18_heterogen_kinetika.pptx FOLYAMATOK SZILÁRD FELÜLETEKEN HETEROGÉN REAKCIÓK ÁTTEKINTÉS: FELÜLETI JELENSÉGEK ALKALMAZÁSI PÉLDÁK

Hasonló dokumentumok
FOLYAMATOK SZILÁRD FELÜLETEKEN

Katalízis. Tungler Antal Emeritus professzor 2017

Kémiai átalakulások. A kémiai reakciók körülményei. A rendszer energiaviszonyai

5. Az adszorpciós folyamat mennyiségi leírása a Langmuir-izoterma segítségével

Az egyensúly. Általános Kémia: Az egyensúly Slide 1 of 27

Anyagismeret 2016/17. Diffúzió. Dr. Mészáros István Diffúzió

Kémiai reakciók sebessége

Reakciókinetika. Általános Kémia, kinetika Dia: 1 /53

Kolloidkémia 5. előadás Határfelületi jelenségek II. Folyadék-folyadék, szilárd-folyadék határfelületek. Szőri Milán: Kolloidkémia

Diffúzió. Diffúzió sebessége: gáz > folyadék > szilárd (kötőerő)

Energia. Energia: munkavégző, vagy hőközlő képesség. Kinetikus energia: a mozgási energia

Diffúzió. Diffúzió. Diffúzió. Különféle anyagi részecskék anyagon belüli helyváltoztatása Az anyag lehet gáznemű, folyékony vagy szilárd

Határfelületi jelenségek. Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 3. Általános anyagszerkezeti ismeretek. N m J 2

Kémiai átalakulások. A kémiai reakciók körülményei. A rendszer energiaviszonyai

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (limitációk) Fókusz Légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

Kinetika. Általános Kémia, kinetika Dia: 1 /53

Általános kémia vizsgakérdések

Az elektromos kettősréteg. Az elektromos potenciálkülönbség eredete, értéke és az azt befolyásoló tényezők. Kolloidok stabilitása.

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (korlátok) Fókusz: a légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

Katalízis. A homogén és heterogén katalízis jellemzıinek összehasonlítása

HOMOGÉN DINAMIKUS ELEKTROKÉMIA. Az elektrokémia áttekintése. I. Az elektrolitoldatok vezetése. I. Az elektrolitoldatok vezetése. II.

Bevezetés a lézeres anyagmegmunkálásba

Reakciókinetika. aktiválási energia. felszabaduló energia. kiindulási állapot. energia nyereség. végállapot

Energia. Energiamegmaradás törvénye: Energia: munkavégző, vagy hőközlő képesség. Az energia nem keletkezik, nem is szűnik meg, csak átalakul.

Osztályozó vizsgatételek. Kémia - 9. évfolyam - I. félév

1 Műszaki hőtan Termodinamika. Ellenőrző kérdések-02 1

Altalános Kémia BMEVESAA101 tavasz 2008

Az egyensúly. Általános Kémia: Az egyensúly Slide 1 of 27

Reakciókinetika és katalízis

Határfelületi jelenségek. Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 3. Általános anyagszerkezeti ismeretek E A J 2. N m

Atomok. szilárd. elsődleges kölcsönhatás. kovalens ionos fémes. gázok, folyadékok, szilárd anyagok. ionos fémek vegyületek ötvözetek

Kémiai kötések. Kémiai kötések kj / mol 0,8 40 kj / mol

Atomok. szilárd. elsődleges kölcsönhatás. kovalens ionos fémes. gázok, folyadékok, szilárd anyagok. ionos fémek vegyületek ötvözetek

A gáz halmazállapot. A bemutatót összeállította: Fogarasi József, Petrik Lajos SZKI, 2011

13 Elektrokémia. Elektrokémia Dia 1 /52

c A Kiindulási anyag koncentrációja c A0 idő t 1/2 A bemutatót összeállította: Fogarasi József, Petrik Lajos SZKI, 2011

Reakciókinetika és katalízis

A kémiatanári zárószigorlat tételsora

Diffúzió 2003 március 28

Kémiai reakciók. Kémiai reakció feltételei: Aktivált komplexum:

Kémiai kötések és kristályrácsok ISMÉTLÉS, GYAKORLÁS

Kolloidkémia 4. előadás Határfelületi jelenségek I. Gázok és gőzök adszorpciója szilárd felületeken Adszorbensek Szőri Milán: Kolloidkémia

Az anyagi rendszer fogalma, csoportosítása

Molekuláris dinamika I. 10. előadás

Makroszkópos tulajdonságok, jelenségek, közvetlenül mérhető mennyiségek leírásával foglalkozik (például: P, V, T, összetétel).

