ្នាទៅនឹងសារធាតុប្រតិកម្ម។

កាតាលីករចម្រុះជាច្រើនមានផ្ទុកលោហធាតុ។ លោហធាតុមួយចំនួន ជាពិសេសវត្ថុដែលទាក់ទងនឹង

VIII ក្រុមនៃប្រព័ន្ធតាមកាលកំណត់នៃធាតុ, មានសកម្មភាពកាតាលីករដោយខ្លួនឯង; ឧទាហរណ៍ធម្មតាគឺផ្លាទីន។ ប៉ុន្តែលោហៈភាគច្រើនបង្ហាញពីលក្ខណៈសម្បត្តិកាតាលីករ ដែលស្ថិតនៅក្នុងសមាសភាពនៃសមាសធាតុ។ ឧទាហរណ៍ - អាលុយមីញ៉ូម (អុកស៊ីដអាលុយមីញ៉ូមអាល់ ២ អូ ៣) ។ ទ្រព្យសម្បត្តិមិនធម្មតានៃកាតាលីករច្រើនប្រភេទគឺផ្ទៃធំរបស់វា។ ពួកវាត្រូវបានជ្រាបចូលដោយរន្ធញើសជាច្រើន ផ្ទៃដីសរុបដែលជួនកាលឈានដល់ 500 ម៉ែត្រ។ 2 ក្នុង 1 ក្រាមនៃកាតាលីករ។ ក្នុងករណីជាច្រើន អុកស៊ីដដែលមានផ្ទៃធំដើរតួជាស្រទាប់ខាងក្រោមដែលភាគល្អិតកាតាលីករដែកត្រូវបានដាក់ក្នុងទម្រង់ជាចង្កោមតូចៗ។ នេះធានានូវអន្តរកម្មប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពនៃសារធាតុ reagents ក្នុងដំណាក់កាលឧស្ម័ន ឬរាវ ជាមួយនឹងលោហៈធាតុសកម្មកាតាលីករ។ ថ្នាក់ពិសេសនៃកាតាលីករមិនដូចគ្នាគឺ zeolites - សារធាតុរ៉ែគ្រីស្តាល់នៃក្រុម aluminosilicate (សមាសធាតុនៃស៊ីលីកូននិងអាលុយមីញ៉ូម) ។ ទោះបីជាកាតាលីករខុសធម្មតាជាច្រើនមានផ្ទៃដីធំក៏ដោយ ជាធម្មតាពួកវាមានទីតាំងសកម្មមួយចំនួនតូចប៉ុណ្ណោះ ដែលស្មើនឹងផ្នែកតូចមួយនៃផ្ទៃដីសរុប។ កាតាលីករអាចបាត់បង់សកម្មភាពរបស់ពួកគេនៅក្នុងវត្តមាននៃបរិមាណតិចតួចនៃសមាសធាតុគីមីដែលហៅថាសារធាតុពុលកាតាលីករ។ សារធាតុទាំងនេះភ្ជាប់ទៅនឹងមជ្ឈមណ្ឌលសកម្មរារាំងពួកគេ។ ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធនៃមជ្ឈមណ្ឌលសកម្មគឺជាកម្មវត្ថុនៃការស្រាវជ្រាវដ៏ខ្លាំងក្លា។

កាតាលីករដូចគ្នាមានលក្ខណៈគីមីផ្សេងៗគ្នា - អាស៊ីត (H

2 SO 4 ឬ H 3 RO 4 ), មូលដ្ឋាន (NaOH ), អាមីនសរីរាង្គ, លោហធាតុ, ភាគច្រើនជាញឹកញាប់អន្តរកាល ( Fe ឬ Rh ) ក្នុងទម្រង់ជាអំបិល សមាសធាតុសរីរាង្គ ឬកាបូននីល។ កាតាលីករក៏រួមបញ្ចូលអង់ស៊ីមផងដែរ - ម៉ូលេគុលប្រូតេអ៊ីនដែលគ្រប់គ្រងប្រតិកម្មជីវគីមី។ ទីតាំងសកម្មនៃអង់ស៊ីមមួយចំនួនមានអាតូមដែក ( Zn, Cu, Fe ឬ Mo) ។ អង់ស៊ីមដែលមានជាតិដែក បំប្លែងប្រតិកម្មដែលពាក់ព័ន្ធនឹងម៉ូលេគុលតូចៗ ( O 2, CO 2 ឬ N 2 ) អង់ស៊ីមមានសកម្មភាព និងការជ្រើសរើសខ្ពស់ ប៉ុន្តែពួកវាដំណើរការតែក្នុងលក្ខខណ្ឌមួយចំនួន ដូចជាប្រតិកម្មកើតឡើងនៅក្នុងសារពាង្គកាយមានជីវិត។ ឧស្សាហកម្មនេះច្រើនតែប្រើអ្វីដែលគេហៅថា។ អង់ស៊ីម immobilized ។ របៀបដែលកាតាលីករដំណើរការ ថាមពល។ ប្រតិកម្មគីមីណាមួយអាចដំណើរការបានលុះត្រាតែប្រតិកម្មយកឈ្នះលើរបាំងថាមពល ហើយសម្រាប់បញ្ហានេះ ពួកគេត្រូវតែទទួលបានថាមពលជាក់លាក់មួយ។ ដូចដែលយើងបាននិយាយរួចមកហើយ ប្រតិកម្មកាតាលីករ X ® Y រួមមានដំណាក់កាលបន្តបន្ទាប់គ្នា។ ម្នាក់ៗត្រូវការថាមពលដើម្បីរត់។អ៊ី ហៅថាថាមពលធ្វើឱ្យសកម្ម។ ការផ្លាស់ប្តូរថាមពលនៅតាមបណ្តោយកូអរដោណេប្រតិកម្មត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភព។ មួយ។

ពិចារណាជាដំបូងអំពីផ្លូវដែលមិនមែនជាកាតាលីករ "កំដៅ" ។ សម្រាប់ប្រតិកម្មកើតឡើង ថាមពលសក្តានុពលនៃម៉ូលេគុល

X ត្រូវតែលើសពីរបាំងថាមពលអ៊ី t . ប្រតិកម្មកាតាលីករមានបីដំណាក់កាល។ ទីមួយគឺការបង្កើតស្មុគស្មាញ X-Cat ។ (chemisorption) ដែលជាថាមពលធ្វើឱ្យសកម្មអ៊ីការផ្សាយពាណិជ្ជកម្ម . ដំណាក់កាលទីពីរគឺការរៀបចំ X-Cat ឡើងវិញ។® យ - ឆ្មា។ ជាមួយនឹងថាមពលធ្វើឱ្យសកម្មអ៊ីឆ្មា ហើយចុងក្រោយទីបី - ការស្រូបយកដោយថាមពលធ្វើឱ្យសកម្មអ៊ី des; អ៊ីពាណិជ្ជកម្ម, អ៊ីខាត់ និង អ៊ីវាតូចជាងច្រើន។ អ៊ី t . ដោយសារអត្រាប្រតិកម្មអាស្រ័យអិចស្ប៉ូណង់ស្យែលលើថាមពលធ្វើឱ្យសកម្ម ប្រតិកម្មកាតាលីករដំណើរការលឿនជាងកម្ដៅនៅសីតុណ្ហភាពដែលបានកំណត់។

កាតាលីករ​អាច​ត្រូវ​បាន​ប្រដូច​ទៅ​នឹង​គ្រូ-មគ្គុទ្ទេសក៍​ដែល​ដឹកនាំ​អ្នក​ឡើង​ភ្នំ (ម៉ូលេគុល​ប្រតិកម្ម) តាម​រយៈ​ជួរ​ភ្នំ។ គាត់​ដឹកនាំ​ក្រុម​មួយ​ឆ្លង​កាត់​ការ​ឆ្លង​កាត់ ហើយ​បន្ទាប់​មក​ត្រឡប់​មក​ក្រុម​បន្ទាប់។ ផ្លូវឆ្លងកាត់គឺទាបជាងផ្លូវដែលឆ្លងកាត់កំពូល (ឆានែលកម្ដៅនៃប្រតិកម្ម) ហើយក្រុមធ្វើឱ្យការផ្លាស់ប្តូរលឿនជាងដោយគ្មានចំហាយ (កាតាលីករ) ។ វា​អាច​ទៅ​រួច​ដែល​ដោយ​ខ្លួន​ឯង​ក្រុម​នឹង​មិន​អាច​យក​ឈ្នះ​លើ​ជួរ​ភ្នំ​បាន​ទាល់​តែ​សោះ។

ទ្រឹស្តីនៃកាតាលីករ។ ទ្រឹស្តីបីក្រុមត្រូវបានស្នើឡើងដើម្បីពន្យល់អំពីយន្តការនៃប្រតិកម្មកាតាលីករ៖ ធរណីមាត្រ អេឡិចត្រូនិច និងគីមី។ នៅក្នុងទ្រឹស្ដីធរណីមាត្រ ការយកចិត្តទុកដាក់ចម្បងគឺត្រូវបានបង់ទៅឱ្យការឆ្លើយឆ្លងគ្នារវាងការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធធរណីមាត្រនៃអាតូមនៃមជ្ឈមណ្ឌលសកម្មនៃកាតាលីករ និងអាតូមនៃផ្នែកនោះនៃម៉ូលេគុលប្រតិកម្មដែលទទួលខុសត្រូវចំពោះការភ្ជាប់ទៅនឹងកាតាលីករ។ ទ្រឹស្ដីអេឡិចត្រូនិចគឺផ្អែកលើគំនិតដែលថាការស្រូបយកជាតិគីមីគឺដោយសារតែអន្តរកម្មអេឡិចត្រូនិចដែលត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងការផ្ទេរបន្ទុកពោលគឺឧ។ ទ្រឹស្ដីទាំងនេះទាក់ទងនឹងសកម្មភាពកាតាលីករទៅនឹងលក្ខណៈសម្បត្តិអេឡិចត្រូនិចរបស់កាតាលីករ។ ទ្រឹស្ដីគីមីចាត់ទុកកាតាលីករជាសមាសធាតុគីមីដែលមានលក្ខណៈសម្បត្តិលក្ខណៈដែលបង្កើតជាចំណងគីមីជាមួយសារធាតុប្រតិកម្ម ដែលបណ្តាលឱ្យមានការបង្កើតស្មុគស្មាញផ្លាស់ប្តូរមិនស្ថិតស្ថេរ។ បន្ទាប់ពីការ decomposition នៃស្មុគស្មាញជាមួយនឹងការចេញផ្សាយនៃផលិតផល, កាតាលីករត្រឡប់ទៅសភាពដើមរបស់ខ្លួន។ ទ្រឹ​ស្តី​ក្រោយ​នេះ​ត្រូវ​បាន​គេ​ចាត់​ទុក​ថា​សម​ស្រប​បំផុត។

នៅកម្រិតម៉ូលេគុលប្រតិកម្មដំណាក់កាលឧស្ម័នកាតាលីករអាចត្រូវបានតំណាងដូចខាងក្រោម។ ម៉ូលេគុលប្រតិកម្មមួយភ្ជាប់ទៅនឹងទីតាំងសកម្មរបស់កាតាលីករ ខណៈពេលដែលមួយទៀតមានអន្តរកម្មជាមួយវា ដោយស្ថិតក្នុងដំណាក់កាលឧស្ម័នដោយផ្ទាល់។ យន្តការជំនួសក៏អាចធ្វើទៅបានដែរ៖ ម៉ូលេគុលប្រតិកម្មត្រូវបានស្រូបយកនៅលើទីតាំងសកម្មជិតខាងនៃកាតាលីករ ហើយបន្ទាប់មកធ្វើអន្តរកម្មគ្នាទៅវិញទៅមក។ ជាក់ស្តែង នេះជារបៀបដែលប្រតិកម្មកាតាលីករភាគច្រើនដំណើរការ។

គំនិតមួយទៀតបង្ហាញថាមានទំនាក់ទំនងរវាងការរៀបចំលំហនៃអាតូមនៅលើផ្ទៃកាតាលីករ និងសកម្មភាពកាតាលីកររបស់វា។ អត្រានៃដំណើរការកាតាលីករមួយចំនួន រួមទាំងប្រតិកម្មអ៊ីដ្រូសែនជាច្រើន មិនអាស្រ័យលើការរៀបចំទៅវិញទៅមកនៃអាតូមសកម្មកាតាលីករលើផ្ទៃ។ ផ្ទុយទៅវិញ ល្បឿនរបស់អ្នកដទៃ ផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងខ្លាំងជាមួយនឹងការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធលំហនៃអាតូមលើផ្ទៃ។ ឧទាហរណ៏មួយគឺ isomerization នៃ neopentane ទៅ isopentane និងការបំបែកក្នុងពេលដំណាលគ្នានៃក្រោយទៅ isobutane និង methane នៅលើផ្ទៃកាតាលីករ។

