I seminar Heterogen və Homogen katalizatorun növləri. Faza tərkibinin katalizatorun aktivliyinə təsiri

I Seminar
Heterogen və Homogen katalizatorun növləri. Faza tərkibinin katalizatorun aktivliyinə təsiri.
Katalitik proseslər müxtəlif olduğundan onun təsnifatı da çox mürəkkəbdir. Lakin reaksiyada iştirak edən maddələrin və katalizatorun faza tərkibindən asılı olaraq homogen və heterogen katalizə ayrılırlar. Homogen katalizdə reaksiyada iştirak edən maddələr və katalizator eyni fazada, heterogen katalizdə isə müxtəlif fazada olurlar. Homogen katalizə misal olaraq sulfat turşusunun kamera metodu ilə istehsalı, şəkər qamışının inversiyası ilə hidrolizi, nişastanın hidrolizi, sulfolaşma, halogenləşmə, hidratlaşma və başqa üzvi reasiyaları göstərmək olar. Qeyri üzvi maddələrdə homogen reasiyalar olur. Məsələn, TiO2 (rutil) bərk katalizator iştirakı ilə nisbətən aşağı temperaturda TiO2 (anataza) və Al2O (  ) bir başqa Al2O3 (  ) çevrilirlər. Heterogen katalizə misal olaraq sənayedə gedən kimyəvi reaksiyaların çoxunu göstərmək olar. Ancaq neft emalında 80-85% katalitik proseslərdir.
Əgər katalizator reaksiyada iştirak edən maddə ilə eyni fazada olursa (adətən çox hallarda maye) homogen kataliz adlanır. Bu halda katalizator reaksiya həcmində bərabər paylanmış olur və ya molekulyar-dispers halda olurlar. Homogen katalitik reaksiyalara hidratlaşma, hidroliz, sulfolaşma, hologenləşmə, eterefikasiya, kondensasiya və s. göstərmək olar. Belə reaksiyalarda maye fazada turşu və ya qələvilərin iştirakı ilə, eyni ilə, Co, Mn, Fe, Cn 22 və s. duzlarının iştirakı ilə karbohidrogenlərin oksidləşməsini göstərmək olar.
Əgər katalizator və reaksiyaya daxil olan maddələr müxtəlif fazada və onlar arası bölmə sərhəddi olarsa, heterogen kataliz adlanır. Sənayedə homogen-katalitik proseslərə nisbətən heterogen – katalitik proseslər daha geniş tətbiq olunur. Sənaye əhəmiyyətli proseslərdən ammonyakın sintezi və oksidləşməsi, SO₂-nin SO₃-ə oksidləşməsi, karbohidrogenlərin oksidləşməsi, CO+H₂O və ya CH₄+H₂O-dən hidrogenin alınması, alkanların olefinlərə, olefinlərin dienlərə dehidrogenləşməsi və piylərin hidrogenləşməsi, neftin katalitik krekinqi, riforminq və s. heterogen katalitik proseslərə aiddir. Heterogen-homogen kataliz elə proseslərdir ki, bərk katalizatorun səthində başlayan proses qaz və ya maye faza həcmində reaksiya davam olunur. Adətən, bu ekzotermiki radikal-zəncirvari reaksiyalara xas olurlar. Belə proseslərə misal olaraq oksid katalizatorlarının üzərində metanın CH₃OH və ya CH₂O-ya çevrilməsini göstərmək olar. Belə reaksiyalar aşağı temperaturda heterogen, yüksək temperaturda homogen, orta temperaturlarda heterogenhomogen mexanizmi ilə gedirlər.

II Seminar
Katalizatorların səthində adsorbsiyanın təcrübi tədqiqi.
Molekul, atom və ya ionların səthdə toplanması adsorbsiya adlanır. Adsorbsiya olunan maddə adsorbat, adsorbsiya edən bərk cisim adsorbent adlanır. Adsorbsiya prosesi fiziki və kimyəvi olur. Fiziki adsorbsiya zamanı adsorbatın atomları və ya molekulları özünün fərdiliyini saxlayırlar, adsorbsiya qüvvəsi isə real qazlarda Van-Der-Vaals qüvvəsi isə eyni olur.
Kimyəvi adsorbsiyada adsorbsiya olunan bərk maddə ilə kimyəvi birləşmə əmələ gətirir. Adətən səthin atomları ilə molekullar kovalent, ion və ya koordinasiya rabitəsi yaratmış olurlar.
Fiziki adsorbsiya ilə kimyəvi adsorbsiya arasında dəqiq sərhəd yoxdur. İstilik fiziki adsorbsiya zamanı sadə molekullar üçün 2-6 kkal/mol, mürəkkəb molekullar üçün 10-20 kkal/mol olur. Kimyəvi adsorbsiya zamanı isə 20-100 kkal/mol olur. Lakin kimyəvi adsorbsiya zamanı molekula dissosiasiya olunursa, kimyəvi adsorbsiyanın istiliyi az ola bilər.
Fiziki adsorbsiyanın sürəti böyük olur, kimyəvi adsorbsiyanın sürəti yavaş və aktivləşmə enerjisinə malik olur. Fiziki adsorbsiya adsorbatın qaynama temperaturuna yaxın olur, kimyəvi adsorbsiya isə nisbətən yüksək temperaturda olur. Fiziki adsorbsiya dönəndir, kimyəvi adsorbsiya dönməyəndir. Fiziki adsorbsiya zamanı kimyəvi adsorbsiyadan fərqli olaraq adsorbat molekulası fərdi xassəsini saxlayır.