Kataliz
Manba: ÖzME, 4-jild (2000–2005), «Özbekiston milliy ensiklopediyasi» Davlat ilmiy naşriyoti · elektron nusxa: ziyouz.com kutubxonasi, 223–224-b. — ziyouz.com
Kataliz (yun. katalysis — buziliş, parçalaniş) — kimyoviy reaksiyalar tezligining ba'zi moddalar (katalizatorlar) ta'sirida özgarişi. Katalizator reaksiyaga kirişuvçi modda (reagent)lar b-n bir qança oraliq birikmalar hosil qilib, reaksiya nihoyasida miqdori va tarkibi özgarmasdan ajralib çiqadi. Katalizator sifatida turli xil moddalar (gaz, suyuqliklar va qattiq moddalar) işlatilişi mumkin. Reagentlar va katalizatorlarning fazaviy holatiga qarab katalitik jarayonlar, asosan, gomogen va geterogen K.ga bölinadi. Bundan taşqari, mikrogeterogen, fermentativ katalitik jarayonlar ham mavjud. Gomogen K.da reagentlar b-n katalizator bir jinsli aralaşma hosil qiladi. Reaksiya gaz yoki suyuq fazada boradi. Katalizator sifatida atomlar, ionlar, molekulalar iştirok etişi mumkin. Bunday katalitik jarayon mexanizmini şarxlaş uçun oraliq moddalar nazariyasi işlab çiqilgan. Bu nazariyaga asosan, reagentlar katalizator b-n beqaror oraliq moddalar hosil qiladi. Söngra bu moddalar parçalanib katalizator qayta tiklanadi (regeneratsiya). Suyuq fazadagi kislota-asosli K. mexanizmi reagentlar b-n katalizator örtasidagi proton almaşinişiga asoslangan. Mas:
R-CH=CH2+HA -» R-CH2-CH2++A~
R - C H 2 - C H j + H + O H ^ R - C H 2 - CH2OH+H+
N+ + A -> NA
Gomogen katalitik jarayonning tezligi juda köp omillarga, xususan, reagentlar va katalizatorlar konsentratsiyasi, t-ra, bosim va aralaştiriş darajasiga boğliq. Bu jarayonning asosiy kamçiligi mahsulot tarkibidan katalizatorni ajratib oliş (tozalaş) zarur böladi. Geterogen K.da katalizator sifatida qattiq moddalar işlatiladi. Ularning şarsimon, granulasimon, spiralsimon va b. turlari ma'lum. Şuningdek, bu katalizatorlar tarkibiga köra, bir, ikki yoki köp komponentli, holatiga qarab oksidsimon, metallsimon böladi. Geterogen K. ba'zan kontakt K. deb ham ataladi. Bu jarayon nihoyasida mahsulotdan (suyuq yoki fazadagi) katalizator oson ajratib olinadi. Şu sababli geterogen K. sanoatda keng qöllaniladi. Mikrogeterogen K.da reaksiya suyuq fazada boradi, katalizator sifatida kolloid zarraçalar iştirok etadi. Fermentativ K. ösimlik yoki hayvon töqimalarida sodir böladi, bu reaksiyada katalizator sifatida kolloid holdagi oqsil zarraçalari — fermentlar xizmat qiladi. Ba'zi moddalar kimyoviy reaksiya tezligini susaytiradi yoki töxtatadi. Bunday moddalar antikatalizator yoki ingibitorlar deb ataladi. Bu holatni manfiy K. deyiladi. Sanoatda, asosan, musbat K. katta ahamiyatga ega. Katalizator qöllanganga bir vaqtda borişi mumkin bölgan parallel reaksiyalardan faqat birining tezligi ortadi. Boşqalari esa töxtaydi (selektiv K.). Mas:
[Ad]
CH2—CH2
[Pd] [Si]