Pt-Al 2 O 3 ។ ការអនុវត្ត CATALYSIS នៅក្នុងឧស្សាហកម្ម កំណើនឧស្សាហកម្មយ៉ាងឆាប់រហ័សដែលយើងកំពុងជួបប្រទះនឹងមិនអាចកើតឡើងបានទេបើគ្មានការអភិវឌ្ឍន៍នៃបច្ចេកវិទ្យាគីមីថ្មី។ ក្នុងកម្រិតធំ វឌ្ឍនភាពនេះត្រូវបានកំណត់ដោយការប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៃកាតាលីករ ដោយមានជំនួយពីវត្ថុធាតុដើមដែលមានកម្រិតទាបត្រូវបានបំប្លែងទៅជាផលិតផលមានតម្លៃខ្ពស់។ បើនិយាយក្នុងន័យធៀប កាតាលីករគឺជាថ្មរបស់ទស្សនវិទូនៃ alchemist សម័យទំនើប មានតែវាមិនប្រែក្លាយទៅជាមាសទេ ប៉ុន្តែវត្ថុធាតុដើមទៅជាថ្នាំ ផ្លាស្ទិច សារធាតុប្រតិកម្មគីមី ឥន្ធនៈ ជី និងផលិតផលមានប្រយោជន៍ផ្សេងទៀត។

ប្រហែលជាដំណើរការកាតាលីករដំបូងបំផុតដែលមនុស្សបានរៀនប្រើគឺ fermentation ។ រូបមន្តសម្រាប់ការរៀបចំភេសជ្ជៈមានជាតិអាល់កុលត្រូវបានគេស្គាល់ចំពោះជនជាតិ Sumerians នៅដើមឆ្នាំ 3500 មុនគ។

សង់​ទី​ម៉ែ​ត. ស្រា; បៀរ។

ព្រឹត្តិការណ៍ដ៏សំខាន់មួយនៅក្នុងការអនុវត្តជាក់ស្តែងនៃកាតាលីករគឺការផលិតម៉ាហ្គារីនដោយការបំប្លែងអ៊ីដ្រូសែននៃប្រេងបន្លែ។ ជាលើកដំបូង ប្រតិកម្មនេះនៅលើមាត្រដ្ឋានឧស្សាហកម្មត្រូវបានអនុវត្តនៅប្រហែលឆ្នាំ 1900។ ហើយចាប់ផ្តើមពីទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1920 វិធីសាស្រ្តកាតាលីករត្រូវបានបង្កើតឡើងសម្រាប់ផលិតសារធាតុសរីរាង្គថ្មី ជាចម្បងប្លាស្ទិក។ ចំនុចសំខាន់គឺការផលិតកាតាលីករនៃ olefins, nitriles, esters, acids ។ល។ - "ឥដ្ឋ" សម្រាប់ "សំណង់" គីមីនៃប្លាស្ទិក។

រលកទីបីនៃការប្រើប្រាស់ឧស្សាហកម្មនៃដំណើរការកាតាលីករកើតឡើងនៅក្នុងទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1930 ហើយត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងការចម្រាញ់ប្រេង។ បើ​និយាយ​ពី​ទំហំ​វិញ ផលិតកម្ម​នេះ​មិន​យូរ​ប៉ុន្មាន​បាន​បន្សល់​ទុក​អ្នក​ផ្សេង​ទៀត​នៅ​ឆ្ងាយ​ពី​ក្រោយ។ ការចម្រាញ់ប្រេងមានដំណើរការកាតាលីករជាច្រើន៖ ការបំបែក ការកែទម្រង់ អ៊ីដ្រូស៊ុលហ្វូន អ៊ីដ្រូក្រាក អ៊ីសូមេរីសៀ ប៉ូលីមេនីយ្យកម្ម និងអាល់កាឡាំង។

ហើយចុងក្រោយ រលកទីបួនក្នុងការប្រើប្រាស់កាតាលីករ គឺទាក់ទងនឹងការការពារបរិស្ថាន។ សមិទ្ធិផលដ៏ល្បីល្បាញបំផុតនៅក្នុងតំបន់នេះគឺការបង្កើតឧបករណ៍បំលែងកាតាលីករសម្រាប់ឧស្ម័នផ្សងរថយន្ត។ ឧបករណ៍បំលែងកាតាលីករដែលត្រូវបានដំឡើងនៅក្នុងរថយន្តតាំងពីឆ្នាំ 1975 បានដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការកែលម្អគុណភាពខ្យល់ និងបានជួយសង្គ្រោះជីវិតមនុស្សជាច្រើនតាមរបៀបនេះ។

រង្វាន់ណូបែលប្រហែលដប់ត្រូវបានផ្តល់រង្វាន់សម្រាប់ការងារក្នុងវិស័យកាតាលីករ និងផ្នែកពាក់ព័ន្ធ។

សារៈសំខាន់ជាក់ស្តែងនៃដំណើរការកាតាលីករត្រូវបានបង្ហាញដោយការពិតដែលថាចំណែកនៃអាសូតដែលជាផ្នែកមួយនៃសមាសធាតុដែលមានអាសូតដែលទទួលបានក្នុងឧស្សាហកម្មមានចំនួនប្រហែលពាក់កណ្តាលនៃអាសូតទាំងអស់ដែលជាផ្នែកនៃផលិតផលអាហារ។ បរិមាណនៃសមាសធាតុអាសូតដែលផលិតដោយធម្មជាតិមានកម្រិត ដូច្នេះការផលិតប្រូតេអ៊ីនក្នុងរបបអាហារអាស្រ័យទៅលើបរិមាណអាសូតដែលបានអនុវត្តទៅលើដីជាមួយនឹងជី។ វាមិនអាចទៅរួចទេក្នុងការចិញ្ចឹមសូម្បីតែពាក់កណ្តាលនៃមនុស្សជាតិដោយគ្មានអាម៉ូញាក់សំយោគដែលត្រូវបានផលិតស្ទើរតែទាំងស្រុងដោយដំណើរការកាតាលីករ Haber-Bosch ។

វិសាលភាពនៃកាតាលីករកំពុងពង្រីកឥតឈប់ឈរ។ វាក៏សំខាន់ផងដែរដែលកាតាលីករអាចបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃបច្ចេកវិទ្យាដែលបានអភិវឌ្ឍពីមុន។ ឧទាហរណ៏មួយគឺការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនៃការបំបែកកាតាលីករតាមរយៈការប្រើប្រាស់ zeolites ។

អ៊ីដ្រូសែន។ មួយចំនួនធំនៃប្រតិកម្មកាតាលីករត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងការធ្វើឱ្យសកម្មនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែននិងម៉ូលេគុលមួយចំនួនផ្សេងទៀតដែលនាំឱ្យមានអន្តរកម្មគីមីរបស់ពួកគេ។ ដំណើរការនេះត្រូវបានគេហៅថា អ៊ីដ្រូសែន និងគូសបញ្ជាក់ដំណាក់កាលជាច្រើននៃការចម្រាញ់ប្រេង និងការផលិតឥន្ធនៈរាវពីធ្យូងថ្ម (ដំណើរការ Bergius) ។

ការផលិតប្រេងសាំងអាកាសចរណ៍ និងឥន្ធនៈពីធ្យូងថ្មត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅប្រទេសអាឡឺម៉ង់ក្នុងកំឡុងសង្គ្រាមលោកលើកទី 2 ដោយហេតុថាប្រទេសនេះមិនមានកន្លែងប្រេងទេ។ ដំណើរការ Bergius គឺជាការបន្ថែមដោយផ្ទាល់នៃអ៊ីដ្រូសែនទៅកាបូន។ ធ្យូងត្រូវបានកំដៅក្រោមសម្ពាធនៅក្នុងវត្តមាននៃអ៊ីដ្រូសែន ហើយផលិតផលរាវមួយត្រូវបានទទួល ដែលបន្ទាប់មកត្រូវបានកែច្នៃទៅជាសាំងអាកាសចរណ៍ និងឥន្ធនៈម៉ូទ័រ។ ជាតិដែកអុកស៊ីដត្រូវបានគេប្រើជាកាតាលីករក៏ដូចជាកាតាលីករដែលមានមូលដ្ឋានលើសំណប៉ាហាំងនិងម៉ូលីបដិន។ ក្នុងកំឡុងសង្គ្រាម ឥន្ធនៈរាវប្រហែល 1,400 តោនក្នុងមួយថ្ងៃត្រូវបានទទួលនៅរោងចក្រអាល្លឺម៉ង់ចំនួន 12 ដោយប្រើដំណើរការ Bergius ។

ដំណើរការមួយទៀត Fischer - Tropsch មានពីរដំណាក់កាល។ ទីមួយធ្យូងថ្មត្រូវបានបញ្ចេញឧស្ម័នពោលគឺឧ។ អនុវត្តប្រតិកម្មរបស់វាជាមួយនឹងចំហាយទឹក និងអុកស៊ីសែន ហើយទទួលបានល្បាយនៃអ៊ីដ្រូសែន និងកាបូនអុកស៊ីត។ ល្បាយនេះត្រូវបានបំប្លែងទៅជាឥន្ធនៈរាវដោយប្រើកាតាលីករដែលមានជាតិដែក ឬ cobalt ។ ជាមួយនឹងការបញ្ចប់សង្រ្គាម ការផលិតឥន្ធនៈសំយោគពីធ្យូងថ្មនៅប្រទេសអាឡឺម៉ង់ត្រូវបានបញ្ឈប់។

ជាលទ្ធផលនៃការកើនឡើងតម្លៃប្រេងដែលបានអនុវត្តតាមការហាមប្រាមប្រេងក្នុងឆ្នាំ 1973-1974 ការខិតខំប្រឹងប្រែងយ៉ាងខ្លាំងត្រូវបានធ្វើឡើងដើម្បីបង្កើតវិធីសាស្រ្តដែលអាចសម្រេចបានខាងសេដ្ឋកិច្ចសម្រាប់ផលិតប្រេងសាំងពីធ្យូងថ្ម។ ដូច្នេះ ការរំលាយធ្យូងថ្មដោយផ្ទាល់អាចត្រូវបានអនុវត្តកាន់តែមានប្រសិទ្ធភាពដោយប្រើដំណើរការពីរដំណាក់កាល ដែលធ្យូងត្រូវបានទាក់ទងដំបូងជាមួយកាតាលីករ alumina-cobalt-molybdenum នៅកម្រិតទាប ហើយបន្ទាប់មកនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ជាង។ តម្លៃនៃប្រេងសាំងសំយោគគឺខ្ពស់ជាងប្រេងដែលទទួលបានពីប្រេង។

