kim8-4.6· Bölmə 4. Kimyəvi reaksiyaların sürəti və ona təsir edən amillər· ~13 dəq

Reaksiya sürətinin dəyişdirilməsi: katalizatorun təsiri

Katalizator, inhibitor və ferment anlayışları, hidrogen peroksidin parçalanması nümunəsi.

Kimyəvi reaksiyanın sürətini dəyişdirməyin başqa bir yolu katalizatorlardan istifadə etməkdir. Katalizatorlar reaksiyanın sürətini dəyişən, lakin özləri reaksiyada sərf olunmayan maddələrdir; onlar, adətən, böyük səthə malik formalarda hazırlanır. Bir çox katalizator sürəti artırır, sürəti azaldan katalizatorlara isə inhibitor deyilir. Hidrogen peroksidin parçalanması çox yavaş gedən bir prosesdir, lakin mühitə az miqdar manqan(IV) oksid əlavə etdikdə reaksiya sürətlənir; çiy qaraciyərin təsiri ilə də parçalanmanın sürəti artır, çünki qaraciyərin tərkibində olan bəzi maddələr burada katalizator rolunu oynayır. Belə katalizatorlara ferment deyilir; fermentlər zülal tərkibli maddələrdir və hər canlıda olur, bədənimizdə isə minlərlə müxtəlif ferment var. Canlı orqanizmlərdə gedən reaksiyaların sürəti fermentlərin iştirakı ilə milyon dəfələrlə artır. Katalizatorun təsiri onun başlanğıc maddə ilə aralıq birləşmə əmələ gətirməsinə əsaslanır: bu birləşmə digər başlanğıc maddə ilə reaksiyaya daxil olub məhsulu verir, katalizator isə bərpa olunur. Sənayedə bu, yüksək temperatur tələb edən reaksiyaları daha aşağı temperaturda aparmağa, xərcləri azaltmağa və məhsulu qısa müddətdə əldə etməyə imkan verir.

📌Nümunə

Məsələn: $\ce{SO2}$ və $\ce{O2}$ qazlarından $\ce{SO3}$ alınarkən qarışığa katalizator olaraq $\ce{NO}$ qazı əlavə edilir, əvvəlcə $\ce{NO}$ ilə $\ce{O2}$ reaksiyaya girib $\ce{NO2}$ verir, sonra $\ce{NO2}$ $\ce{SO2}$ ilə reaksiyaya daxil olaraq $\ce{SO3}$ -ü əmələ gətirir və $\ce{NO}$ bərpa olunur.

Əsas terminlər

Katalizator — Reaksiyanın sürətini dəyişən, lakin özü reaksiyada sərf olunmayan maddə.

İnhibitor — Reaksiyanın sürətini azaldan katalizator növü.

Aralıq birləşmə — Katalizatorun başlanğıc maddə ilə əmələ gətirdiyi, sonra katalizatoru bərpa edən birləşmə.

Ferment — Zülal tərkibli bioloji katalizator; canlı orqanizmlərdə reaksiyaların sürətini milyon dəfələrlə artırır.

Katalaza — Hüceyrələrdə hidrogen peroksidin parçalanmasını sürətləndirən ferment.

Amilaza — Tüpürcəkdə olan, qidadakı nişastanın parçalanmasını tezləşdirən ferment.

Katalizator ↔ inhibitor

Termin	Sürətə təsiri	Reaksiyada sərf olunma
Katalizator	Adətən sürəti artırır	Sərf olunmur, aralıq birləşmədən sonra bərpa olunur
İnhibitor	Sürəti azaldır	Sərf olunmur — sürəti azaldan katalizator növüdür

İnhibitor katalizatorun bir növüdür, sadəcə sürəti əks istiqamətdə dəyişir.

Ferment nümunələri

Ferment	Hansı prosesə təsir edir
Katalaza	Hüceyrələrdə hidrogen peroksidin parçalanmasını sürətləndirir
Amilaza	Tüpürcəkdə olur, qidadakı nişastanın parçalanmasını tezləşdirir

Fermentlər zülal tərkibli bioloji katalizatorlardır.