K. jarayonida hosil böladigan oraliq kompleks birikmalar b-n dastlabki moddalar energiyasi orasidagi farq aktivlaniş energiyasi deyiladi. Kimyoviy reaksiyalar tezligi, asosan, şu energiyaning mikdoriga boğliq bölib, unga teskari proporsionaldir. Katalitik jarayonning aktivlaniş energiyasi qança kam bölsa, reaksiya tezligi şunça yuqori böladi. K. jarayonida qöllaniladigan katalizatorning roli kimyoviy reaksiyalar aktivlaniş energiyasini kamaytirişdan iborat bölib, buning natijasida reaksiya yölini özgartiradi yoki uni zanjirsimon mexanizmga ötkazadi. K. boriş mexanizmiga qarab, asosan, ikkiga bölinadi: kislota-asos katalizi va oksidlaniş-qaytariliş katalizi. Kislota-asos K.da kislota-asoslar katalizator böladi. Bu reaksiyalarda proton almaşinişi röy beradi, ya'ni proton katalizatordan reagentga yoki, aksinça, reagentdan katalizatorga ötadi. K. jarayoni keyingi bosqiçda polimerlaniş, izomerlaniş: kreking jarayonlari alyuminiy silikat ta'sirida şu kislota-asos katalizi mexanizmi b-n boradi. Oksidlaniş-qaytariliş katalizida metall, metall oksidlari, tuzlar katalizator bölib xizmat qiladi. Bunday K.da elektron almaşadi, elektron katalizatorlardan reagentga yoki, aksinça, reagentdan katalizatorga ötadi. Şunday qilib, ok-sidlaniş — qaytariliş jarayoni sodir böladi. Ma'lum katalizator yoki katalizatorlar guruhi kimyoviy reaksiyaning ma'lum yönalişinigina özgartiradi, tezlatadi, xolos. Şunga köra, muayyan reaksiya uçun katalizator tanlaş amaliy ahamiyatga ega bölgan asosiy va muhim vazifadir. Hoz. vaqtda K.ning umumlaşgan yagona nazariyasi mavjud bölmasada, uning ba'zi tomonlarini e'tiborga olgan ayrim nazariyalar bor. Rus kimyogarlari N. I. Kobozevning faol ansambl, A. A. Balandinning multiplet K.i.ning elektron va zanjir nazariyalari şular jumlasidandir.
Ad.: Geyts B., Ketsir D., Şuyt G., Ximiya katalitiçeskix protsessov, per. s angl. M., 1981; Problemi kinetiki i kataliza, t. 1-19; L. - M., 1935-85.
Maruf Musayev.
Asl matn (kirill, PDF'dagidek)
КАТАЛИЗ (юн. katalysis — бузилиш, парчаланиш) — кимёвий реакциялар тезлигининг баъзи моддалар (катализаторлар) таъсирида ўзгариши. Катализатор реакцияга киришувчи модда (реагент)лар б-н бир қанча оралиқ бирикмалар ҳосил қилиб, реакция ниҳоясида миқдори ва таркиби ўзгармасдан ажралиб чиқади. Катализатор сифатида турли хил моддалар (газ, суюқликлар ва қаттиқ моддалар) ишлатилиши мумкин. Реагентлар ва катализаторларнинг фазавий ҳолатига қараб каталитик жараёнлар, асосан, гомоген ва гетероген К.га бўлинади. Бундан ташқари, микрогетероген, ферментатив каталитик жараёнлар ҳам мавжуд. Гомоген К.да реагентлар б-н катализатор бир жинсли аралашма ҳосил қилади. Реакция газ ёки суюқ фазада боради. Катализатор сифатида атомлар, ионлар, молекулалар иштирок этиши мумкин. Бундай каталитик жараён механизмини шархлаш учун оралиқ моддалар назарияси ишлаб чиқилган. Бу назарияга асосан, реагентлар катализатор б-н беқарор оралиқ моддалар ҳосил қилади. Сўнгра бу моддалар парчаланиб катализатор қайта тикланади (регенерация). Суюқ фазадаги кислота-асосли К. механизми реагентлар б-н катализатор ўртасидаги протон алмашинишига асосланган. Мас:
R-CH=CH2+HA -» R-CH2-CH2++A~
R - C H 2 - C H j + H + O H ^ R - C H 2 - CH2OH+H+
Н+ + А -> НА