អាម៉ូញាក់។ ដំណើរការអ៊ីដ្រូសែនសាមញ្ញបំផុតមួយតាមទស្សនៈគីមីគឺការសំយោគអាម៉ូញាក់ពីអ៊ីដ្រូសែន និងអាសូត។ អាសូតគឺជាសារធាតុអសកម្មខ្លាំងណាស់។ ដើម្បីផ្តាច់អិន-អិន ម៉ូលេគុលរបស់វាត្រូវការថាមពល 200 kcal/ ម៉ូល។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយអាសូតភ្ជាប់ទៅនឹងផ្ទៃនៃកាតាលីករដែកនៅក្នុងស្ថានភាពអាតូមិកហើយនេះត្រូវការត្រឹមតែ 20 kcal ប៉ុណ្ណោះ។/ ម៉ូល។ ចំណងអ៊ីដ្រូសែនជាមួយដែកកាន់តែងាយស្រួល។ ការសំយោគអាម៉ូញាក់ដំណើរការដូចខាងក្រោមៈ
ឧទាហរណ៍នេះបង្ហាញពីសមត្ថភាពរបស់កាតាលីករដើម្បីបង្កើនល្បឿនទាំងប្រតិកម្មទៅមុខ និងបញ្ច្រាសស្មើគ្នា ពោលគឺឧ។ ការពិតដែលថាកាតាលីករមិនផ្លាស់ប្តូរទីតាំងលំនឹងនៃប្រតិកម្មគីមី។អ៊ីដ្រូសែននៃប្រេងបន្លែ។ ប្រតិកម្មអ៊ីដ្រូសែនដ៏សំខាន់បំផុតមួយនៅក្នុងការអនុវត្តគឺការបំប្លែងអ៊ីដ្រូសែនមិនពេញលេញនៃប្រេងបន្លែទៅជា margarine ប្រេងចម្អិនអាហារ និងផលិតផលអាហារផ្សេងទៀត។ ប្រេងបន្លែទទួលបានពីសណ្តែកសៀង គ្រាប់ពូជកប្បាស និងដំណាំផ្សេងៗទៀត។ ពួកវារួមបញ្ចូល esters ពោលគឺ triglycerides នៃអាស៊ីតខ្លាញ់ដែលមានកម្រិតខុសគ្នានៃភាពមិនឆ្អែត។ អាស៊ីត Oleic CH 3 (CH 2) 7 CH \u003d CH (CH 2) ៧ COOH មានចំណងទ្វេរ C=C មួយ អាស៊ីតលីណូឡេកមានពីរ ហើយអាស៊ីតលីណូលេនិចមានបី។ ការបន្ថែមអ៊ីដ្រូសែនដើម្បីបំបែកចំណងនេះ ការពារប្រេងពីការកត់សុី (rancidity)។ នេះបង្កើនចំណុចរលាយរបស់ពួកគេ។ ភាពរឹងនៃផលិតផលភាគច្រើនដែលទទួលបានគឺអាស្រ័យលើកម្រិតនៃអ៊ីដ្រូសែន។ អ៊ីដ្រូសែនត្រូវបានអនុវត្តដោយមានវត្តមានម្សៅនីកែលល្អិតល្អន់ដាក់នៅលើស្រទាប់ខាងក្រោម ឬកាតាលីករនីកែល Raney នៅក្នុងបរិយាកាសអ៊ីដ្រូសែនដែលបន្សុតខ្លាំង។ការខះជាតិទឹក Dehydrogenation ក៏ជាប្រតិកម្មកាតាលីករដ៏សំខាន់ក្នុងឧស្សាហកម្មផងដែរ ទោះបីជាទំហំនៃការដាក់ពាក្យរបស់វាមានទំហំតូចជាងក៏ដោយ។ ដោយមានជំនួយរបស់វាឧទាហរណ៍ styrene ដែលជា monomer ដ៏សំខាន់មួយត្រូវបានទទួល។ ដើម្បីធ្វើដូចនេះ dehydrogenate ethylbenzene នៅក្នុងវត្តមាននៃកាតាលីករដែលមានអុកស៊ីដជាតិដែក; ប៉ូតាស្យូមនិងស្ថេរភាពរចនាសម្ព័ន្ធមួយចំនួនក៏រួមចំណែកដល់ប្រតិកម្មផងដែរ។ នៅលើមាត្រដ្ឋានឧស្សាហកម្ម ប្រូផេន ប៊ូតាន និងអាល់កានផ្សេងទៀតត្រូវបាន dehydrogenated ។ Dehydrogenation នៃ butane នៅក្នុងវត្តមាននៃកាតាលីករ alumina-chromium បង្កើត butenes និង butadiene ។កាតាលីករអាស៊ីត. សកម្មភាពកាតាលីករនៃក្រុមកាតាលីករដ៏ធំមួយគឺដោយសារតែលក្ខណៈសម្បត្តិអាស៊ីតរបស់វា។ យោងតាមលោក I. Bronsted និង T. Lowry អាស៊ីតគឺជាសមាសធាតុដែលមានសមត្ថភាពបរិច្ចាគប្រូតុង។ អាស៊ីតខ្លាំងអាចបរិច្ចាគប្រូតុងរបស់ពួកគេទៅមូលដ្ឋានបានយ៉ាងងាយស្រួល។ គំនិតនៃអាស៊ីតត្រូវបានអភិវឌ្ឍបន្ថែមទៀតនៅក្នុងស្នាដៃរបស់ G. Lewis ដែលកំណត់អាស៊ីតថាជាសារធាតុដែលមានសមត្ថភាពទទួលយកគូអេឡិចត្រុងពីសារធាតុអ្នកបរិច្ចាគជាមួយនឹងការបង្កើតចំណង covalent ដោយសារតែសង្គមនៃគូអេឡិចត្រុងនេះ។ គំនិតទាំងនេះ រួមជាមួយនឹងគំនិតអំពីប្រតិកម្មដែលបង្កើតអ៊ីយ៉ុង carbenium បានជួយឱ្យយល់អំពីយន្តការនៃប្រតិកម្មកាតាលីករផ្សេងៗ ជាពិសេសអ្នកដែលពាក់ព័ន្ធនឹងអ៊ីដ្រូកាបូន។

កម្លាំងនៃអាស៊ីតអាចត្រូវបានកំណត់ដោយប្រើសំណុំនៃមូលដ្ឋានដែលផ្លាស់ប្តូរពណ៌នៅពេលដែលប្រូតុងត្រូវបានបន្ថែម។ វាប្រែថាកាតាលីករសំខាន់ៗក្នុងឧស្សាហកម្មមួយចំនួនមានឥរិយាបទដូចជាអាស៊ីតខ្លាំង។ ទាំងនេះរួមបញ្ចូលកាតាលីករ Friedel-Crafts ដូចជា

HCl-AlCl 2 O 3 (ឬ HalCl 4 និង aluminosilicates ។ ភាពខ្លាំងនៃអាស៊ីតគឺជាលក្ខណៈសំខាន់មួយ ព្រោះវាកំណត់អត្រានៃប្រូតុង ដែលជាជំហានសំខាន់ក្នុងដំណើរការនៃកាតាលីករអាស៊ីត។

សកម្មភាពនៃកាតាលីករដូចជា aluminosilicates ដែលត្រូវបានប្រើក្នុងការបំបែកប្រេងត្រូវបានកំណត់ដោយវត្តមានរបស់អាស៊ីត Bronsted និង Lewis នៅលើផ្ទៃរបស់វា។ រចនាសម្ព័ន្ធរបស់ពួកគេគឺស្រដៀងទៅនឹងរចនាសម្ព័ន្ធនៃស៊ីលីកុន (ស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីត) ដែលនៅក្នុងអាតូមមួយចំនួន

ស៊ី ៤+ ជំនួសដោយអាតូម Al3+ ។ បន្ទុកអវិជ្ជមានលើសដែលកើតឡើងក្នុងករណីនេះអាចត្រូវបានបន្សាបដោយ cations ដែលត្រូវគ្នា។ ប្រសិនបើ cations ជាប្រូតុង នោះ aluminosilicate មានឥរិយាបទដូចអាស៊ីតBrønsted៖
សកម្មភាពនៃកាតាលីករអាស៊ីតត្រូវបានកំណត់ដោយសមត្ថភាពរបស់ពួកគេក្នុងការប្រតិកម្មជាមួយអ៊ីដ្រូកាបូនជាមួយនឹងការបង្កើតអ៊ីយ៉ុង carbenium ជាផលិតផលកម្រិតមធ្យម។ អ៊ីយ៉ុង Alkylcarbenium មានអាតូមកាបូនដែលត្រូវបានចោទប្រកាន់ជាវិជ្ជមានភ្ជាប់ទៅនឹងក្រុមអាល់គីលចំនួនបី និង/ ឬអាតូមអ៊ីដ្រូសែន។ ពួកវាដើរតួយ៉ាងសំខាន់ជាអន្តរការីដែលបង្កើតឡើងនៅក្នុងប្រតិកម្មជាច្រើនដែលពាក់ព័ន្ធនឹងសមាសធាតុសរីរាង្គ។ យន្តការនៃសកម្មភាពនៃកាតាលីករអាស៊ីតអាចត្រូវបានបង្ហាញដោយឧទាហរណ៍នៃប្រតិកម្ម isomerizationន -butane ទៅ isobutane នៅក្នុងវត្តមាននៃ HCl - AlCl 3 ឬ Pt - Cl - Al 2 O 3 . ជាដំបូង បរិមាណតិចតួចនៃ olefin C៤ ហ ៨ ភ្ជាប់អ៊ីយ៉ុងអ៊ីដ្រូសែនដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមានទៅនឹងកាតាលីករអាស៊ីតដើម្បីបង្កើតម អ៊ីយ៉ុង carbenium ទីបី. បន្ទាប់មក អ៊ីយ៉ុង hydride ចោទប្រកាន់អវិជ្ជមាន H - បំបែកចេញពី ន -butane ដើម្បីបង្កើតជា isobutane និងបន្ទាប់បន្សំ butylcarb e គ្មាន d-ion ។ ចុងក្រោយ ជាលទ្ធផលនៃការរៀបចំឡើងវិញក្លាយជាកាបូអ៊ីដ្រាតទី 3 អ៊ីនីអ៊ីយ៉ុង។ ខ្សែសង្វាក់នេះអាចបន្តជាមួយនឹងការលុបបំបាត់អ៊ីយ៉ុង hydride ពីម៉ូលេគុលបន្ទាប់ន- butane ជាដើម៖
សំខាន់ o ថា អ៊ីយ៉ុង carbenium ទីបីមានស្ថេរភាពជាងអ៊ីយ៉ុងបឋម ឬអនុវិទ្យាល័យ។ ជាលទ្ធផលពួកវាមានវត្តមានជាចម្បងនៅលើផ្ទៃកាតាលីករហើយដូច្នេះផលិតផលសំខាន់នៃ isomerization butane គឺ isobutane ។

កាតាលីករអាស៊ីតត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងការចម្រាញ់ប្រេង - ការបំបែក, អាល់កាឡាំង, វត្ថុធាតុ polymerization និង isomerization នៃអ៊ីដ្រូកាបូន។

(សូម​មើល​ផង​ដែរ គីមីវិទ្យា និងវិធីសាស្រ្តនៃការចម្រាញ់ប្រេង). យន្តការនៃសកម្មភាពនៃអ៊ីយ៉ុង carbenium ដែលដើរតួជាកាតាលីករនៅក្នុងដំណើរការទាំងនេះត្រូវបានបង្កើតឡើង។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ ពួកគេចូលរួមក្នុងប្រតិកម្មមួយចំនួន រួមទាំងការបង្កើតម៉ូលេគុលតូចៗដោយការបំបែកធំ ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃម៉ូលេគុល (olefin ជាមួយ olefin ឬ olefin ជាមួយ isoparaffin) ការរៀបចំរចនាសម្ព័ន្ធឡើងវិញដោយ isomerization ការបង្កើត paraffins និង hydrocarbons ។ ដោយការផ្ទេរអ៊ីដ្រូសែន។

កម្មវិធីឧស្សាហកម្មចុងក្រោយបំផុតមួយនៃកាតាលីករអាស៊ីតគឺការផលិតឥន្ធនៈនាំមុខដោយការបន្ថែមជាតិអាល់កុលទៅ isobutylene ឬ isoamylene ។ ការបន្ថែមសមាសធាតុអុកស៊ីហ្សែនទៅប្រេងសាំងកាត់បន្ថយការប្រមូលផ្តុំកាបូនម៉ូណូអុកស៊ីតនៅក្នុងឧស្ម័នផ្សង។ មេទីល-

tert -butyl ether (MTBE) ជាមួយនឹងលេខ octane លាយបញ្ចូលគ្នានៃ 109 ក៏ធ្វើឱ្យវាអាចទទួលបានឥន្ធនៈខ្ពស់ -octane ដែលត្រូវការសម្រាប់ប្រតិបត្តិការនៃម៉ាស៊ីនរថយន្តដែលមានសមាមាត្របង្ហាប់ខ្ពស់ដោយមិនចាំបាច់ងាកទៅរកការបញ្ចូលសំណ tetraethyl ទៅក្នុងសាំង។ ការផលិតប្រេងឥន្ធនៈដែលមានលេខ octane 102 និង 111 ក៏ត្រូវបានរៀបចំផងដែរ។កាតាលីករមូលដ្ឋាន. សកម្មភាពរបស់កាតាលីករត្រូវបានកំណត់ដោយលក្ខណៈសម្បត្តិមូលដ្ឋានរបស់វា។ ឧទាហរណ៍ចាស់ និងល្បីនៃកាតាលីករបែបនេះគឺសូដ្យូមអ៊ីដ្រូអុកស៊ីតដែលប្រើសម្រាប់អ៊ីដ្រូលីស ឬ saponify ខ្លាញ់ក្នុងការផលិតសាប៊ូ ហើយឧទាហរណ៍ថ្មីៗនេះគឺកាតាលីករដែលប្រើក្នុងការផលិតប្លាស្ទិក និងពពុះប៉ូលីយូធ្យូត។ អ៊ុយរីថេនត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយអន្តរកម្មនៃជាតិអាល់កុលជាមួយអ៊ីសូស៊ីយ៉ានតហើយប្រតិកម្មនេះត្រូវបានពន្លឿននៅក្នុងវត្តមាននៃមូលដ្ឋាន។អាមីន។ ក្នុងអំឡុងពេលប្រតិកម្ម មូលដ្ឋានត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងអាតូមកាបូននៅក្នុងម៉ូលេគុល isocyanate ដែលជាលទ្ធផលដែលបន្ទុកអវិជ្ជមានលេចឡើងនៅលើអាតូមអាសូត ហើយសកម្មភាពរបស់វាទាក់ទងនឹងជាតិអាល់កុលកើនឡើង។ កាតាលីករដែលមានប្រសិទ្ធភាពជាពិសេសគឺ triethylenediamine ។ ប្លាស្ទិក polyurethane ត្រូវបានទទួលដោយប្រតិកម្ម diisocyanates ជាមួយ polyols (polyalcohols) ។ នៅពេលដែល isocyanate ប្រតិកម្មជាមួយនឹងទឹក អ៊ុយរ៉េថានដែលបានបង្កើតឡើងពីមុននឹងរលាយបញ្ចេញ។ឧស្ម័នកាបូនិក . នៅពេលដែលល្បាយនៃសារធាតុ polyalcohols និងទឹកមានអន្តរកម្មជាមួយ diisocyanates នោះ ពពុះ polyurethane លទ្ធផលនឹងលេចចេញជាឧស្ម័ន។ឧស្ម័នកាបូនិក កាតាលីករសកម្មភាពទ្វេ. កាតាលីករទាំងនេះបង្កើនល្បឿននៃប្រតិកម្មពីរប្រភេទ និងផ្តល់លទ្ធផលល្អប្រសើរជាងការបញ្ជូនប្រតិកម្មជាស៊េរីតាមរយៈរ៉េអាក់ទ័រពីរដែលនីមួយៗមានផ្ទុកសារធាតុកាតាលីករតែមួយប្រភេទ។ នេះគឺដោយសារតែការពិតដែលថាទីតាំងសកម្មនៃកាតាលីករដែលមានសកម្មភាពទ្វេគឺនៅជិតគ្នាទៅវិញទៅមកហើយផលិតផលកម្រិតមធ្យមដែលបានបង្កើតឡើងនៅលើមួយក្នុងចំណោមពួកគេភ្លាមៗប្រែទៅជាផលិតផលចុងក្រោយនៅម្ខាងទៀត។

