Катализатор және ингибитор. Химия, 10 сынып, презентация.

Катализ.Катализатор.

Кейбір кең таралған реакцияларға катализаторлардың әсерін бақылау 

  Катализ процесін түсіну және катализаторлар мен реагенттерді ажырату  

Бөлшектер теориясын катализ процесін түсіндіру үшін қолдана білу

Сабақ мақсаты

Жетістік критерийлері

Оқушы оқу мақсатына жетеді, егер

Катализаторды қолдану кезінде бөлшектер арасында соқтығысулар қалай өтетінін түсіндіре алады.

Катализаторды қолдану кезінде реакция жылдамдығы неліктен артатынын түсіндіре алады.

Тұжырымдамалар

Катализаторлар реакцияға қатысып, процесті тиімді жолмен жүргізеді, бірақ реакция соңында бастапқы қалпын сақтап қалады.

Химиялық реакциялардың жылдамдығына қандай факторлар әсер етеді?

Әрекеттесуші заттардың табиғаты

Әрекеттесуші заттардың концентрациясы

Қысым

Температура

Катализатор

Заттардың жанасу беті

Активтендіру энергиясы

1889 ж. швед ғалымы С.Аррениус активті соқтығысулар теориясын ұсынды. Оның көзқарасы бойынша, химиялық әрекеттесуге реакцияны жүзеге асыруға жеткілікті минималды энергиясы бар активті молекулалар ғана түседі.

Әрекеттесуші заттарды белсенді молекулаларға айналдыруға қажетті энергияны активтендіру энергиясы деп атайды.

АСТ тұрғысынан әрекеттесуші бөлшектердің тиімді соқтығысуына қажетті энергияны Еакт. деп атайды.

Бұл энергия Еакт. әрпімен белгіленеді. Оның өлшем бірлігі- кдж/моль.

Еакт. әректеттесуші заттардың табиғатына тәуелді.

Топтық жұмыс

1-топ : Катализ.

2-топ: Гетерогенді катализдін механизмі.

3-топ: Гомогенді катализдің механизмі.

Катализаторлардың әсері

Катализатор - химиялық реакцияның жылдамдығын өзгертетін, реакция нәтижесінде жұмсалмайтын зат.

Катализатор қатысында жүретін реакциялар катализдік реакциялар деп, ал үрдістің өзі катализ деп аталады. Катализдің бірнеше түрі бар: гомогенді, гетерогенді, биологиялық (ферментативті), автокатализ, оң және теріс катализ.

Катализ

Белсендірілген комплекстің күйіне заттардың ауысуы үшін қажетті энергия активация энергиясы (Ea) деп аталады

А

│

А

+

В

│

В

А . . . . . А

· ·

· ·

· ·

· ·

· ·

В . . . . . В

А А

│ + │

В В

Гомогенді катализ аралық қосылыстар теориясымен жақсы түсіндіріледі. Егер баяу жүретін A + B = AB реакциясын K катализатор қатысуымен жүргізсе, онда катализатор бастапқы заттардың біреуімен химиялық әрекеттесуге түсіп, тұрақсыз аралық кешен түзеді.

Сонымен, гомогенді катализдің механизмі аралық белсенді кешен түзілу арқылы түсіндіріледі:

A + B = AB (Еа)

A + K = AК (Е1) K– катализатор

AK – аралық белсенді кешен

Бұл реакция жылдам жүреді, өйткені бұл процестің

белсендіру энергиясы аз (Е1). Түзілген аралық кешен

AК бастапқы реагенттердің екіншісімен әрекеттесіп,

Катализатор бос күйінде бөлінеді:

AK + B = AB + K (Е2)

Бұл процестің де белсендіру энергиясы да төмен,

өйткені бұл реакция да жеткілікті жылдамдықпен

жүреді (Е2)

Катализатор қатысында Еа белсендіру

энергиясы немесе Еа энергетикалық кедергісі Е1 және Е2 болып төмендейді.