Gergely Pál - Erdőd! Ferenc ALTALANOS KÉMIA

Szilárd gáz határfelület. Berka Márta 2009/2010/II

Sillabusz orvosi kémia szemináriumokhoz 1. Kémiai kötések

ÁLTALÁNOS ÉS SZERVETLEN KÉMIA SZIGORLATI VIZSGAKÉRDÉSEK 2010/2011 TANÉVBEN ÁLTALÁNOS KÉMIA

HOMOGÉN EGYENSÚLYI ELEKTROKÉMIA: ELEKTROLITOK TERMODINAMIKÁJA

Kémiai reakciók. Közös elektronpár létrehozása. Általános és szervetlen kémia 10. hét. Elızı héten elsajátítottuk, hogy.

Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny 2009/2010. Kémia I. kategória II. forduló A feladatok megoldása

KÉMIA A KÉMIÁT SZERETŐK SZÁMÁRA

FIZIKA I. Ez egy gázos előadás lesz! (Ideális gázok hőtana) Dr. Seres István

Általános Kémia, 2008 tavasz

4. változat. 2. Jelöld meg azt a részecskét, amely megőrzi az anyag összes kémiai tulajdonságait! A molekula; Б atom; В gyök; Г ion.

Kémiai egyensúlyok [CH 3 COOC 2 H 5 ].[H 2 O] [CH3 COOH].[C 2 H 5 OH] K = k1/ k2 = K: egyensúlyi állandó. Tömeghatás törvénye

1. változat. 4. Jelöld meg azt az oxidot, melynek megfelelője a vas(iii)-hidroxid! A FeO; Б Fe 2 O 3 ; В OF 2 ; Г Fe 3 O 4.

Fizikai kémia 2 Reakciókinetika házi feladatok 2016 ősz

Az előadás vázlata: Állapotjelzők: Állapotjelzők: Állapotjelzők: Állapotjelzők: nagy közepes kicsi. Hőmérséklet, T tapasztalat (hideg, meleg).

Általános kémia képletgyűjtemény. Atomszerkezet Tömegszám (A) A = Z + N Rendszám (Z) Neutronok száma (N) Mólok száma (n)

Biofizika szeminárium. Diffúzió, ozmózis

2. A hőátadás formái és törvényei 2. A hőátadás formái Tapasztalat: tűz, füst, meleg edény füle, napozás Hőáramlás (konvekció) olyan folyamat,

KÉMIA FELVÉTELI DOLGOZAT

7 Elektrokémia. 7-1 Elektródpotenciálok mérése

41. ábra A NaCl rács elemi cellája

Reális kristályok, rácshibák. Anyagtudomány gyakorlat 2006/2007 I.félév Gépész BSC

Kész polimerek reakciói. Makromolekulák átalakítása. Makromolekulák átalakítása. Természetes és mesterséges makromolekulák átalakítása cellulóz, PVAc

SZILÁRD/GÁZ HATÁRFELÜLETI ADSZORPCIÓ

1. SI mértékegységrendszer

Spontaneitás, entrópia

Jegyzet. Kémia, BMEVEAAAMM1 Műszaki menedzser hallgatók számára Dr Csonka Gábor, egyetemi tanár Dr Madarász János, egyetemi docens.

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 1997

Molekulák mozgásban a kémiai kinetika a környezetben

Szabadentalpia nyomásfüggése

Az anyagi rendszerek csoportosítása

NEHÉZFÉMEK ELTÁVOLÍTÁSA IPARI SZENNYVIZEKBŐL Modell kísérletek Cr(VI) alkalmazásával növényi hulladékokból nyert aktív szénen

Elektronegativitás. Elektronegativitás

A SZILÁRDTEST FOGALMA. Szilárdtest: makroszkópikus, szilárd, rendezett anyagdarab. molekula klaszter szilárdtest > σ λ : rel.

Az égés és a füstgáztisztítás kémiája

Természetes vizek, keverékek mindig tartalmaznak oldott anyagokat! Írd le milyen természetes vizeket ismersz!

Anyagi halmazok jellemzői. Kinetikus gázelmélet-ideális gázok. Kinetikus gázelmélet-ideális gázok

Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny 2010/2011. tanév Kémia I. kategória 2. forduló Megoldások

Adszorpció, fluid határfelületeken. Bányai István

Kiss László Láng Győző ELEKTROKÉMIA

Spontaneitás, entrópia

Fázisátalakulások. A víz fázisai. A nem közönséges (II-VIII) jég kristálymódosulatok csak több ezer bar nyomáson jelentkeznek.