ការរួមបញ្ចូលគ្នារវាងកាតាលីករសកម្មអ៊ីដ្រូសែនជាមួយនឹងអ៊ីដ្រូកាបូន isomerization ដែលជំរុញកាតាលីករផ្តល់នូវលទ្ធផលល្អ។ ការធ្វើឱ្យសកម្មនៃអ៊ីដ្រូសែនត្រូវបានអនុវត្តដោយលោហធាតុមួយចំនួន និងការ isomerization នៃអ៊ីដ្រូកាបូនដោយអាស៊ីត។ កាតាលីករមុខពីរដ៏មានប្រសិទ្ធភាពដែលប្រើក្នុងការចម្រាញ់ប្រេងដើម្បីបំប្លែង naphtha ទៅជាសាំងគឺផ្លាទីនដែលបែកខ្ញែកយ៉ាងល្អិតល្អន់ដាក់នៅលើអាស៊ីតអាមីណូ។ ការបំប្លែងសមាសធាតុ naphtha ដូចជា methylcyclopentane (MCP) ទៅ benzene បង្កើនចំនួន octane នៃប្រេងសាំង។ ទីមួយ MCP ត្រូវបាន dehydrogenated នៅលើផ្នែកផ្លាទីននៃកាតាលីករចូលទៅក្នុង olefin ដែលមានឆ្អឹងខ្នងកាបូនដូចគ្នា; បន្ទាប់មក olefin ឆ្លងកាត់ទៅផ្នែកអាស៊ីតនៃកាតាលីករ ដែលជាកន្លែងដែលវាត្រូវបាន isomerizes ទៅ cyclohexene ។ ក្រោយមកទៀតឆ្លងកាត់ទៅផ្នែកផ្លាទីន និង dehydrogenates ទៅជា benzene និង hydrogen ។

កាតាលីករសកម្មភាពទ្វេជួយពន្លឿនការកែទម្រង់ប្រេងយ៉ាងសំខាន់។ ពួកវាត្រូវបានគេប្រើដើម្បី isomerize paraffins ធម្មតាទៅជា isoparaffins ។ ក្រោយមកទៀតដែលឆ្អិននៅសីតុណ្ហភាពដូចគ្នានឹងប្រភាគសាំងគឺមានតម្លៃព្រោះវាមានចំនួន octane ខ្ពស់ជាងបើប្រៀបធៀបទៅនឹងអ៊ីដ្រូកាបូនត្រង់។ លើសពីនេះទៀតការផ្លាស់ប្តូរ

ន -butane ទៅ isobutane ត្រូវបានអមដោយការ dehydrogenation ដែលរួមចំណែកដល់ការផលិត MTBE ។វត្ថុធាតុ polymerization ស្តេរ៉េអូ. ព្រឹត្តិការណ៍សំខាន់មួយក្នុងប្រវត្តិសាស្ត្រកាតាលីករបានកើតឡើង ការរកឃើញវត្ថុធាតុ polymerization កាតាលីករក-olefins ជាមួយនឹងការបង្កើត ស្តេរ៉េអូ x វត្ថុធាតុ polymer ov ។ ទៅកាតាលីករ ស្តេរ៉េអូជាក់លាក់វត្ថុធាតុ polymerization ត្រូវបានរកឃើញដោយ K. Ziegler នៅពេលដែលគាត់ព្យាយាមពន្យល់ពីលក្ខណៈសម្បត្តិមិនធម្មតានៃសារធាតុប៉ូលីម៊ែរដែលគាត់ទទួលបាន។ អ្នកគីមីវិទ្យាម្នាក់ទៀតគឺលោក J. Natta បានស្នើថា ភាពប្លែកនៃប៉ូលីមែរ Ziegler ត្រូវបានកំណត់ដោយភាពមិនទៀងទាត់របស់វា។ ការពិសោធន៍ការសាយភាយកាំរស្មីអ៊ិចបានបង្ហាញថាសារធាតុប៉ូលីម៊ែរដែលបានរៀបចំពី propylene នៅក្នុងវត្តមាននៃកាតាលីករ Ziegler មានគ្រីស្តាល់ខ្ពស់ ហើយពិតជាមានរចនាសម្ព័ន្ធស្តេរ៉េអូ។ ដើម្បី​ពិពណ៌នា​អំពី​រចនាសម្ព័ន្ធ​ដែល​បាន​បញ្ជា​ទិញ​បែប​នេះ ណាតា​បាន​ណែនាំ​ពាក្យ " isotactic ' និង 'syndiotactic' ។ ក្នុងករណីដែលគ្មានការបង្គាប់បញ្ជា ពាក្យ "អាតូមិក" ត្រូវបានប្រើ៖ប្រតិកម្មស្តេរ៉េអូជាក់លាក់ដំណើរការលើផ្ទៃនៃកាតាលីកររឹងដែលមានលោហៈផ្លាស់ប្តូរនៃក្រុម IVA - VIII (ដូចជា Ti, V, Cr, Zr ) ដែលស្ថិតក្នុងស្ថានភាពអុកស៊ីតកម្មមិនពេញលេញ និងសមាសធាតុណាមួយដែលមានកាបូន ឬអ៊ីដ្រូសែន ដែលត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងលោហៈពីក្រុម។ I-III . ឧទាហរណ៏បុរាណនៃកាតាលីករបែបនេះគឺ precipitate បង្កើតឡើងក្នុងអំឡុងពេលអន្តរកម្ម TiCl 4 និង Al (C 2 H 5) 3 នៅក្នុង heptane ដែលទីតានីញ៉ូមត្រូវបានកាត់បន្ថយ ទៅរដ្ឋ trivalent ។ នេះ។សកម្មពិសេសប្រព័ន្ធនេះជំរុញការបង្កើតវត្ថុធាតុ polymerization នៃ propylene នៅសីតុណ្ហភាព និងសម្ពាធធម្មតា។អុកស៊ីតកម្មកាតាលីករ. ការប្រើប្រាស់កាតាលីករដើម្បីគ្រប់គ្រងគីមីសាស្ត្រនៃដំណើរការអុកស៊ីតកម្មមានសារៈសំខាន់ខាងវិទ្យាសាស្ត្រ និងជាក់ស្តែង។ ក្នុងករណីខ្លះ អុកស៊ីតកម្មត្រូវតែពេញលេញ ជាឧទាហរណ៍ នៅពេលបន្សាបជាតិពុល CO និងអ៊ីដ្រូកាបូននៅក្នុងឧស្ម័នផ្សងក្នុងឡាន។ជាញឹកញាប់ជាងនេះទៅទៀត វាជាការចង់បានដែលអុកស៊ីតកម្មមិនពេញលេញ ឧទាហរណ៍នៅក្នុងដំណើរការជាច្រើនដែលត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងឧស្សាហកម្មសម្រាប់ការបំប្លែងអ៊ីដ្រូកាបូនទៅជាអន្តរការីដ៏មានតម្លៃដែលមានក្រុមមុខងារដូចជា -CHO, -COOH, -C-CO, - CN. ក្នុងករណីនេះ ទាំងកាតាលីករដូចគ្នា និងតំណពូជត្រូវបានប្រើប្រាស់។ ឧទាហរណ៏នៃកាតាលីករដូចគ្នាគឺជាស្មុគ្រស្មាញដែកផ្លាស់ប្តូរដែលត្រូវបានប្រើដើម្បីកត់សុីគូ -xylene ទៅអាស៊ីត terephthalic, esters ដែលបម្រើជាមូលដ្ឋានសម្រាប់ការផលិតសរសៃ polyester ។កាតាលីករអុកស៊ីតកម្មចម្រុះ. កាតាលីករទាំងនេះជាធម្មតាគឺជាអុកស៊ីដរឹងដ៏ស្មុគស្មាញ។ ការកត់សុីកាតាលីករកើតឡើងជាពីរដំណាក់កាល។ ទីមួយ អុកស៊ីដអុកស៊ីដត្រូវបានចាប់យកដោយម៉ូលេគុលអ៊ីដ្រូកាបូនដែលស្រូបយកនៅលើផ្ទៃអុកស៊ីដ។ អ៊ីដ្រូកាបូនត្រូវបានកត់សុី ហើយអុកស៊ីដត្រូវបានកាត់បន្ថយ។ អុកស៊ីដដែលបានកាត់បន្ថយមានប្រតិកម្មជាមួយអុកស៊ីហ្សែន ហើយត្រឡប់ទៅសភាពដើមវិញ។ ដោយប្រើកាតាលីករ vanadium, phthalic anhydride ត្រូវបានទទួលដោយការកត់សុីដោយផ្នែកនៃ naphthalene ឬ butane ។ការផលិតអេទីឡែនដោយមេតាន dehydrodimerization ។ ការសំយោគអេទីឡែនតាមរយៈ dehydrodimerization អនុញ្ញាតឱ្យឧស្ម័នធម្មជាតិត្រូវបានបំប្លែងទៅជាអ៊ីដ្រូកាបូនដែលអាចដឹកជញ្ជូនបានកាន់តែងាយស្រួល។ ប្រតិកម្ម 2CH 4 + 2O 2 ® C 2 H 4 + 2H 2 O ត្រូវបានអនុវត្តនៅ 850 ° ជាមួយនឹងការប្រើប្រាស់កាតាលីករជាច្រើន; លទ្ធផលល្អបំផុតដែលទទួលបានជាមួយកាតាលីករលី - MgO . សន្មតថា ប្រតិកម្មកើតឡើងតាមរយៈការបង្កើតរ៉ាឌីកាល់មេទីល ដោយបំបែកអាតូមអ៊ីដ្រូសែនចេញពីម៉ូលេគុលមេតាន។ Cleavage ត្រូវបានអនុវត្តដោយការថយចុះអុកស៊ីសែនមិនពេញលេញ ឧទាហរណ៍ O 2 2- . រ៉ាឌីកាល់មេទីលក្នុងដំណាក់កាលឧស្ម័នផ្សំឡើងវិញដើម្បីបង្កើតជាម៉ូលេគុលអេតាន ហើយត្រូវបានបំប្លែងទៅជាអេទីឡែនកំឡុងពេលបន្សាបជាតិអ៊ីដ្រូសែនជាបន្តបន្ទាប់។ ឧទាហរណ៏មួយទៀតនៃការកត់សុីមិនពេញលេញគឺការបំប្លែងមេតាណុលទៅជា formaldehyde នៅក្នុងវត្តមាននៃកាតាលីករប្រាក់ ឬជាតិដែក-ម៉ូលីបដិនម។ហ្សីអូលីត។ Zeolites បង្កើតបានជាថ្នាក់ពិសេសនៃកាតាលីករខុសប្រក្រតី។ ទាំងនេះគឺជាសារធាតុ aluminosilicates ជាមួយនឹងរចនាសម្ព័ន្ធ Honeycomb ដែលត្រូវបានបញ្ជាឱ្យមានទំហំកោសិកាដែលអាចប្រៀបធៀបទៅនឹងទំហំនៃម៉ូលេគុលសរីរាង្គជាច្រើន។ ពួកវាត្រូវបានគេហៅថា sieves ម៉ូលេគុលផងដែរ។ ការចាប់អារម្មណ៍ខ្លាំងបំផុតគឺ zeolites ដែលរន្ធញើសត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយចិញ្ចៀនដែលមានអ៊ីយ៉ុងអុកស៊ីសែន 8-12 (រូបភាព 2) ។ ជួនកាលរន្ធញើសត្រួតលើគ្នាដូចនៅក្នុង ZSM-5 zeolite (រូបភាពទី 3) ដែលត្រូវបានប្រើសម្រាប់ការបំប្លែងជាក់លាក់ខ្ពស់នៃមេតាណុលទៅជាអ៊ីដ្រូកាបូនប្រភាគសាំង។ ប្រេងសាំងមានផ្ទុកបរិមាណអ៊ីដ្រូកាបូនក្រអូបច្រើន ហើយដូច្នេះមានលេខ octane ខ្ពស់។ ជាឧទាហរណ៍ នៅប្រទេសនូវែលសេឡង់ មួយភាគបីនៃប្រេងសាំងដែលប្រើប្រាស់ទាំងអស់ត្រូវបានទទួលដោយប្រើបច្ចេកវិទ្យានេះ។ មេតាណុលទទួលបានពីមេតាននាំចូល។ កាតាលីករដែលបង្កើតជាក្រុម Y-zeolites បង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃការបំបែកកាតាលីករយ៉ាងសំខាន់ ដោយសារលក្ខណៈសម្បត្តិអាស៊ីតមិនធម្មតារបស់វា។ ការជំនួស aluminosilicates ជាមួយ zeolites ធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីបង្កើនទិន្នផលប្រេងសាំងច្រើនជាង 20% ។