✎Hidrogen peroksidin parçalanma tənliyini əmsallaşdırma

1Balanslaşdırılmamış tənliyi yaz: $\ce{H2O2 -> H2O + O2}$ : sol tərəfdə $2$ , sağ tərəfdə $1+2=3$ oksigen atomu var — bərabər deyil.
2Əmsalları tənzimlə: $\ce{H2O2}$ -nin qarşısına $2$ , $\ce{H2O}$ -nun qarşısına $2$ əmsalı qoyulur: $\ce{2H2O2 -> 2H2O + O2}$ .
3Atomların sayını yoxla: Sol tərəfdə: $H=4$ , $O=4$ . Sağ tərəfdə $\ce{2H2O}$ -da $H=4$ , $O=2$ var; üstəgəl $\ce{O2}$ -dəki $O=2$ ; cəmi $O=4$ . Hər iki tərəfdə $H=4$ , $O=4$ — tənlik balanslaşıb.

✎

\ce{SO2}

-nin

\ce{SO3}

-ə çevrilməsində katalizatorun (

\ce{NO}

) rolu

1Başlanğıc maddələr və katalizator: Qarışıqda $\ce{SO2}$ və $\ce{O2}$ var; sürəti artırmaq üçün ona $\ce{NO}$ qazı əlavə edilir.
21-ci mərhələ: $\ce{NO}$ ilə $\ce{O2}$ reaksiyaya girib $\ce{NO2}$ əmələ gətirir — bu, aralıq birləşmədir.
32-ci mərhələ: $\ce{NO2}$ $\ce{SO2}$ ilə reaksiyaya daxil olub $\ce{SO3}$ -ü verir, $\ce{NO}$ isə yenidən bərpa olunur.
4Nəticə: $\ce{NO}$ prosesin sonunda dəyişmədən qalır — məhsulun tərkibinə daxil olmur, yalnız sürətləndirici rolunu oynayır.

🚫Tez-tez səhv

Katalizatorun reaksiyada tamamilə sərf olunduğunu düşünmək səhvdir — o, başlanğıc maddə ilə aralıq birləşmə əmələ gətirib sonda bərpa olunur, sərf olunmur.

🚫Tez-tez səhv

Fermenti inhibitorla qarışdırmaq olmaz: fermentlər sürəti artıran bioloji katalizatorlardır, inhibitor isə sürəti azaldan katalizator növüdür.

🚫Tez-tez səhv

Hidrogen peroksid heç bir katalizator olmadan da parçalanır, sadəcə çox yavaş gedir — katalizator prosesi başlatmır, yalnız sürətləndirir.

💡Qeyd

$\ce{SO2}$ -nin $\ce{SO3}$ -ə çevrilməsində $\ce{NO}$ əvvəlcə $\ce{NO2}$ -yə çevrilir, sonra yenidən $\ce{NO}$ kimi bərpa olunur — aralıq birləşmə prinsipinin canlı nümunəsidir.

Qaydalar

1Katalizator reaksiyanın sürətini dəyişir, lakin özü reaksiyada sərf olunmur.
2Sürəti azaldan katalizatorlara inhibitor deyilir.
3Katalizatorlar, adətən, böyük səthə malik formalarda hazırlanır.
4Fermentlər zülal tərkibli bioloji katalizatorlardır və canlı orqanizmlərdə reaksiyaları milyon dəfələrlə sürətləndirir.
5Katalizator başlanğıc maddə ilə aralıq birləşmə əmələ gətirir, sonra öz ilkin formasına bərpa olunur.
6Çoxmərhələli reaksiyada katalizator əvvəlki mərhələdə başlanğıc maddə ilə birləşir, sonrakı mərhələdə isə yenidən bərpa olunur.
7Sənayedə katalizatorların istifadəsi reaksiyanın aşağı temperaturda getməsinə və xərclərin azalmasına imkan verir.

Məşq

6 asan · 6 orta · 6 çətin

Hər testdə təsadüfi 10-dək sual seçilir

Asan Orta Çətin Qarışıq