Molekuláris dinamika. 10. előadás

1. feladat Összesen: 8 pont. 2. feladat Összesen: 11 pont. 3. feladat Összesen: 7 pont. 4. feladat Összesen: 14 pont

Összesen: 20 pont. 1,120 mol gázelegy anyagmennyisége: 0,560 mol H 2 és 0,560 mol Cl 2 tömege: 1,120 g 39,76 g (2)

Kötések kialakítása - oktett elmélet

Folyadékok. Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 2. Általános anyagszerkezeti ismeretek Folyadékok, szilárd anyagok, folyadékkristályok

Folyadékok és szilárd anyagok

KÉMIA I. RÉSZLETES ÉRETTSÉGI VIZSGAKÖVETELMÉNY A) KOMPETENCIÁK

KÉMIA Kiss Árpád Országos Közoktatási Szolgáltató Intézmény Vizsgafejlesztő Központ 2003

A tételek: Elméleti témakörök. Általános kémia

Halmazállapotok. Gáz, folyadék, szilárd

A feladatok megoldásához csak a kiadott periódusos rendszer és számológép használható!

Szilárd gáz határfelület. Bányai István 2016 DE Fizikai Kémiai Tanszék

Számítástudományi Tanszék Eszterházy Károly Főiskola.

Átírás:

HETEROGÉN RECIÓ FOLYMTO SZILÁRD FELÜLETEEN HETEROGÉN RE C I Ó (Eddig a g és a l fázisú homogén reakcióktól volt szó.) heterogén reakciók két fázis határán játszódnak le. változás lehet fizikai vagy kémiai, lehet nukleációs vagy nukleáció-mentes, lehet katalitikus vagy nem katalitikus. ombinációk: s-l, s-g, s-s, l-l (itt csak példák, részletek majd a kolloidikában): olvadás, fizikai oldódás, adszorpció (derítés) kilúgozás, felületkezelés (eloxálás, foszfátozás) elektródreakciók (később) korrózió csapadékképződés, kristályosodás, stb. 2 FELÜLETI JELENSÉGE LLMZÁSI PÉLDÁ ÁTTEINTÉS: heterogén (kontakt) katalízis (gáz/szilárd) a vegyiparban nagyon jelentős (>90%) [kinetika] Elválasztástechnikai módszerek [egyensúly]: kromatográfiák (oszlop-, papír-, vékonyréteg-, gáz-, folyadék-, igen sok változatban), ioncserélők (természetes [zeolitok stb.] és mesterséges [műgyanták]), carbo medicinalis-tól a talajműködésen át a szennyvíztisztítókig rengeteg helyen Elektrolízis, galvánelemek 3 I. felület a) fogalma, jellege; b) keletkezése, növekedése, nagysága; c) összetétele, szerkezete. Vizsgálómódszerek. II. z adszorpció : fiziszorpció és kemiszorpció : egyensúly adszorpciós izotermák: Langmuir-, ET- és más egyenletek c) sebessége: az adszorpció, a deszorpció és a felületi diffúzió kinetikája III. Felületek katalitikus aktivitása a) heterogén katalízis b) adszorpció és katalízis. Langmuir Hinshelwood és Eley Rideal-mechanizmus. 4 I. FELÜLET a) felület fogalma, jellege I. FELÜLET a) felület fogalma, jellege makroszkopikus tapasztalat a geometriai nagyság nem reális érték (NaCl vs. kréta) ma: atomi-molekuláris dimenzióban kezeljük kristályok felületét vizsgáljuk és használjuk (az amorf anyagok is vizsgálhatók) a kristályokat atomok, ionok vagy molekulák alkotják: atom-, ion-, molekularácsok a kristályok elemi cellákból épülnek fel, ezek alapján van 7 kristályrendszer, fontos a rácsfelület geometriai szerkezete, az atomok távolsága, stb. 5 z atomok elhelyezkedése nagyon változatos: sík kristályfelületen egy zeolit típusú anyagban 6 1