РЕАКЦИЯ ЖЫЛДАМДЫҒЫНА КАТАЛИЗАТОРДЫҢ ӘСЕРІН БӨЛШЕКТЕР ТЕОРИЯСЫ

ТҰРҒЫСЫНАН ТҮСІНДІРУ:

Катализатордың реакция жылдамдығына әсері АСТ теориясы тұрғысынан төмендегідей түсіндіріледі: катализатор бетіндегі активті орталықтарда әрекеттесуші бөлшектердің арасындағы реакция энергетикалық тиімді жолмен жүреді . Еакт. төмендейді.

КАТАЛИЗ

Реагентермен катализатордын бір агрегаттық күйде болуына байланысты катализ процесінің түрлері.

КАТАЛИЗ

Реагентермен катализатордын бір агрегаттық күйде болуына байланысты катализ процесінің түрлері.

Гомогендік

катализ

КАТАЛИЗ

Реагентермен катализатордын бір агрегаттық күйде болуына байланысты катализ процесінің түрлері.

Гомогендік

катализ

Гетерогендік

катализ

Гомогенді катализ - әрекеттесуші заттар мен катализатор NO (г) бірдей агрегаттық күйде болғанда:

2 SO2 (г) + O2 (г) = 2 SO3 (г)

(Видео-2 және видео-3)

Гомогенді катализдің механизмі аралық активті кешен түзілу арқылы түсіндіріледі: Kt – катализатор

A + B = AB (Еа)

A + Kt = Akt (Е1)

AKt – аралық активті кешен

AKt + B = AB + Kt (Е2)

Катализатор қатысында Еа активтеу энергиясы немесе Еа энергетикалық кедергісі

Е1 және Е2 болып төмендейді.

Гетерогенді катализ - әрекеттесуші заттар мен катализатор әртүрлі агрегаттық күйде болғанда: 2 SO2 (г) + O2 (г) = 2 SO3 (г)

Катализатор ретінде- V2O5 қолданылады.

Бұл үрдіс үш сатыдан тұрады:

1. Реакцияласушы заттардың диффузиясы.

2. Катализатор бетінде адсорбциялануы және химиялық әрекеттесу.

3. Реакция өнімдерінің десорбциясы.

1) SO2 + V2O5 → SO3 + 2VO2

2) 2VO2 + 0,5O2 → V2O5

Суммарно: SO2 + 0,5O2 →SO3

Биокатализ – ас қорыту үрдістерінің ферменттердің қатысуымен жүруі.

Катализатор қолданылған жағдайда заттарды ... .... ... төмендейді де, сол кезде .... соқтығысуы ... Осыдан соң реакция жылдамдығы ....

Оң катализ – катализатор (өршіткі) реакция жылдамдығын арттырса,

теріс катализде катализатор жылдамдықты кемітеді онда катализаторды ингибитор (тежегіш) деп атайды.

https://www.youtube.com/watch?v=_7aNB80NqoE

Ингибиторлар (латынша іnhіbeo – тоқтату, тежеу) – зиянды химиялық реакцияларды (металдардың коррозияға ұшырауын, жағар май, тамақ өнімдерінің тотығуын), тірі организмдегі ферменттер активтігін, өсімдіктердің өсуін тежейтін табиғи және синтетикалық заттар. Әр реакция үшін өзіндік ингибиторлар болады. Мысалы: КоррозияКоррозия ингибиторларын коррозияға ұшырай бастаған жерлерге жаққанда материалдың бұзылу жылдамдығы азаяды немесе тоқтайды.

Ингибиторлардың тежеу әсері олардың катализатордың активті орталықтарын оқшаулауы арқылы немесе активті бөлшектермен әрекеттесуі нәтижесінде тізбекті жалғастыруға шамасы жетпейтін активтігі төмен радикалдар түзуі салдарынан болады.

Үйге тапсырма:

1.Катализдік у және промоторлар деген түсініктердің мағынасын түсіндіріңдер

2. &4.3 Химиялық реакцияға катализатордың әсері (10 сынып оқулық Н. Нұрахметов)

Химиялық реакция жылдамдығына әсер етуші

факторлардың жылдамдыққа әсеріне мысалдар