លើសពីនេះទៀត zeolites គឺជ្រើសរើសដោយគោរពតាមទំហំនៃម៉ូលេគុលប្រតិកម្ម។ ការជ្រើសរើសរបស់ពួកគេគឺដោយសារតែទំហំនៃរន្ធញើសដែលតាមរយៈម៉ូលេគុលនៃទំហំ និងរូបរាងជាក់លាក់អាចឆ្លងកាត់បាន។ នេះអនុវត្តទាំងសម្ភារៈចាប់ផ្តើម និងផលិតផលប្រតិកម្ម។ ឧទាហរណ៍ ដោយសារតែការរឹតបន្តឹងស្តេរីក

គូ -xylene ត្រូវបានបង្កើតឡើងយ៉ាងងាយស្រួលជាង voluminousអ័រថូ- និង មេតា - អ៊ីសូមឺរ។ ក្រោយមកទៀតត្រូវបាន "ចាក់សោ" នៅក្នុងរន្ធញើសនៃ zeolite (រូបភាពទី 4) ។

ការប្រើប្រាស់ zeolites បានធ្វើឱ្យមានបដិវត្តន៍ពិតប្រាកដនៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យាឧស្សាហកម្មមួយចំនួន - ការបន្សាបប្រេងឧស្ម័ន និងប្រេងម៉ាស៊ីន ការទទួលបានអន្តរការីគីមីសម្រាប់ការផលិតផ្លាស្ទិចដោយការ alkylation នៃសមាសធាតុក្លិនក្រអូប xylene isomerization សមាមាត្រ disproportionation នៃ toluene និងការបំបែកកាតាលីករនៃប្រេង។ Zeolite មានប្រសិទ្ធភាពជាពិសេសនៅទីនេះ

ZSM-5 ។ កាតាលីករ និងការការពារបរិស្ថាន. ការប្រើប្រាស់កាតាលីករដើម្បីកាត់បន្ថយការបំពុលខ្យល់បានចាប់ផ្តើមនៅចុងបញ្ចប់ឆ្នាំ 1940 ។ នៅឆ្នាំ 1952 A. Hagen-Smith បានរកឃើញថា អ៊ីដ្រូកាបូន និងអុកស៊ីដអាសូត ដែលជាផ្នែកមួយនៃឧស្ម័នផ្សង មានប្រតិកម្មទៅនឹងពន្លឺ ដើម្បីបង្កើតជាសារធាតុអុកស៊ីតកម្ម (ជាពិសេសអូហ្សូន) ដែលធ្វើឲ្យភ្នែករលាក និងផ្តល់ផលប៉ះពាល់ដែលមិនចង់បានផ្សេងទៀត។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានោះ Y. Houdry បានបង្កើតវិធីសាស្រ្តសម្រាប់ការបន្សុតកាតាលីករនៃឧស្ម័នផ្សងដោយការកត់សុីសហ និងអ៊ីដ្រូកាបូនរហូតដល់ CO 2 និង H 2 A. នៅឆ្នាំ 1970 សេចក្តីប្រកាសខ្យល់ស្អាត (កែប្រែឆ្នាំ 1977 ពង្រីកឆ្នាំ 1990) ត្រូវបានបង្កើតឡើងដែលតម្រូវឱ្យរថយន្តថ្មីទាំងអស់ចាប់ពីម៉ូដែលឆ្នាំ 1975 ត្រូវបានបំពាក់ដោយឧបករណ៍បំប្លែងកាតាលីករ។ បទដ្ឋានត្រូវបានបង្កើតឡើងសម្រាប់សមាសភាពនៃឧស្ម័នផ្សង។ ចាប់តាំងពីសមាសធាតុនាំមុខដែលបានបន្ថែមទៅកាតាលីករពុលសាំង កម្មវិធីដំណាក់កាលមួយត្រូវបានអនុម័ត។ ការយកចិត្តទុកដាក់ក៏ត្រូវបានទាក់ទាញផងដែរចំពោះតម្រូវការកាត់បន្ថយមាតិកានៃអុកស៊ីដអាសូត។

កាតាលីករត្រូវបានបង្កើតឡើងជាពិសេសសម្រាប់ឧបករណ៍បំលែងរថយន្ត ដែលក្នុងនោះសមាសធាតុសកម្មត្រូវបានដាក់នៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមសេរ៉ាមិចដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធ Honeycomb តាមរយៈកោសិកាដែលឧស្ម័នផ្សងឆ្លងកាត់។ ស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានស្រោបដោយស្រទាប់ស្តើងនៃអុកស៊ីដលោហៈ

អាល់2O3 ដែលកាតាលីករត្រូវបានអនុវត្ត - ផ្លាទីន ប៉ាឡាដ្យូម ឬរ៉ូដ្យូម។ ខ្លឹមសារនៃអុកស៊ីដអាសូតដែលបានបង្កើតឡើងកំឡុងពេលចំហេះនៃឥន្ធនៈធម្មជាតិនៅរោងចក្រថាមពលកំដៅអាចត្រូវបានកាត់បន្ថយដោយបន្ថែមអាម៉ូញាក់ក្នុងបរិមាណតិចតួចទៅក្នុងឧស្ម័ន flue ហើយបញ្ជូនវាតាមរយៈកាតាលីករ titanium-vanadium ។អង់ស៊ីម។ អង់ស៊ីមគឺជាកាតាលីករធម្មជាតិដែលគ្រប់គ្រងដំណើរការជីវគីមីនៅក្នុងកោសិការស់នៅ។ ពួកគេចូលរួមក្នុងដំណើរការផ្លាស់ប្តូរថាមពល ការបំបែកសារធាតុចិញ្ចឹម ប្រតិកម្មជីវគីមី។ ប្រតិកម្មសរីរាង្គស្មុគស្មាញជាច្រើនមិនអាចដំណើរការដោយគ្មានពួកវាបានទេ។ អង់ស៊ីមដំណើរការនៅសីតុណ្ហភាព និងសម្ពាធធម្មតា មានជម្រើសខ្ពស់ណាស់ ហើយអាចបង្កើនអត្រាប្រតិកម្មដោយលំដាប់ប្រាំបីនៃរ៉ិចទ័រ។ ថ្វីបើមានគុណសម្បត្តិទាំងនេះក៏ដោយ តែប្រហាក់ប្រហែល។ ក្នុងចំណោម 15,000 អង់ស៊ីមដែលគេស្គាល់ 20 ត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងទ្រង់ទ្រាយធំ។

បុរស​បាន​ប្រើ​អង់ស៊ីម​រាប់ពាន់​ឆ្នាំ​ដើម្បី​ដុត​នំប៉័ង ផលិត​ភេសជ្ជៈ​មាន​ជាតិ​អាល់កុល ឈីស និង​ទឹកខ្មេះ។ ឥឡូវនេះអង់ស៊ីមក៏ត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងឧស្សាហកម្មផងដែរ៖ ក្នុងការកែច្នៃស្ករ ការផលិតអង់ទីប៊ីយ៉ូទិកសំយោគ អាស៊ីតអាមីណូ និងប្រូតេអ៊ីន។ អង់ស៊ីម Proteolytic ដែលបង្កើនល្បឿនដំណើរការអ៊ីដ្រូលីស៊ីតត្រូវបានបន្ថែមទៅសារធាតុសាប៊ូ។

ដោយមានជំនួយពីបាក់តេរី

Clostridium acetobutylicum H. Weizmann បានអនុវត្តការបំប្លែងអង់ស៊ីមនៃម្សៅទៅជាអាសេតូន និងអាល់កុល butyl ។ វិធីសាស្រ្តនៃការទទួលបានអាសេតូននេះត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងប្រទេសអង់គ្លេសក្នុងកំឡុងសង្គ្រាមលោកលើកទី 1 ហើយក្នុងកំឡុងសង្គ្រាមលោកលើកទី 2 កៅស៊ូ butadiene ត្រូវបានធ្វើឡើងដោយមានជំនួយនៅក្នុងសហភាពសូវៀត។

តួនាទីដ៏ធំពិសេសមួយត្រូវបានលេងដោយការប្រើប្រាស់អង់ស៊ីមដែលផលិតដោយអតិសុខុមប្រាណសម្រាប់ការសំយោគប៉នីសុីលីនក៏ដូចជា streptomycin និងវីតាមីន។

B12. ជាតិអាល់កុលអេទីលដែលផលិតដោយអង់ស៊ីម ត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយជាឥន្ធនៈរថយន្ត។ នៅក្នុងប្រទេសប្រេស៊ីល ច្រើនជាងមួយភាគបីនៃរថយន្តប្រមាណ 10 លានគ្រឿងដំណើរការលើជាតិអាល់កុលអេទីល 96% ដែលបានមកពីអំពៅ ហើយនៅសល់នៅលើល្បាយនៃប្រេងសាំង និងអាល់កុលអេទីល (20%) ។ បច្ចេកវិទ្យាសម្រាប់ការផលិតប្រេងឥន្ធនៈ ដែលជាល្បាយនៃប្រេងសាំង និងអាល់កុល ត្រូវបានអភិវឌ្ឍយ៉ាងល្អនៅក្នុងសហរដ្ឋអាមេរិក។ នៅឆ្នាំ ១៩៨៧ ប្រហាក់ប្រហែល។ អាល់កុល 4 ពាន់លានលីត្រ ដែលក្នុងនោះប្រហែល 3.2 ពាន់លានលីត្រត្រូវបានប្រើប្រាស់ជាឥន្ធនៈ។ កម្មវិធីផ្សេងៗត្រូវបានរកឃើញផងដែរនៅក្នុងអ្វីដែលគេហៅថា។ អង់ស៊ីម immobilized ។ អង់ស៊ីមទាំងនេះត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនរឹង ដូចជាស៊ីលីកាជែល ដែលសារធាតុប្រតិកម្មត្រូវបានឆ្លងកាត់។ អត្ថប្រយោជន៍នៃវិធីសាស្រ្តនេះគឺថាវាធានានូវទំនាក់ទំនងប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពនៃស្រទាប់ខាងក្រោមជាមួយនឹងអង់ស៊ីម ការបំបែកផលិតផល និងការរក្សាអង់ស៊ីម។ ឧទាហរណ៍មួយនៃការប្រើប្រាស់អង់ស៊ីម immobilized ឧស្សាហកម្មគឺ isomerizationឃ - គ្លុយកូសទៅ fructose ។ ទិដ្ឋភាពបច្ចេកទេស បច្ចេកវិជ្ជាទំនើបមិនអាចស្រមៃបានទេបើគ្មានការប្រើប្រាស់កាតាលីករ។ ប្រតិកម្មកាតាលីករអាចដំណើរការនៅសីតុណ្ហភាពរហូតដល់ 650° C និងសម្ពាធ 100 atm ឬច្រើនជាងនេះ។ នេះធ្វើឱ្យវាចាំបាច់ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហាដែលទាក់ទងនឹងទំនាក់ទំនងរវាងឧស្ម័ននិងសារធាតុរឹងនិងជាមួយការផ្ទេរភាគល្អិតកាតាលីករតាមរបៀបថ្មី។ ដើម្បីឱ្យដំណើរការមានប្រសិទ្ធភាព ការធ្វើគំរូរបស់វាត្រូវតែគិតគូរពីទិដ្ឋភាព kinetic, thermodynamic និង hydrodynamic ។ ការធ្វើគំរូកុំព្យូទ័រត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅទីនេះ ក៏ដូចជាឧបករណ៍ និងវិធីសាស្រ្តថ្មីសម្រាប់ការគ្រប់គ្រងដំណើរការបច្ចេកវិជ្ជា។

នៅទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1960 ការរីកចម្រើនគួរឱ្យកត់សម្គាល់ត្រូវបានបង្កើតឡើងក្នុងការផលិតអាម៉ូញាក់។ ការប្រើប្រាស់កាតាលីករសកម្មជាងមុនបានធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីបន្ថយសីតុណ្ហភាពនៃការផលិតអ៊ីដ្រូសែនកំឡុងពេល decomposition នៃចំហាយទឹក ដោយសារតែវាអាចកាត់បន្ថយសម្ពាធ ហើយជាលទ្ធផលកាត់បន្ថយថ្លៃដើមផលិតកម្ម ឧទាហរណ៍តាមរយៈការប្រើប្រាស់ថោកជាង។ ម៉ាស៊ីនបង្ហាប់ centrifugal ។ ជាលទ្ធផលតម្លៃអាម៉ូញាក់បានធ្លាក់ចុះជាងពាក់កណ្តាលមានការកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុងផលិតកម្មរបស់វាហើយទាក់ទងនឹងនេះការកើនឡើងនៃផលិតកម្មអាហារចាប់តាំងពីអាម៉ូញាក់គឺជាជីដ៏មានតម្លៃ។

វិធីសាស្រ្ត។ ការស្រាវជ្រាវក្នុងវិស័យកាតាលីករត្រូវបានអនុវត្តដោយប្រើទាំងវិធីសាស្រ្តប្រពៃណី និងពិសេស។ ស្លាកសញ្ញាវិទ្យុសកម្ម កាំរស្មីអ៊ិច អ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ និងរ៉ាម៉ាន (រ៉ាម៉ាន) spectroscopy វិធីសាស្ត្រមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងត្រូវបានប្រើ។ ការវាស់វែង kinetic ត្រូវបានអនុវត្ត ឥទ្ធិពលនៃវិធីសាស្រ្តនៃការទទួលបានកាតាលីករលើសកម្មភាពរបស់ពួកគេត្រូវបានសិក្សា។ សារៈសំខាន់ដ៏អស្ចារ្យគឺការកំណត់ផ្ទៃនៃកាតាលីករដោយវិធីសាស្ត្រ Brunauer-Emmett-Teller (វិធីសាស្ត្រ BET) ដោយផ្អែកលើការវាស់វែងនៃការស្រូបយករូបធាតុអាសូតនៅសម្ពាធផ្សេងៗគ្នា។ ដើម្បីធ្វើដូចនេះកំណត់បរិមាណអាសូតដែលត្រូវការសម្រាប់ការបង្កើត monolayer នៅលើផ្ទៃនៃកាតាលីករហើយដោយដឹងពីអង្កត់ផ្ចិតនៃម៉ូលេគុលន ២ គណនាផ្ទៃដីសរុប។ បន្ថែមពីលើការកំណត់ផ្ទៃដីសរុប ការស្រូបយកសារធាតុគីមីនៃម៉ូលេគុលផ្សេងៗត្រូវបានអនុវត្ត ដែលធ្វើឱ្យវាអាចប៉ាន់ប្រមាណចំនួនមជ្ឈមណ្ឌលសកម្ម និងទទួលបានព័ត៌មានអំពីលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់វា។

អ្នកស្រាវជ្រាវមានវិធីសាស្រ្តផ្សេងៗសម្រាប់សិក្សារចនាសម្ព័ន្ធផ្ទៃនៃកាតាលីករនៅកម្រិតអាតូមិច។ ព័ត៌មានពិសេសអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកទទួលបានវិធីសាស្រ្ត

EXAFS . ក្នុងចំណោមវិធីសាស្រ្ត spectroscopic, UV, X-ray, និង Auger photoelectron spectroscopy កំពុងត្រូវបានប្រើប្រាស់កាន់តែខ្លាំងឡើង។ ចំណាប់អារម្មណ៍ដ៏អស្ចារ្យគឺ វិសាលគមនៃអ៊ីយ៉ុងបន្ទាប់បន្សំ និង វិសាលគមស្កុបអ៊ីយ៉ុង។ ការវាស់វែង NMR ត្រូវបានប្រើដើម្បីសិក្សាពីធម្មជាតិនៃស្មុគស្មាញកាតាលីករ។ មីក្រូទស្សន៍ផ្លូវរូងក្រោមដីស្កែនអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកមើលឃើញការរៀបចំអាតូមនៅលើផ្ទៃកាតាលីករ។ ទស្សនវិស័យ ទំហំនៃដំណើរការកាតាលីករនៅក្នុងឧស្សាហកម្មកំពុងកើនឡើងជារៀងរាល់ឆ្នាំ។ កាតាលីករកំពុងត្រូវបានប្រើប្រាស់កាន់តែខ្លាំងឡើង ដើម្បីបន្សាបការបំពុលបរិស្ថាន។ តួនាទីរបស់កាតាលីករក្នុងការផលិតអ៊ីដ្រូកាបូន និងឥន្ធនៈសំយោគដែលមានអុកស៊ីហ្សែនពីឧស្ម័ន និងធ្យូងថ្មកំពុងកើនឡើង។ វាហាក់ដូចជាមានការសន្យាយ៉ាងខ្លាំងក្នុងការបង្កើតកោសិកាឥន្ធនៈសម្រាប់ការបំប្លែងថាមពលឥន្ធនៈទៅជាថាមពលអគ្គិសនី។

គំនិតថ្មីនៃកាតាលីករនឹងធ្វើឱ្យវាអាចទទួលបានវត្ថុធាតុ polymeric និងផលិតផលផ្សេងទៀតជាមួយនឹងលក្ខណៈសម្បត្តិដ៏មានតម្លៃជាច្រើន ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវវិធីសាស្រ្តផលិតថាមពល បង្កើនការផលិតអាហារ ជាពិសេសតាមរយៈការសំយោគប្រូតេអ៊ីនពី alkanes និងអាម៉ូញាក់ ដោយមានជំនួយពី microorganisms ។ វាប្រហែលជាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីអភិវឌ្ឍវិធីសាស្រ្តវិស្វកម្មហ្សែនសម្រាប់ការផលិតអង់ស៊ីម និងសមាសធាតុសរីរាង្គដែលចូលទៅជិតកាតាលីករជីវសាស្រ្តធម្មជាតិនៅក្នុងសកម្មភាពកាតាលីករ និងការជ្រើសរើសរបស់វា។

អក្សរសាស្ត្រ Gates B.K. គីមីវិទ្យានៃដំណើរការកាតាលីករ . M. , 1981
Boreskov G.K. កាតាលីក។ សំណួរទ្រឹស្តី និងការអនុវត្ត . Novosibirsk ឆ្នាំ ១៩៨៧
Gankin V.Yu., Gankin Yu.V.ទ្រឹស្តីទូទៅថ្មីនៃកាតាលីករ . អិល, ១៩៩១
តូកាបេ ខេ. កាតាលីករ និងដំណើរការកាតាលីករ . M. , 1993

ដំណើរការភាគច្រើនដែលផ្អែកលើបច្ចេកវិទ្យាគីមីគឺជាប្រតិកម្មកាតាលីករ។ នេះគឺដោយសារតែការពិតដែលថាជាមួយនឹងការណែនាំនៃកាតាលីករមួយអត្រានៃអន្តរកម្មនៃសារធាតុកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំង។ ក្នុងករណីនេះ ក្រុមហ៊ុនផលិតអាចកាត់បន្ថយការចំណាយ ឬទទួលបានផលិតផលដែលមានប្រតិកម្មកាន់តែច្រើនក្នុងរយៈពេលដូចគ្នា។ នោះហើយជាមូលហេតុដែលយកចិត្តទុកដាក់យ៉ាងខ្លាំងចំពោះការសិក្សាអំពីកាតាលីករក្នុងការបណ្តុះបណ្តាលអ្នកបច្ចេកទេស។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយបាតុភូតនេះក៏ដើរតួយ៉ាងសំខាន់នៅក្នុងធម្មជាតិផងដែរ។ ដូច្នេះសារធាតុពិសេសធ្វើនិយ័តកម្មដំណើរការនៃប្រតិកម្មជីវគីមីនៅក្នុងសារពាង្គកាយមានជីវិត ដោយហេតុនេះប៉ះពាល់ដល់ការរំលាយអាហារ។

គំនិតនៃកាតាលីករ

ខ្លឹមសារនៃបាតុភូតគីមីនេះគឺដើម្បីគ្រប់គ្រងអត្រានៃការផ្លាស់ប្តូរសារធាតុដោយប្រើសារធាតុពិសេសដែលអាចបន្ថយល្បឿន ឬបង្កើនល្បឿនដំណើរការនេះ។ ក្នុងករណីនេះមនុស្សម្នាក់និយាយអំពីកាតាលីករវិជ្ជមានឬអវិជ្ជមាន។ វាក៏មានបាតុភូតនៃ autocatalysis នៅពេលដែលផលិតផលកម្រិតមធ្យមមួយនៃប្រតិកម្មគីមីប៉ះពាល់ដល់អត្រាប្រតិកម្ម។ ដំណើរការកាតាលីករមានភាពចម្រុះ ពួកវាខុសគ្នាក្នុងយន្តការ ស្ថានភាពនៃការប្រមូលផ្តុំសមាសធាតុ និងទិសដៅ។

សារធាតុដែលបន្ថយអន្តរកម្មគីមីត្រូវបានគេហៅថា inhibitors ហើយសារធាតុដែលបង្កើនល្បឿនប្រតិកម្មកាតាលីករត្រូវបានគេហៅថាកាតាលីករ។ ទាំងអ្នកទាំងនោះ និងអ្នកផ្សេងទៀតផ្លាស់ប្តូរអត្រាប្រតិកម្មដោយមធ្យោបាយនៃអន្តរកម្មកម្រិតមធ្យមម្តងហើយម្តងទៀតជាមួយអ្នកចូលរួមម្នាក់ ឬច្រើននាក់។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះពួកគេមិនត្រូវបានរួមបញ្ចូលនៅក្នុងសមាសភាពនៃផលិតផលនិងត្រូវបានស្ដារឡើងវិញបន្ទាប់ពីការបញ្ចប់នៃវដ្តនៃការផ្លាស់ប្តូរនៃសារធាតុ។ ដូច្នេះការចូលរួមរបស់កាតាលីករមិនត្រូវបានឆ្លុះបញ្ចាំងនៅក្នុងសមីការប្រតិកម្ម stoichiometrically ទេ ប៉ុន្តែគ្រាន់តែបង្ហាញជាលក្ខខណ្ឌសម្រាប់អន្តរកម្មនៃសារធាតុប៉ុណ្ណោះ។

ប្រភេទនៃប្រតិកម្មកាតាលីករ

យោងតាមស្ថានភាពនៃការប្រមូលផ្តុំសារធាតុដែលចូលរួមក្នុងប្រតិកម្មគីមីមានៈ

• ប្រតិកម្មដូចគ្នា។
• ប្រតិកម្មកាតាលីករ interfacial - កើតឡើងនៅចំណុចប្រទាក់នៃអង្គធាតុរាវដែលមិនអាចរលាយបានហើយតួនាទីរបស់កាតាលីករត្រូវបានកាត់បន្ថយចំពោះការផ្ទេរសារធាតុតាមរយៈវា;
• ប្រតិកម្មកាតាលីករខុសប្រក្រតី - នៅក្នុងពួកវា កាតាលីករមានស្ថានភាពនៃការប្រមូលផ្តុំខុសពី reactants ហើយវាត្រូវបានអនុវត្តនៅលើចំណុចប្រទាក់។
• ប្រតិកម្មដូចគ្នាបេះបិទ - ត្រូវបានផ្តួចផ្តើមនៅចំណុចប្រទាក់ជាមួយកាតាលីករ ហើយបន្តក្នុងបរិមាណប្រតិកម្ម។
• ប្រតិកម្ម microheterogeneous - ភាគល្អិតតូចៗនៃកាតាលីកររឹងបង្កើតជាមីសែលលើបរិមាណទាំងមូលនៃដំណាក់កាលរាវ។

វាក៏មានកាតាលីករ redox ដែលអមដោយការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងស្ថានភាពអុកស៊ីតកម្មនៃកាតាលីករនៅពេលមានអន្តរកម្មជាមួយ reagents ។ ការបំប្លែងបែបនេះត្រូវបានគេហៅថា ប្រតិកម្មអុកស៊ីតកម្មកាតាលីករ និងប្រតិកម្មកាត់បន្ថយ។ ទូទៅបំផុតក្នុងការផលិតគីមីគឺការកត់សុីនៃស្ពាន់ធ័រឌីអុកស៊ីតទៅជា trioxide ក្នុងការផលិតអាស៊ីតស៊ុលហ្វួរី។

ប្រភេទនៃកាតាលីករ

យោងតាមស្ថានភាពនៃការប្រមូលផ្តុំ កាតាលីករគឺរាវ (H 2 SO 4, H 3 RO 4) រឹង (Pt, V 2 O 5, Al 2 O 3) និងឧស្ម័ន (BF 3) ។