I. FELÜLET a) felület fogalma, jellege z atomok elhelyezkedése nagyon változatos: Jellegzetes zeolit-szerkezet: levágott oktaéderek, kis, kocka alakú üregek és egy nagy központi üreg. Ez a szerkezet igen nagy fajlagos felületet eredményez. egy zeolit típusú anyagban I. FELÜLET b) felület kialakulása, növekedése felület a néhány molekulányi (atomnyi) kristálygóc növekedése során alakul ki (olvadékból, oldatból, gázkondenzálással). ialakulhat (növeszthető): tökéletes egykristály, de általános (és szinte fontosabb) a (kristály)- hibás reális kristály (gyakran polikristály), és az ilyen hibás felület kialakulhat aprítással (kristály eltörésével). [ felület nagyságának meghatározását lásd később.] 7 8 I. FELÜLET b) felület kialakulása, növekedése ulcsfogalom: a hibahely (eltérés a tökéletestől). nnyira fontos, hogy gyakran mesterségesen idézik elő (pl. a tökéletes gr nem fényérzékeny.) Nyilvánvaló a lap, az él és a csúcs közötti különbség: más-más az atomok/ionok környezete, ennek révén potenciális energiája. étszer kétféle típus/fajta (gyakran keverednek): geometriai ill. kémiai hibák, amik megjelenhetek a felületen vagy a kristály belsejében. I. FELÜLET b) felület kialakulása, növekedése Geometriai hibák: felületen vagy a kristályban felületi geometriai hibák néhány típusa: sík terasz (ez igazából nem hiba) lépcső beszögellés csúcs egyedi atom 9 10 I. FELÜLET b) felület kialakulása, növekedése első (geometriai) hibák: a diszlokációk a növekedés során alakulnak ki, együtt nőnek a kristállyal, pl. csavardiszlokáció a csavartengely körül; ellentétes csavardiszlokáció terraszt eredményez I. FELÜLET b) felület kialakulása, növekedése émiai hibák: kis eltérés az összetételben egyszerű lyuk ponthiba vakancia: hiányzik egy atom/ion egy rácsponton beékelődik a rácsba egy többlet atom/ion: ez egy intersticiális rácselem (egyúttal gyakran geometriai rácshibát is okoz) 11 pl. fotoemulzióknál: g + lecsapás sok r -dal, kevés I jelenlétében pl. félvezetőket mesterséges szennyezőkkel állítanak elő: ezeket bediffundáltatják, belelövik, stb. a rácsba (szilárest-fizika) 12 2

I. FELÜLET c) felület összetétele és szerkezete szilárd anyag friss felületét a gázmolekulák gyors ütközések révén azonnal beborítják. Ez a kinetikus gázelmélet alapján számolható: Z W p 2mk Levegőben (M ~ 29 g/mol, 1 atm, 25 C): Z W 3 10 27 m 2 s 1. Mivel 10 19 atom/m 2 van, ezért minden egyes rácsatomon 10 8 /s ütközés történik, azaz a friss kristályrács-felületet a gázmolekulák gyakorlatilag rögtön ellepik (adszorbeálódnak). T 13 z adszorpció tehát mennyiségi többlet a felületen és egyúttal a kölcsönhatás révén valamilyen minőségi (szerkezeti, energetikai) változás is. CO molekulák adszorpciója platina (111) felületen: a) kis borítottságnál az eredeti rácsszerkezet megmarad b) nagyobb borítottságnál metastabilis fémrács alakul ki [z abszorpció: elnyelődés (feldúsulás) egy másik fázisban.] 14 z adszorpció fogalmai: adszorbens: a megkötő anyag (nagy felülettel) adszorptívum: a megkötött anyag (adszorbát) deszorpció: az adszorpcióval ellentétes irányú folyamat, az adszorptívum leválása a felületről. z adszorpció mennyiségi jellemzője, mértéke: a Θ relatív borítottság: elfoglalt adszorpciós helyek száma összesadszorpciós helyek száma Θ az adszorpciós folyamat során változik és adott körülmények (anyagok, p, T) között egyensúlyi állapotot, értéket ér el. Θ V/V max (V max 1 rétegre) z adszorpció sebessége: Θ változása az időben. 15 z adszorpció minőségi jellemzője a felületi kötődés jellege és erőssége. Ennek alapján van: fiziszorpció kemiszorpció kis Δ ad H θ [kj/mol] < 0 nagy távolság többrétegű nem specifikus molekulaszerkezet marad mobilis molekulák van der Waals kölcsönhatás nagy Δ ad H θ <<0 kis távolság egyrétegű rendszerint specifikus molekulaszerkezet változik lokalizált (kötött) molekulák kémiai [kovalens] kötés 16 kétféle adszorpció sematikus ábrázolása (az ábra egy hasonló jelenségre vonatkozik, de a fizi- és a kemiszorpció lényegét is jól tükrözi.) fiziszorpció (P)a felülettől nagyobb távolságon és kisebb energiájú kötődést jelent, a kemiszorpcióra (C) a felülethez közelebb és erősebben kötődő adszorbátum jellemző. 17 étirányú, egyensúlyi folyamat (ellenirány: deszorpció): dinamikus egyensúly áll fenn a gáztéri adszorbens és az adszorbátum között. z egyensúly (az adszorpció mértéke) függ: a felület és a gáz kémiai minőségétől, a p nyomástól és a T hőmérséklettől. z egyensúly leírási módja: az adszorpciós izoterma (Θ függése a nyomástól állandó hőmérsékleten) Langmuir-, ET-, Tyomkin-, Freudlich-féle izotermák Irreverzíbilis adszorpció: nagyon jobbra tolt egyensúly!? 18 3