Гомоген каталитик жараённинг тезлиги жуда кўп омилларга, хусусан, реагентлар ва катализаторлар концентрацияси, т-ра, босим ва аралаштириш даражасига боғлиқ. Бу жараённинг асосий камчилиги маҳсулот таркибидан катализаторни ажратиб олиш (тозалаш) зарур бўлади. Гетероген К.да катализатор сифатида қаттиқ моддалар ишлатилади. Уларнинг шарсимон, грануласимон, спиралсимон ва б. турлари маълум. Шунингдек, бу катализаторлар таркибига кўра, бир, икки ёки кўп компонентли, ҳолатига қараб оксидсимон, металлсимон бўлади. Гетероген К. баъзан контакт К. деб ҳам аталади. Бу жараён ниҳоясида маҳсулотдан (суюқ ёки фазадаги) катализатор осон ажратиб олинади. Шу сабабли гетероген К. саноатда кенг қўлланилади. Микрогетероген К.да реакция суюқ фазада боради, катализатор сифатида коллоид заррачалар иштирок этади. Ферментатив К. ўсимлик ёки ҳайвон тўқималарида содир бўлади, бу реакцияда катализатор сифатида коллоид ҳолдаги оқсил заррачалари — ферментлар хизмат қилади. Баъзи моддалар кимёвий реакция тезлигини сусайтиради ёки тўхтатади. Бундай моддалар антикатализатор ёки ингибиторлар деб аталади. Бу ҳолатни манфий К. дейилади. Саноатда, асосан, мусбат К. катта аҳамиятга эга. Катализатор қўлланганга бир вақтда бориши мумкин бўлган параллел реакциялардан фақат бирининг тезлиги ортади. Бошқалари эса тўхтайди (селектив К.). Мас:
[Ад]
СН2—СН2
[Pd] [Си]
К. жараёнида ҳосил бўладиган оралиқ комплекс бирикмалар б-н дастлабки моддалар энергияси орасидаги фарқ активланиш энергияси дейилади. Кимёвий реакциялар тезлиги, асосан, шу энергиянинг микдорига боғлиқ бўлиб, унга тескари пропорционалдир. Каталитик жараённинг активланиш энергияси қанча кам бўлса, реакция тезлиги шунча юқори бўлади. К. жараёнида қўлланиладиган катализаторнинг роли кимёвий реакциялар активланиш энергиясини камайтиришдан иборат бўлиб, бунинг натижасида реакция йўлини ўзгартиради ёки уни занжирсимон механизмга ўтказади. К. бориш механизмига қараб, асосан, иккига бўлинади: кислота-асос катализи ва оксидланиш-қайтарилиш катализи. Кислота-асос К.да кислота-асослар катализатор бўлади. Бу реакцияларда протон алмашиниши рўй беради, яъни протон катализатордан реагентга ёки, аксинча, реагентдан катализаторга ўтади. К. жараёни кейинги босқичда полимерланиш, изомерланиш: крекинг жараёнлари алюминий силикат таъсирида шу кислота-асос катализи механизми б-н боради. Оксидланиш-қайтарилиш катализида металл, металл оксидлари, тузлар катализатор бўлиб хизмат қилади. Бундай К.да электрон алмашади, электрон катализаторлардан реагентга ёки, аксинча, реагентдан катализаторга ўтади. Шундай қилиб, ок-сидланиш — қайтарилиш жараёни содир бўлади. Маълум катализатор ёки катализаторлар гуруҳи кимёвий реакциянинг маълум йўналишинигина ўзгартиради, тезлатади, холос. Шунга кўра, муайян реакция учун катализатор танлаш амалий аҳамиятга эга бўлган асосий ва муҳим вазифадир. Ҳоз. вақтда К.нинг умумлашган ягона назарияси мавжуд бўлмасада, унинг баъзи томонларини эътиборга олган айрим назариялар бор. Рус кимёгарлари Н. И. Кобозевнинг фаол ансамбль, А. А. Баландиннинг мультиплет К.и.нинг электрон ва занжир назариялари шулар жумласидандир.
Ад.: Гейтс Б., Кетцир Д., Шуйт Г., Химия каталитических процессов, пер. с англ. М., 1981; Проблемы кинетики и катализа, т. 1-19; Л. - М., 1935-85.
Маьруф Мусаев.
Matn ÖzME'dan o'zgartirişsiz olingan, faqat yozuvi yangi alifboga o'girilgan. Qisqartmalar asl holida. Xato ko'rsangiz — xabar bering.