Koji je primjer metalnog katalizatora?
Uvod:
Katalizatori, općenito, su tvari koje povećavaju brzinu kemijske reakcije bez ikakvih trajnih promjena u svom sastavu. Drugim riječima, oni ubrzavaju kemijske reakcije, čineći ih završenim brže nego što bi inače završili bez katalizatora. Metalni katalizatori se, posebno, široko koriste u raznim industrijama u mnogim praktičnim primjenama. Ovaj članak ulazi dublje u to što su metalni katalizatori i daje neke primjere metalnih katalizatora.
**Šta su metalni katalizatori?
Metalni katalizatori su tvari koje ubrzavaju kemijske reakcije bez promjene ravnoteže ili termodinamike reakcije. Oni to čine tako što olakšavaju formiranje novih molekula stvaranjem ili modifikacijom hemijskih veza.
Metalni katalizator se sastoji od dvije komponente: aktivnog mjesta i supstrata. Aktivno mjesto se odnosi na specifično mjesto gdje se reakcija odvija, a supstrat se odnosi na kemijske vrste koje međusobno reagiraju. Metalni katalizatori se općenito dijele na homogene i heterogene katalizatore.
Homogeni katalizatori:
Homogeni katalizatori su oni u kojima katalizator i reaktanti postoje u istoj fazi. To znači da su katalizator i reaktanti u istom rastvoru. Odličan primjer homogenog metalnog katalizatora je reakcija između vodikovog peroksida i jodidnih jona katalizirana ionima željeza(III). Ovdje ioni željeza(III) pospješuju oksidaciju jodidnih jona vodonik peroksidom da bi se proizveo molekularni jod i voda.
Heterogeni katalizatori:
Heterogeni katalizatori su oni u kojima su katalizator i reaktanti u različitim fazama. To znači da se katalizator i reaktanti ne miješaju i zauzimaju različite dijelove reakcione posude. Odličan primjer heterogenog katalizatora je Haber-Bosch proces za sintezu amonijaka. U ovom procesu, dušik i plinoviti vodonik reagiraju na površini željeznog katalizatora kako bi se formirao amonijak.
**Primjeri metalnih katalizatora:
1- platinasti katalizatori:
Platina je odličan metalni katalizator u raznim hemijskim reakcijama. Na primjer, obično se koristi u automobilskim katalizatorima za pretvaranje toksičnih plinova u manje štetne plinove. Platina djeluje kao katalizator za ovu reakciju jer ubrzava reakciju između ugljičnog monoksida, dušikovih oksida i ugljovodonika za proizvodnju ugljičnog dioksida, dušika i vode.
2- Gvozdeni katalizatori:
Gvozdeni katalizatori se široko koriste u industrijskoj sintezi amonijaka putem Haber-Bosch procesa. Tokom ovog procesa, azot i vodonik reaguju preko željeznog katalizatora na visokoj temperaturi i pritisku da bi se dobio amonijak. Gvozdeni katalizatori se takođe koriste u Fischer-Tropsch procesu za pretvaranje uglja u tečne ugljovodonike.
3- Niklovi katalizatori:
Nikl katalizatori se obično koriste u hidrogenizaciji masti i ulja tokom proizvodnje margarina. Proces hidrogenacije uključuje dodavanje plinovitog vodika preko nikalnog katalizatora u prisustvu vrućeg biljnog ulja za proizvodnju margarina.
4- Paladijevi katalizatori:
Paladij je bitan katalizator u proizvodnji sintetičke gume. U ovom procesu, gas butan reaguje sa gasovitim hlorom u prisustvu paladija da bi se dobio 1, 3-butadien. Paladij se takođe koristi u proizvodnji poluprovodnika, posebno u katalitičkom rastu ugljeničnih nanocevi.
5- Bakarni katalizatori:
Bakarni katalizatori se obično koriste u proizvodnji metanola, široko rasprostranjene industrijske hemikalije. U ovoj reakciji, ugljični monoksid i plin vodonik reagiraju preko bakarnog katalizatora na visokoj temperaturi i pritisku da bi se dobio metanol. Bakarni katalizatori se također koriste u proizvodnji raznih organskih kemikalija, uključujući vinil acetat i acetaldehid.
**Zaključak:
Metalni katalizatori imaju bitnu ulogu u raznim hemijskim reakcijama u industrijskim procesima. Oni ubrzavaju hemijske reakcije, smanjuju potrošnju energije i povećavaju produktivnost. Metalni katalizatori su dostupni u mnogim vrstama, uključujući platinu, gvožđe, nikl, paladijum, bakar i druge. Razumijevanje ovih različitih tipova katalizatora i njihove primjene je od vitalnog značaja za otključavanje potencijala kemijskih reakcija u različitim industrijama.