z egyensúly függése a gáz nyomásától. Langmuir-féle adszorpciós izoterma levezetése: (Ez az egyrétegű kemiszorpcióra érvényes a többrétegű fiziszorpciót a ET-izoterma írja le.) Négy feltevésen alapszik: az adszorpció reverzíbilis egyensúlyi folyamat, csak monomolekuláris réteg adszorbeálódik, a felület minden aktív helye egyenértékű, a megkötődés szomszéd-független. Ez a négy feltevés gyakran igen jól teljesül, máskor csak részlegesen érvényes. 19 dinamikus egyensúlyt az adszorpciós (k a ) és a deszorpciós (k d ) folyamat hozza létre, tartja fent: (g) + M(s, felület) M(s, felület) z adszorpció sebessége ( a borítatlan felülettel): d ka pn( 1 ) [N az összes helyek száma) deszorpció sebessége ( a borított felülettel): d kd N Egyensúlyban a két sebesség egyenlő. Ebből: p ka ahol 1+ p k d 20 Langmuir-izoterma egyenlet ábrázolása különböző értékekre: Linearizálása: p p 1 V + ahol V V V V 21 z adszorpció a molekula disszociációjával is járhat [X 2 2X]. Ekkor a Langmuir-egyenlet: adszorpció: d k pn( 1 ) 2 a deszorpció: d k N 2 Egyensúlyban ezek egyenlők: p 1+ p Ilyen esetben a borítottság kevésbé függ a nyomástól! d 22 z egyensúly függése a hőmérséklettől: z adszorpció rendszerint exoterm folyamat, ezért mértéke csökken a T emelésével. Mint egyensúlyi folyamatra, a van t Hoff-egyenlettel a hőmérsékletfüggéséből számítható a Δ ad H θ izoszter adszorpciós entalpia (hétköznapi nevén: adszorpciós hő): ln T ad H 2 RT ln p ad H ebből ( 1/ T ) R többrétegű fiziszorpcióra a ET (runnauer Emmett Teller) -izoterma érvényes: V cz p ahol Vmon ( 1 z) 1 ( 1 c) z z p* p*: makroszkopikus vastag adszorbeált folyadékréteg fölötti gőznyomás V: az adszorbeált gáz térfogata V mon : az egyrétegű teljes borítottságot jellemző térfogat c: a rendszerre jellemző állandó Szilárd felületek meghatározására ET-készülékeket alkalmaznak. 23 24 4

