이질적으로 촉매 된 반응에서 Langmuir는 촉매에 대한 흡착의 역할을 설명했다. . 접촉 촉매는 촉매 표면에서 반응물 분자의 흡착을 말합니다. 촉매의 흡착 개념은 그들의 기체 상태의 반응물이 고체 촉매의 표면에 흡착된다고 주장했다. 반응물의 표면 농도를 증가시킴으로써 반응의 속도가 가속화된다. 촉매 표면에 반응물의 흡착은 생성물을 분해하고 방출하는 활성 복합체를 생성하는 것으로 생각된다.
촉매 란 무엇입니까?
촉매는 반응 동안 화학적으로 변하지 않은 물질의 존재로 인해 반응 속도가 변경되거나 감소되는 과정으로 정의된다. 촉매는 반응 속도에 영향을 미치는 물질을 지칭한다. 촉매는 양성 (반응 속도 증가) 또는 음성 (반응 속도 감소) 일 수 있습니다.
촉매의 특징
- 촉매의 부피 및 화학적 조성은 변경되지 않았다. 가역적 과정에서 촉매는 반응 혼합물의 평형 조성에 영향을 미치지 않는다. 그것은 단지 평형을 확립하고 유지하는 과정의 속도를 높이는 역할을합니다.
다른 유형의 촉매
촉매 반응에는 세 가지 유형이 있습니다 :
a)자가 촉매.
b) 균질 촉매.
c) 이종 촉매.
a)자가 촉매
자가 촉매는 반응 과정의 생성물 중 하나가 촉매로 작용하는 동안 발생합니다.
b) 균질 촉매
균질 한 촉매 작용은 촉매 및 반응물이 모두 같은 신체 상태에있는 촉매 과정입니다.
c) 이종 촉매
이종 촉매는 촉매의 위상이 반응물과 다른 경우 촉매 유형으로 정의 될 수 있습니다. 때로는 표면 또는 접촉 촉매 작용이라고합니다. 이종 촉매의 메커니즘은이 가설을 사용하여 설명됩니다. 이 이론은 촉매에 대한 전통적인 흡착을 결합합니다 중간 화합물 형성의 개념을 가진 이론
대부분의 이종 촉매는 고체이고, 대부분의 반응물은 가스 또는 액체입니다. 이종 촉매는 다양한 에너지 및 화학 산업에서 필수적입니다. 1918 년 Fritz Haber와 Carl Bosch는 1932 년 Irving Langmuir와 2007 년 Gerhard Ertl과 마찬가지로 이종 촉매 작품으로 노벨 화학 상을 수상했습니다.
흡착
흡착은 종종 이종 촉매에 대한 전제 조건이다. 촉매에 대한 흡착 발열 반응이며, 공정 동안 생성 된 열은 또한 반응물 사이의 결합을 용해 시키거나 파괴하는데, 따라서 새로운 결합을 선호한다. 중간 화합물 생산은 균질 한 촉매를 설명합니다. 촉매와 반응물은이 반응에서 같은 단계에 있습니다.
촉매에 대한 흡착 불균형 인력으로 인해 고체 또는 액체 질량에있는 대신 표면에서 분자의 농도를 나타냅니다. 표면에 흡착되는 분자 종은 흡착제라고하며, 흡착이 발생하는 물질을 흡착제라고합니다.
(i) 숯이 흡착 된 O2, H2, C12 및 NH3 가스.
(ii) 실리카 젤은 공기에서 물 분자를 효과적으로 흡수합니다.
탈착은이 과정의 역전이다 (흡착제가 흡착제로부터 분리 된). 촉매에 대한 흡착 지지대는 흡착제이며,지지는 흡착제입니다.
이종 촉매 메커니즘 :
표면 흡착 가설에 따른 이종 촉매에 5 단계 과정이 필요합니다 :
1 단계 :표면으로의 반응 확산 :
반응물 분자는 고체 촉매 표면을 확산시킨다. 표면 반응 속도는 벌크 흡수 및 경계층의 크기에 의해 영향을받습니다.
2 단계 :반응물 흡착
표면에 반응물 분자의 물리적 흡착이 처음에 발생합니다. 그 후, 그들은 화학 흡수됩니다. 반응물 (들)이 촉매 표면에 흡착함에 따라 결합이 형성된다. 이 분자들은 접근 가능한 흡착 부위에 흡착된다. 표면에 적용 할 원자 또는 분자의 잠재력은 고정 계수라고합니다.
3 단계 :화학 반응 :
인접한 화학 흡착 분자는 생성물을 형성하기 위해 반응합니다. 반응물이 표면에 부착되면 중간 분자를 상호 작용하고 형성 할 가능성이 더 높습니다. 외부에서는 결합이 원자와 분자 사이에 발생합니다.
4 단계 :제품 탈착 :
이것은 흡착 과정의 역수입니다. 결과 분자는 초기에 반응 후 표면에 화학 흡착된다. 이 과정에 따라, 전이 화학 물질은 표면에서 탈착하여 추가 분자의 추가 흡착을 위해 이용 가능해집니다. 제품 (들)의 desorbs에 따라 채권이 깨졌습니다. 이 시점에서 물리적 흡착 및 표면으로부터의 궁극적 분리가 발생합니다.
5 단계 :제품 릴리스 :
표면에서 제품 분자가 확산됩니다. 그런 다음 과도기 화학 물질은 붕해되어 최종 생성물을 생성하여 결국 촉매의 내부 구멍과 외부 표면으로부터 확산됩니다. 그런 다음 분자는 촉매의 표면에서 흡착됩니다.
흡착의 적용
- 고혈압 환경을 만들려면
- 석탄 광부는 활성 숯을 함유 한 가스 마스크를 통해 숨을 쉬고 있습니다. 그들은 유해한 가스를 흡착 할 수 있습니다.
- 실리카 및 알루미늄 젤과 같은 흡착제는 습도를 줄이는 데 도움이됩니다.
- 솔루션으로부터의 색소 제거.
- 이종 촉매에서 촉매 중간체입니다. 불활성 가스 분리의 경우
- 흡착의 지표는
- 크로마토 그래피 분석의 맥락에서.
- 질적 분석.
결론
표면 화학은 촉매제, 결정화 및 유사한 과정과 같은 표면 현상과 같은 표면 현상을 연구하는 화학의 서브 필드입니다. 이종 촉매는 촉매의 촉매 활성이 촉매의 표면에 집중되는 표면 현상으로 정의된다. 촉매에 대한 흡착 이론은 촉매가 표면을 제공하는 이유와 반응이 발생하는 이유를 설명합니다. 반응물은 촉매의 표면을 가로 질러 확산되고 촉매의 활성 부위에 흡착됩니다.
