이종 촉매의 개념에는 촉매, 단계, 촉매 유형 등에 대한 몇 가지 기본 지식이 포함되어 있으므로 먼저이 용어를 이해하여 이종 촉매에 대한 더 나은 아이디어를 얻으십시오.
.- 단계- 물질의 단계는 전체적으로 균일 한 물리적 특성을 가진 물리적 형태입니다. 단계에는 고체, 액체 및 가스가 포함됩니다.
- 촉매- 이들은 반응의 속도를 높이기 위해 화학 반응에 의도적으로 첨가되는 물질이다. 그것은 반응물과 결합되지 않으며 프로세스 만 돕습니다.
- 촉매 유형- 촉매를 추가하는 과정은 촉매이며 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 이종 및 균질 한 촉매.
- 이종 촉매- 추가 된 촉매의 위상은 반응물 또는 생성물의 위상과 다릅니다. 대부분의 경우, 촉매는 고체에 있고 반응물은 이종 촉매의 가스 또는 액체상에있다.
이종 촉매의 공정주기-
이 과정에서, 촉매의상은 전형적으로 고체적이고 반응물과 생성물은 기체 상태에있다. 이종 촉매의 전체 과정은 3 단계 주기로 더 나눌 수 있습니다. 여기에는 흡착, 반응 및 탈착이 포함됩니다. 세 단계 모두 촉매의 표면에서 발생합니다.
첫 번째 단계는 반응물의 흡착 (흡착제라고도 함)입니다. 기체상에있는 반응물은 촉매 (흡착제라고 함) 표면을 발견하고 표면의 원자와 결합을 만듭니다. 흡착 물이 고체 촉매에 부착되어 더 큰 표면적이 바람직한 이유입니다.
다음 단계에서는 반응이 발생합니다. 촉매의 표면에서, 반응물이 결합되고 원하는 생성물이 형성된다. 촉매는 반응하지 않으며이 과정에서 소비되지 않습니다.
마지막으로, 탈착이 발생하는데, 이는 흡착과 정확히 반대입니다. 이제 최종 제품은 촉매의 표면에서 분리되고 프로세스가 여기에서 멈 춥니 다.
흡착- 물리 흡착 및 화학 흡착 유형
이종 촉매에서 흡착이 발생할 수있는 두 가지 가능한 방법이 있습니다. 이것은 촉매로 형성된 그들의 결합의 강도에 기초한다. 고려해 봅시다.
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물리 흡착을 사용한 이종 촉매-
이것은 촉매 표면에서 반응물의 약한 결합 흡착이다. 이 흡착은 약한 반 데르 발스 (Van der Waals)의 매력의 결과로 발생합니다. 물리 흡착에 기여할 수있는 힘은 쌍극자 쌍극자 힘, 쌍극자와 유도 쌍극자 사이의 대화식 힘, 또는 런던 분산 세력을 포함합니다.
이러한 유형의 흡착 하에서, 화학적 결합은 형성되지 않았다. 촉매 표면의 이러한 반응물은 표면을 가로 질러 자유롭게 움직일 수 있습니다. 원자는 물리 흡착이 발생할 때 중간 에너지 상태에 있습니다. 여기에서 두 가지 가능성이 있습니다. 그것은 화학 흡착을 겪고 더 강한 결합 또는 탈착을 형성하고 촉매 표면에서 분리 될 수 있습니다.
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화학 흡착-이종 촉매-
이제 반응물의 분자가 촉매 표면에 더 가깝게 도달하면 훨씬 더 강한 결합이 형성됩니다. 이것을 화학 흡착이라고하며 여기서는 전자 구름조차 겹칩니다. 이 단계에서 흡착제와 흡착제는 전자를 공유하고 물리 흡착과 달리 강력한 화학적 결합을 성공적으로 형성합니다.
다시 말하지만,이 화학 흡착 과정은 두 가지 방식으로 발생할 수 있습니다. 반응물 분자의 화학적 구조가 변경되지 않거나 반응물 내의 화학적 결합이 영향을받는 분자 흡착에 의해. 이 두 가지 방법은 반응물과 제품에 따라 사용됩니다.
이종 촉매의 예-
이종 촉매는 화학 및 에너지 산업 전반에 걸쳐 다양한 화학 물질을 제조하기 위해 널리 사용됩니다. 반응물과 상이한 위상을 갖는 촉매가 사용된다. 동일에 대한 몇 가지 일반적인 예는 다음과 같습니다.
- Haber-Bosch 프로세스- 암모니아 생산에 가장 유명한 과정입니다. 수소와 질소는 알루미나에 철의 촉매 산화물의 존재하에 함께 반응합니다.
- 황산- 산소와 이산화황의 합성 과정은 바나듐의 산화물에 의해 촉매 된 반응을 보인다. 이것은 접촉 프로세스입니다.
- Ostwald 공정- 다음 과정은 질산의 합성을위한 것입니다. 동일한 반응물은 암모니아와 산소이며,지지되지 않는 백금-로디움 거즈는 고체에서 촉매로 작용한다.
- 증기 개혁- 이것은 수소 생산 과정입니다. 메탄의 증기 개질은 반응물로서 메탄과 물을 포함하며 니켈 또는 산화 칼륨에 의해 촉진됩니다.
- 에틸렌 옥사이드의 합성-이 과정은 생산을 위해 알루미나의은에 의해 촉매 된 에틸렌과 산소가 필요합니다.
이종 촉매 하에서 예외-
거의 모든 이종 촉매가 고체에서 촉매를 가지고 있지만, 이것이 사실이 아닌 몇 가지 실제 사례가 있습니다. 촉매가 액체 상태에있는 고체-액체 및 액체-액체 화학 반응을 가질 수있다. 2 개의 불가능한 액체의 경우, 하나의 액체는 촉매 일 수 있고 다른 액체는 반응물을 운반 할 수 있습니다.
결론-
이종 촉매는 매우 중요한 개념이며 광범위한 실제 응용으로 인해 많은 가치를 지니고 있습니다. 이것은 그것을 잘 이해하는 것이 매우 중요합니다. 이 기사는 이종 촉매에 대해 알아야 할 거의 모든 것을 다룹니다. 그러나 여전히 도움이 필요하면 항상 Unacademy를 고려할 수 있습니다. 자세한 노트는 오랫동안 당신과 함께 할 개념을 지우는 데 도움이됩니다. Jee-Mains 또는 Advance를 준비하는 모든 후보자