យោងតាមប្រភេទនៃសារធាតុ កាតាលីករត្រូវបានចាត់ថ្នាក់ជា៖

• លោហធាតុ - អាចសុទ្ធ, យ៉ាន់ស្ព័រ, រឹងឬដាក់នៅលើមូលដ្ឋាន porous (Fe, Pt, Ni, Cu);
• សមាសធាតុដែកនៃប្រភេទ M m E n - អុកស៊ីដទូទៅបំផុតគឺ MgO, Al 2 O 3, MoO 3 ជាដើម។
• អាស៊ីតនិងមូលដ្ឋាន - ប្រើសម្រាប់ប្រតិកម្មកាតាលីករអាស៊ីត - មូលដ្ឋានទាំងនេះអាចជាអាស៊ីត Lewis, Bronsted ជាដើម។
• ស្មុគ្រស្មាញដែក - ក្រុមនេះក៏រួមបញ្ចូលអំបិលនៃលោហៈផ្លាស់ប្តូរផងដែរដូចជា PdCl 2, Ni (CO) 4 ;
• អង់ស៊ីម (ពួកវាក៏ជាអង់ស៊ីមផងដែរ) គឺជាជីវកាតាលីករដែលបង្កើនល្បឿនប្រតិកម្មដែលកើតឡើងនៅក្នុងសារពាង្គកាយមានជីវិត។

យោងទៅតាមលក្ខណៈជាក់លាក់នៃរចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិច ឃ-កាតាលីករត្រូវបានសម្គាល់ដោយ d-អេឡិចត្រុង និង ឃ-គន្លង ក៏ដូចជា s, p-catalysts ដែលជាចំណុចកណ្តាលនៃធាតុដែលមាន valence s និង p-electrons ។

លក្ខណៈសម្បត្តិនៃកាតាលីករ

ដើម្បីប្រើប្រាស់ប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព បញ្ជីតម្រូវការយ៉ាងទូលំទូលាយត្រូវបានអនុវត្តចំពោះពួកវា ដែលប្រែប្រួលសម្រាប់ដំណើរការជាក់លាក់មួយ។ ប៉ុន្តែ​អ្វី​ដែល​សំខាន់​បំផុត​គឺ​លក្ខណៈ​សម្បត្តិ​ពីរ​ដូច​ខាង​ក្រោម​របស់​កាតាលីករ៖

• ភាពជាក់លាក់ស្ថិតនៅក្នុងសមត្ថភាពរបស់កាតាលីករដើម្បីជះឥទ្ធិពលលើប្រតិកម្មតែមួយ ឬស៊េរីនៃការផ្លាស់ប្តូរស្រដៀងគ្នា ហើយមិនប៉ះពាល់ដល់អត្រាអ្នកដ៏ទៃ។ ដូច្នេះផ្លាទីនត្រូវបានគេប្រើញឹកញាប់បំផុតនៅក្នុងប្រតិកម្មអ៊ីដ្រូសែនសរីរាង្គ។
• ការជ្រើសរើសត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយសមត្ថភាពក្នុងការបង្កើនល្បឿនមួយនៃប្រតិកម្មប៉ារ៉ាឡែលដែលអាចធ្វើទៅបានដោយហេតុនេះបង្កើនទិន្នផលនៃផលិតផលសំខាន់បំផុត។

អត្រាប្រតិកម្មកាតាលីករ

ហេតុផលសម្រាប់ការបង្កើនល្បឿននៃអន្តរកម្មនៃសារធាតុគឺការបង្កើតស្មុគស្មាញសកម្មជាមួយកាតាលីករដែលនាំឱ្យមានការថយចុះនៃថាមពលសកម្ម។

យោងទៅតាម postulate មូលដ្ឋាននៃ kinetics គីមី អត្រានៃប្រតិកម្មគីមីណាមួយគឺសមាមាត្រដោយផ្ទាល់ទៅនឹងផលិតផលនៃការប្រមូលផ្តុំនៃសារធាតុចាប់ផ្តើមដែលត្រូវបានយកនៅក្នុងអំណាចដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងមេគុណ stoichiometric របស់ពួកគេ:

v = k ∙ C A x ∙ C B y ∙ C D z ,

ដែល k គឺជាអត្រាថេរនៃប្រតិកម្មគីមី ជាលេខស្មើនឹងអត្រានៃប្រតិកម្មដូចគ្នា ផ្តល់ថាកំហាប់នៃសមាសធាតុចាប់ផ្តើមគឺ 1 mol/L ។

យោងតាមសមីការ Arrhenius k អាស្រ័យលើថាមពលសកម្ម៖

k \u003d A ∙ exp ^ (-E A / RT) ។

ភាពទៀងទាត់ទាំងនេះក៏មានសុពលភាពសម្រាប់ប្រតិកម្មកាតាលីករផងដែរ។ នេះត្រូវបានបញ្ជាក់ដោយសមីការសម្រាប់សមាមាត្រនៃអត្រាថេរ៖

k K / k = A K /A ∙ exp^((E A -E AK)/RT),

ដែលអថេរដែលមានសន្ទស្សន៍ K សំដៅលើប្រតិកម្មកាតាលីករ។

ដំណាក់កាលនៃប្រតិកម្មកាតាលីករ

សម្រាប់ប្រតិកម្មកាតាលីករដូចគ្នា ជំហានសំខាន់ពីរគឺគ្រប់គ្រាន់៖

1. ការបង្កើតស្មុគស្មាញដែលបានធ្វើឱ្យសកម្ម: A + K -> AA ។
2. អន្តរកម្មនៃស្មុគស្មាញដែលបានធ្វើឱ្យសកម្មជាមួយសារធាតុដំបូងផ្សេងទៀត: AA + B ―> C + K ។

នៅក្នុងទម្រង់ទូទៅ សមីការនៃទម្រង់ A + B -> C ត្រូវបានសរសេរ។

យន្តការនៃប្រតិកម្មកាតាលីករខុសធម្មតាគឺស្មុគស្មាញ។ ដំណាក់កាលទាំងប្រាំមួយត្រូវបានសម្គាល់៖

1. ការនាំយកសមាសធាតុចាប់ផ្តើមទៅផ្ទៃកាតាលីករ។
2. ការស្រូបយកសារធាតុដំបូងដោយផ្ទៃកាតាលីករនិងការបង្កើតស្មុគស្មាញកម្រិតមធ្យម៖ A + B + K -> AVK ។
3. ការធ្វើឱ្យសកម្មនៃស្មុគស្មាញលទ្ធផល: ΑVC ―> ΑVC * .
4. ការរលួយនៃសមាសធាតុស្មុគ្រស្មាញខណៈពេលដែលផលិតផលដែលបានបង្កើតឡើងត្រូវបានស្រូបយកដោយកាតាលីករ: ΑВК * ―> CDK ។
5. ការស្រូបយកផលិតផលលទ្ធផលដោយផ្ទៃកាតាលីករ៖ CDK ―> C + D + K ។
6. ការដកផលិតផលចេញពីកាតាលីករ។

ឧទាហរណ៍នៃប្រតិកម្មកាតាលីករ

កាតាលីករត្រូវបានប្រើមិនត្រឹមតែនៅក្នុងឧស្សាហកម្មគីមីប៉ុណ្ណោះទេ។ មនុស្សណាក៏ដោយក្នុងជីវិតប្រចាំថ្ងៃរបស់គាត់ត្រូវប្រឈមមុខនឹងប្រតិកម្មកាតាលីករផ្សេងៗ។ នេះជាឧទាហរណ៍ការប្រើប្រាស់អ៊ីដ្រូសែន peroxide ក្នុងការព្យាបាលរបួស។ អ៊ីដ្រូសែន peroxide នៅពេលធ្វើអន្តរកម្មជាមួយឈាម ចាប់ផ្តើមរលួយក្រោមឥទ្ធិពលនៃ៖

2H 2 O 2 -> O 2 + 2H 2 O ។

នៅក្នុងរថយន្តទំនើបវាត្រូវបានបំពាក់ដោយអង្គជំនុំជម្រះកាតាលីករពិសេសដែលរួមចំណែកដល់ការរលួយនៃសារធាតុឧស្ម័នដែលបង្កគ្រោះថ្នាក់។ ឧទាហរណ៍ ផ្លាទីន ឬរ៉ូដ្យូម ជួយកាត់បន្ថយការបំពុលដោយអុកស៊ីដអាសូត ដែលបំបែកទៅជា O 2 និង N 2 ដែលគ្មានគ្រោះថ្នាក់។

ថ្នាំដុសធ្មេញមួយចំនួនមានអង់ស៊ីមដែលបំបែកបន្ទះ និងកំទេចកំទីអាហារ។

អត្រានៃប្រតិកម្មគីមីអាចកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុងវត្តមាននៃសារធាតុផ្សេងៗដែលមិនមានប្រតិកម្ម និងមិនមែនជាផ្នែកនៃផលិតផលប្រតិកម្ម។ បាតុភូតដ៏អស្ចារ្យនេះត្រូវបានគេហៅថា កាតាលីករ(ពីភាសាក្រិក "កាតាលីស" - ការបំផ្លិចបំផ្លាញ) ។ សារធាតុដែលបង្កើនអត្រានៃប្រតិកម្មនៅក្នុងល្បាយត្រូវបានគេហៅថា កាតាលីករ។បរិមាណរបស់វាមុននិងក្រោយប្រតិកម្មនៅតែមិនផ្លាស់ប្តូរ។ កាតាលីករមិនតំណាងឱ្យថ្នាក់ពិសេសណាមួយនៃសារធាតុទេ។ នៅក្នុងប្រតិកម្មផ្សេងៗ លោហធាតុ អុកស៊ីដ អាស៊ីត អំបិល និងសមាសធាតុស្មុគស្មាញអាចបង្ហាញឥទ្ធិពលកាតាលីករ។ ប្រតិកម្មគីមីនៅក្នុងកោសិការស់នៅដំណើរការក្រោមការគ្រប់គ្រងនៃប្រូតេអ៊ីនកាតាលីករដែលហៅថា អង់ស៊ីម។កាតាលីករគួរតែត្រូវបានចាត់ទុកថាជាកត្តាគីមីពិតក្នុងការបង្កើនអត្រានៃប្រតិកម្មគីមី ចាប់តាំងពីកាតាលីករត្រូវបានចូលរួមដោយផ្ទាល់នៅក្នុងប្រតិកម្ម។ កាតាលីស ច្រើនតែជាមធ្យោបាយដ៏មានឥទ្ធិពល និងប្រថុយប្រថានតិចក្នុងការបង្កើនល្បឿនប្រតិកម្មជាងការបង្កើនសីតុណ្ហភាព។ នេះត្រូវបានបង្ហាញយ៉ាងច្បាស់នៅក្នុងឧទាហរណ៍នៃប្រតិកម្មគីមីនៅក្នុងសារពាង្គកាយមានជីវិត។ ប្រតិកម្មដូចជា hydrolysis នៃប្រូតេអ៊ីនដែលនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ត្រូវតែត្រូវបានអនុវត្តជាមួយនឹងកំដៅយូរដល់ចំណុចរំពុះនៅក្នុងដំណើរការនៃការរំលាយអាហារដំណើរការដោយគ្មានការកំដៅនៅសីតុណ្ហភាពរាងកាយ។

ជាលើកដំបូង បាតុភូតនៃកាតាលីករត្រូវបានសង្កេតឃើញដោយអ្នកគីមីវិទ្យាជនជាតិបារាំង L. J. Tenard (1777-1857) ក្នុងឆ្នាំ 1818។ គាត់បានរកឃើញថាអុកស៊ីដនៃលោហធាតុមួយចំនួន នៅពេលដែលអ៊ីដ្រូសែន peroxide ត្រូវបានបន្ថែមទៅក្នុងដំណោះស្រាយ បណ្តាលឱ្យរលួយរបស់វា។ បទពិសោធន៍បែបនេះគឺងាយស្រួលក្នុងការបង្កើតឡើងវិញដោយបន្ថែមគ្រីស្តាល់ប៉ូតាស្យូម permanganate ទៅក្នុងដំណោះស្រាយអ៊ីដ្រូសែន peroxide 3% ។ អំបិល KMp0 4 ប្រែទៅជា Mn0 2 ហើយអុកស៊ីសែនត្រូវបានបញ្ចេញយ៉ាងលឿនពីដំណោះស្រាយក្រោមសកម្មភាពនៃអុកស៊ីដ៖

ឥទ្ធិពលផ្ទាល់នៃកាតាលីករលើអត្រាប្រតិកម្មត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងការថយចុះនៃថាមពលធ្វើឱ្យសកម្ម។ នៅសីតុណ្ហភាពធម្មតាធ្លាក់ចុះ? ហើយដោយ 20 kJ / mol បង្កើនអត្រាថេរប្រហែល 3000 ដង។ បន្ទាបថ្នាក់ អ៊ី អិលប្រហែលជាខ្លាំងជាង។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយការថយចុះនៃថាមពលធ្វើឱ្យសកម្មគឺជាការបង្ហាញខាងក្រៅនៃសកម្មភាពរបស់កាតាលីករ។ ប្រតិកម្មត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយតម្លៃជាក់លាក់មួយ។ E. vដែលអាចផ្លាស់ប្តូរបានលុះត្រាតែប្រតិកម្មខ្លួនវាផ្លាស់ប្តូរ។ ការផ្តល់ផលិតផលដូចគ្នា ប្រតិកម្មជាមួយនឹងការចូលរួមនៃសារធាតុបន្ថែមដំណើរការទៅតាមផ្លូវផ្សេងគ្នា ឆ្លងកាត់ដំណាក់កាលផ្សេងៗគ្នា និងដោយថាមពលសកម្មផ្សេងគ្នា។ ប្រសិនបើនៅលើផ្លូវថ្មីនេះ ថាមពលសកម្មគឺទាបជាង ហើយប្រតិកម្មគឺលឿនជាងមុន នោះយើងនិយាយថាសារធាតុនេះគឺជាកាតាលីករ។