ET izoterma is linearizálható: z z ( 1 ) 1 V cv mon ( c 1) z + cv mon V mon értékéből a felület (molekuláris dimenziójú) nagysága számolható. Ilyen mérések alapján a (porózus) szilárd anyagok felülete több (tíz) m 2 /g érték (ami kb. 10 6 - szorosa az 1 g-os tömör gömb geometriai felületének). 25 c) felületi folyamatok sebessége (most csak az adszorpció, a deszorpció és a felületi mozgás, tehát még nem a heterogén katalízis) Jellemző adat a megkötődési valószínűség (s): a részecskék adszorpciójának sebessége s a felülettel való ütközésgyakorisága a számláló a nyomásváltozás sebességével mérhető, a nevező a kinetikus gázelméletből számolható. övetkeztetés: a felületre érkezést, az ütközést a diffúziós helykeresés, majd megkötődés követi. deszorpció aktiválást igénylő, kinetikailag elsőrendű folyamat. Vizsgálata nagyon tanulságos. 26 III. FELÜLETE TLITIUS TIVITÁS III. FELÜLETE TLITIUS TIVITÁS Heterogén katalízis ez már kémiai változást, azaz reakciót jelent! atalizátor (mint korábban tárgyaltuk, itt is): sebességet növel (oda-vissza azonosan), egyensúlyt nem módosít, új reakció utat nyit kisebb aktiválási energiával, önmaga visszaképződik. Heterogén katalízis: rendszerint a katalizátor van a reaktáns(ok)tól és termék(ek)től eltérő fázisban. Formálkinetikailag a szokásos sebességi egyenletekkel ezek a heterogén folyamatok is leírhatók. molekuláris mechanizmus tisztázása itt is fontos. 27 Példák katalizált reakciók aktiválási energiáira: Reakció atalizátor E a (kj/mol) 2 HI H + I - 184 u 105 Pt 59 2NO 2 2N 2 + O 2-245 u 121 Pt 134 2NH 3 N 2 + 3H 2-350 W 162 28 III. FELÜLETE TLITIUS TIVITÁS mechanizmus: a reakció nyilván a szilárd felületen játszódik le (kontakt katalízis). ét eset: mindkét reaktáns adszorbeálódik a felületen és az ott lejátszódó reakció után távozik a termék(ek), csak az egyik reaktáns adszorbeálódik és a másik ezzel reagál, majd a termék(ek) eltávozik. Eközben gyakran a szilárd felület szerkezete is átalakul legalábbis átmenetileg. heterogén katalízisre általánosan érvényes elmélet még nem született, sokféle megközelítés ismert. Ezek adott esetben (nagyon) jók, pontosak, de nem általánosíthatók minden esetre. 29 III. FELÜLETE TLITIUS TIVITÁS Langmuir Hinshelwood-mechanizmus: mindkét reaktáns ( és ) kemiszorbeálódik sztöchiometria: + P kinetika: v k Θ Θ Ha a Langmuir-izoterma érvényes (gyakran igen): p p 1+ p + p 1+ p + p Ebből következik a sebességi egyenlet alakja ami kísérletileg mérhető, illetve ellenőrizhető: k p p v k + p + p ( ) 2 1 30 5

III. FELÜLETE TLITIUS TIVITÁS Eley Rideal-mechanizmus: a reakció egy adszorbeált () és egy gázfázisú () molekula között játszódik le: sztöchiometria: + P kinetika: v k Θ p Ha -ra érvényes a Langmuir-izoterma (gyakran): p v k p k p 1+ p Sokkal gyakoribb a Langmuir Hinshelwoodmechanizmus, de vannak példák az Eley Ridealmechanizmusra is (pl. H 2 (gáz) + D 2 (ad)). 31 III. FELÜLETE TLITIUS TIVITÁS lasszikus szervetlen példák: kontakt kénsavgyártás, ammóniaszintézis, salétromsavgyártás. Példák szerves vegyipari heterogén katalízisre: atalizátortípus reakciótípus konkrét példák Fémek Félvezető oxidok és szulfidok hidrogénezés dehidrogénezés oxidáció Fe, Ni, Pt, g NiO, ZnO, MgO deszulfurizálás i 2 O 3 /MoO 3, MoS 2 Szigetelő oxidok dehidratálás l 2 O 3, SiO 2, MgO Savak polimerizáció H 3 PO 4, H 2 SO 4 izomerizáció SiO 2 /l 2 O 3 krakkolás alkilezés zeolitok 32 III. FELÜLETE TLITIUS TIVITÁS III. FELÜLETE TLITIUS TIVITÁS heterogén katalitikus aktivitás jellegzetes vulkángörbéje a három átmeneti fémsorra: z elég erős kötődés (a molekula kötéseinek fellazulása) és a még elégséges mozgékonyság aránya az átmeneti fémeknél a periódusos rendszer egyes soraiban az oszlopszám függvényében vulkánalakú maximumot mutat. 33 heterogén (kontakt) katalízis gyakorlata: Rendszerint hordozós katalizátorokat alkalmaznak (sok katalizátor igen drága, és a porózus hordozóval nagy fajlagos felület érhető el), nyílt, áramlásos reaktorokban dolgoznak, kokatalizátorok még gyorsítanak. katalizátorokat időnként regenerálják, mert vannak inhibítorok, sőt katalizátormérgek is, ezért fontos a reaktánsok előtisztítása. katalizátor gyakran nem csak gyorsít, hanem irányít is (orto- helyett meta-szubsztitúció; a C-oxidációja meddig menjen (C-OH, CO, COOH). Gyakori a gyökös mechanizmus (az erős kemiszorpció homolitikus kötéshasítást idéz elő). 34 6