kataliza

teorija sudara

da bi se odigrala hem reakcija, atomi reaktanata treba da se sudare

3 uslova za uspjesni sudar

da se atomi sudare

pravilna orijentacija

energija aktivacije - potrebna minimalna energija

sta je energija aktivacije i cemu je jednaka

— energija potrebna za raskidanje postojecih i stvaranje novih veza izmedju

jednaka je velicini energetske barijere koju je potrebno da atomi ili molekuli savladaju da bi uspjesno reagovali i dali proizvode

sta je kataliza

promjena hemijske reakcije koja se odigrava u prisustvu katalizatora

sta je katalizator

supstanca koja mijenja brzinu hem reakcije, stupajuci u intermedijerno dejstvo sa reaktantima, a koja na kraju reakcionog ciklusa ostaje nepromenjena

sta se desava kada katalizator stupa u reakciju sa reaktantima

dolazi do adsoprcije reaktanata na povrsini katalizatora i grade se adsorbovane vrste

prelazno stanje

medjusobna reakcija izmedju adorbovanih reaktanata, i gradi se aktivirani komplex, odnosno prelazno stanje

prelazno stanje predstavlja reagujucu cesticu ili kombinaciju reagujucih cestica koja je definisana odredjenim nivoom energije, dovoljnim za njenu transformaciju u proizvod

sta se desava nakon reakcije

kada aktivirani kompleks savlada energetsku barijeru, odnosno postigne aktivacionu energiju, nastaje proizvod koji se zatim desorbuje sa povrsine katalizatora

da li katalizator mijenja hemijski sasatv

katalizator u toku reakcije moze mijenjati hemijski sastav, povrsinsko stanje ili elektronsku strukturu, ali na kraju reakcije izlazi nepromenjen

kada se javljaju nepovratne promjene

pri nekim sekundarnim procesima, npr starenje i trovanje katalizatora

glavne karakteristike katalizatora

• iz reakcije izlazi nepromenjen

• koriste se male kolicine katalizatora

• mijenjaju brzinu hem reakcije

• ne mijenjaju termodinamicku ravnotezu

• kataliticko dejstvo nije osobine ogranicenog broja supstanci

• selektivnost katalizatora

  
  

selektivnost katalizatora

kataliticko dejstvo supstance nije univerzalna osobina katalisanja svih hemijskih reakcije jednako

od cega zavise aktivnost i selektivnost katalizatora

od hem sastava katalizatora, ali uslovi rada, struktura i brojne fizicke osobine modifikuju kataliticko dejstvo

ciljevi koji se postizu primjenom katalizatora

• promjena brzine hem reakcije

• usmeravanje procesa u pravcu dobijanja odredjenih proizboda (kreking i reforming nafte)

• poboljsanje kvaliteta proizvoda

• postizanje ekoloskih ciljeva

• izvodjenje procesa pod zantno boljim uslovima

• pojednostavljivanje tehnologije

kataliticki procesi su siroko zastupljeni

oksidacije SO2

oksidacija HCl u Cl2

koverzija H2S i SO2 u el S

hemijska i petrohemijska indrustrija

proizvodnja motornih goriva

zastita zivotne sredine

kataliticki procesi u zivim organizmima

velika efikasnost

veliki ekonomski efekti koriscenja

specificnost katalizatora

kriterijumi koji definisu kvalitet katalizatora

• aktivnost i selektivnost

• prinos

• stabilnost

• zivot - radni vijek

• oblik i velicina zrna

• tekstura - spec povrsina, nasipna tezina i porozna struktura

• utrosak energije

• efekat memorije

• rizicnost pri rukovanju

• ekoloski faktori

• cijena

klasifikacija katalize

homogeni i heterogeni

homogena kataliza

reaktanti, proizvodi i katalizator su u istoj fazi

heterogena kataliza

reaktanti i proizvodi u istoj fazi, katalizator je posebna faza, pa se reakcija odigrava na granicnoj povrsini izmedju dvije faze

homogena kataliza, grupe

kiselo bazna kataliza

kataliza pomocu komplexnih jedinjenja prelaznih metala

enzimska kataliza

sta su enzimi

proteini molekulske mase 10>4 do 10>7, koji odlikuju posebnom strukturom i sposobni su da katalisu hem reakcije

uslov katalitickog djelovanja enzima

odgovarajuca primarna, sekundarna, tercijarna i kvaternerna struktura

sta globule enzima sadrze

centre katalize i centre adsopcije

osobine enzima kao katalizatora

selektivnost i aktivnost

snizenje Ea

sta su koenzimi

prenose reaktivan intermedijarni oblik od jednog enzima do drugog

znacajan uticaj metalnog jona jer inhibiraju datu reakciju ili doprinose aktivnosti, posredno ili neposredno

prednosti homogene kataliza

bolji kontakt izmedju molekula koji ucestvuju u reakciji i katalizatora

nedostaci homogene katalize

veca osetljivost na hem promene i teskoca odvajanja reaktanata od katalizatora, jer su u istom agregatnom stanju

nedostaci heterogene katalize

reakcija se odvija na povrsini katalizatora, sto znaci da dio kataliticke supstamce nije dovoljno iskoriscen

prednosti heterogene katalize

katalizator ima vecu stabilnost i lako ga je odvojiti od produkata reakcije

Jos neke kataliticke reakcije

Redox reakcije

Oksidacija

Hidrigenacija

Dehidrogeacija I halogenacija