កាតាលីករធ្វើអន្តរកម្មជាមួយប្រតិកម្មមួយ បង្កើតជាសមាសធាតុកម្រិតមធ្យមមួយចំនួន។ នៅដំណាក់កាលមួយនៃដំណាក់កាលបន្ទាប់នៃប្រតិកម្ម កាតាលីករត្រូវបានបង្កើតឡើងវិញ - វាទុកប្រតិកម្មក្នុងទម្រង់ដើមរបស់វា។ សារធាតុ Reagents ដែលចូលរួមក្នុងប្រតិកម្មកាតាលីករ បន្តធ្វើអន្តរកម្មគ្នាទៅវិញទៅមក និងតាមបណ្តោយផ្លូវយឺត ដោយមិនមានការចូលរួមពីកាតាលីករ។ ដូច្នេះ ប្រតិកម្ម​កាតាលីករ​ជា​កម្មសិទ្ធិ​របស់​ប្រតិកម្ម​ស្មុគ្រស្មាញ​ជាច្រើន​ដែល​គេ​ហៅ​ថា ស៊េរី-ប៉ារ៉ាឡែល។ នៅលើរូបភព។ 11.8 បង្ហាញពីការពឹងផ្អែកនៃអត្រាថេរលើកំហាប់នៃកាតាលីករ។ ក្រាហ្វការពឹងផ្អែកមិនឆ្លងកាត់សូន្យទេព្រោះក្នុងករណីដែលគ្មានកាតាលីករប្រតិកម្មមិនឈប់។

អង្ករ។ ១១.៨.

ថេរដែលអាចសង្កេតបាន។ kបង្ហាញជាផលបូក k យូ+ & k c(k)

ឧទាហរណ៍ 11.5 ។ នៅសីតុណ្ហភាព -500 ° C ប្រតិកម្មអុកស៊ីតកម្មនៃអុកស៊ីដស្ពាន់ធ័រ (IV)

ដែលជាដំណាក់កាលមួយនៃផលិតកម្មឧស្សាហកម្មនៃអាស៊ីតស៊ុលហ្វួរិក គឺយឺតណាស់។ ការកើនឡើងបន្ថែមទៀតនៃសីតុណ្ហភាពគឺមិនអាចទទួលយកបានទេព្រោះលំនឹងផ្លាស់ប្តូរទៅខាងឆ្វេង (ប្រតិកម្មខាងក្រៅ) ហើយទិន្នផលផលិតផលធ្លាក់ចុះច្រើនពេក។ ប៉ុន្តែ​ប្រតិកម្ម​នេះ​ត្រូវ​បាន​ពន្លឿន​ដោយ​កាតាលីករ​ផ្សេងៗ ដែល​មួយ​ក្នុង​ចំណោម​នោះ​អាច​ជា​នីទ្រីក​អុកស៊ីដ (II)។ ទីមួយ កាតាលីករប្រតិកម្មជាមួយអុកស៊ីសែន៖

ហើយបន្ទាប់មកផ្ទេរអាតូមអុកស៊ីសែនទៅអុកស៊ីដស្ពាន់ធ័រ (IV)៖

ដូច្នេះផលិតផលចុងក្រោយនៃប្រតិកម្មត្រូវបានបង្កើតឡើងហើយកាតាលីករត្រូវបានបង្កើតឡើងវិញ។ សម្រាប់ប្រតិកម្ម លទ្ធភាពនៃការហូរតាមផ្លូវថ្មីមួយត្រូវបានបើក ដែលក្នុងនោះអត្រាថេរបានកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំង៖

ដ្យាក្រាមខាងក្រោមបង្ហាញពីផ្លូវទាំងពីរនៃដំណើរការអុកស៊ីតកម្ម S0 2 ។ អវត្ដមាននៃកាតាលីករ ប្រតិកម្មដំណើរការតែតាមផ្លូវយឺត ហើយនៅក្នុងវត្តមាននៃកាតាលីករមួយនៅតាមបណ្តោយទាំងពីរ។

កាតាលីករមានពីរប្រភេទគឺ៖ ដូចគ្នានិង ខុសគ្នា។ក្នុងករណីដំបូង កាតាលីករ និងសារធាតុប្រតិកម្មបង្កើតបានជាប្រព័ន្ធដូចគ្នាក្នុងទម្រង់ជាល្បាយឧស្ម័ន ឬដំណោះស្រាយ។ ឧទាហរណ៏នៃការកត់សុីស្ពាន់ធ័រអុកស៊ីតកម្មគឺជាកាតាលីករដូចគ្នា។ អត្រានៃប្រតិកម្មកាតាលីករដូចគ្នា។

នៅក្នុងកាតាលីករចម្រុះ កាតាលីករគឺជាសារធាតុរឹងក្នុងទម្រង់សុទ្ធ ឬគាំទ្រ ក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនឧទាហរណ៍ផ្លាទីនជាកាតាលីករអាចត្រូវបានជួសជុលនៅលើអាបស្តូអាអាលុយមីញ៉ូមជាដើម។ ម៉ូលេគុល reagent ត្រូវបាន adsorbed (ស្រូបយក) ពីឧស្ម័នឬដំណោះស្រាយនៅចំណុចជាក់លាក់នៅលើផ្ទៃកាតាលីករ - មជ្ឈមណ្ឌលសកម្មនិងត្រូវបានធ្វើឱ្យសកម្មក្នុងពេលតែមួយ។ បន្ទាប់ពីការបំប្លែងសារជាតិគីមី ម៉ូលេគុលផលិតផលលទ្ធផលត្រូវបាន desorbed ពីផ្ទៃកាតាលីករ។ សកម្មភាពនៃការផ្លាស់ប្តូរភាគល្អិតត្រូវបានធ្វើម្តងទៀតនៅមជ្ឈមណ្ឌលសកម្ម។ ក្នុងចំណោមកត្តាផ្សេងទៀត អត្រានៃប្រតិកម្មកាតាលីករខុសប្រក្រតីអាស្រ័យទៅលើផ្ទៃនៃវត្ថុធាតុកាតាលីករ។

កាតាលីស្តេរ៉ូអ៊ីតត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយជាពិសេសនៅក្នុងឧស្សាហកម្ម។ នេះគឺដោយសារតែភាពងាយស្រួលនៃដំណើរការកាតាលីករជាបន្តបន្ទាប់ជាមួយនឹងការអនុម័តនៃល្បាយនៃ reagents តាមរយៈឧបករណ៍ទំនាក់ទំនងជាមួយកាតាលីករមួយ។

កាតាលីករធ្វើសកម្មភាពជ្រើសរើសដោយបង្កើនល្បឿននៃប្រតិកម្មជាក់លាក់មួយ ឬសូម្បីតែប្រតិកម្មតែមួយដោយមិនប៉ះពាល់ដល់អ្នកដទៃ។ នេះធ្វើឱ្យវាអាចប្រើកាតាលីករមិនត្រឹមតែបង្កើនល្បឿនប្រតិកម្មប៉ុណ្ណោះទេ ថែមទាំងបំប្លែងសារធាតុចាប់ផ្តើមទៅជាផលិតផលដែលចង់បានផងដែរ។ មេតាន និងទឹកនៅសីតុណ្ហភាព 450 ° C នៅលើកាតាលីករ Fe 2 0 3 ត្រូវបានបំលែងទៅជាកាបូនឌីអុកស៊ីត និងអ៊ីដ្រូសែន៖

សារធាតុដូចគ្នានៅសីតុណ្ហភាព 850 °C មានប្រតិកម្មលើផ្ទៃនីកែលដើម្បីបង្កើតជាកាបូនម៉ូណូអុកស៊ីត (II) និងអ៊ីដ្រូសែន៖

Catalysis ជាកម្មសិទ្ធិរបស់ផ្នែកគីមីវិទ្យា ដែលវាមិនទាន់អាចធ្វើការទស្សន៍ទាយបានត្រឹមត្រូវតាមទ្រឹស្តីនៅឡើយ។ កាតាលីករឧស្សាហកម្មទាំងអស់សម្រាប់ដំណើរការផលិតផលប្រេង ឧស្ម័នធម្មជាតិ ការផលិតអាម៉ូញាក់ និងផ្សេងទៀតជាច្រើនត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយផ្អែកលើការសិក្សាពិសោធន៍ដ៏លំបាក និងយូរអង្វែង។

សមត្ថភាពក្នុងការគ្រប់គ្រងល្បឿននៃដំណើរការគីមីគឺមានសារៈសំខាន់ដែលមិនអាចប៉ាន់ស្មានបាននៅក្នុងសកម្មភាពសេដ្ឋកិច្ចរបស់មនុស្ស។ នៅក្នុងការផលិតឧស្សាហកម្មនៃផលិតផលគីមី ជាធម្មតាវាចាំបាច់ដើម្បីបង្កើនអត្រានៃដំណើរការគីមីបច្ចេកវិទ្យា ហើយនៅក្នុងការផ្ទុកផលិតផលវាត្រូវបានទាមទារដើម្បីកាត់បន្ថយអត្រានៃការ decomposition ឬការប៉ះពាល់ទៅនឹងអុកស៊ីសែន, ទឹក, ល។ សារធាតុដែលគេស្គាល់ដែលអាចពន្យឺតប្រតិកម្មគីមី។ ពួកគេត្រូវបានគេហៅថា ថ្នាំទប់ស្កាត់, ឬ កាតាលីករអវិជ្ជមាន។សារធាតុរារាំងមានភាពខុសគ្នាជាមូលដ្ឋានពីកាតាលីករពិត ដែលពួកវាមានប្រតិកម្មជាមួយនឹងប្រភេទសកម្ម (រ៉ាឌីកាល់សេរី) ដែលដោយសារហេតុផលមួយ ឬមូលហេតុផ្សេងទៀត កើតឡើងនៅក្នុងសារធាតុមួយ ឬបរិស្ថានរបស់វា ហើយបណ្តាលឱ្យរលួយ និងប្រតិកម្មអុកស៊ីតកម្មដ៏មានតម្លៃ។ ថ្នាំទប់ស្កាត់ត្រូវបានប្រើប្រាស់បន្តិចម្តង ៗ ដោយបញ្ចប់សកម្មភាពការពាររបស់ពួកគេ។ ប្រភេទសារធាតុទប់ស្កាត់សំខាន់បំផុតគឺសារធាតុប្រឆាំងអុកស៊ីតកម្ម ដែលការពារវត្ថុធាតុផ្សេងៗពីឥទ្ធិពលនៃអុកស៊ីហ្សែន។

វាគួរតែត្រូវបានរំលឹកផងដែរអំពីអ្វីដែលមិនអាចសម្រេចបានដោយមានជំនួយពីកាតាលីករ។ ពួកគេមានសមត្ថភាពបង្កើនល្បឿនតែប្រតិកម្មដោយឯកឯងប៉ុណ្ណោះ។ ប្រសិនបើប្រតិកម្មមិនដំណើរការដោយឯកឯងទេ នោះកាតាលីករនឹងមិនអាចបង្កើនល្បឿនវាបានទេ។ ឧទាហរណ៍ គ្មាន​កាតាលីករ​ណា​អាច​ធ្វើ​ឱ្យ​ទឹក​រលាយ​ទៅ​ជា​អ៊ីដ្រូសែន និង​អុកស៊ីហ្សែន។ ដំណើរការនេះអាចត្រូវបានអនុវត្តតែដោយ electrolysis ខណៈពេលដែលចំណាយការងារអគ្គិសនី។

កាតាលីករក៏អាចធ្វើឱ្យដំណើរការដែលមិនចង់បានផងដែរ។ ក្នុងប៉ុន្មានទសវត្សរ៍ថ្មីៗនេះមានការបំផ្លិចបំផ្លាញបន្តិចម្តង ៗ នៃស្រទាប់អូហ្សូននៃបរិយាកាសនៅរយៈកំពស់ពី 20-25 គីឡូម៉ែត្រ។ វាត្រូវបានសន្មត់ថាសារធាតុមួយចំនួនពាក់ព័ន្ធនឹងការពុកផុយនៃអូហ្សូន ឧទាហរណ៍ អ៊ីដ្រូកាបូន halogenated បញ្ចេញទៅក្នុងបរិយាកាសដោយសហគ្រាសឧស្សាហកម្ម ក៏ដូចជាប្រើប្រាស់សម្រាប់គោលបំណងក្នុងស្រុក។