Orbita . U Z

Ilm-fan fazosi uzra

  • Shrift o'lchamini kattalashtirish
  • Odatiy shrift o'lchami
  • Shrift o'lchamini kichiklashtirish
Bosh sahifa Maqolalar Qiziqarli kimyo Shoshiltiruvchilar...

Shoshiltiruvchilar...

E-mail Chop etish
Maqola Reytingi: / 1
Juda yomon!A'lo! 

Shoshiltiruvchilar...

Koplab kimyoviy ishlab chiqarishlarda, texnologik jarayonlarning asosini KATALIZ tashkil etadi. Oz tanamizdagi fermentlar haqida eslab korsak esa, katalizatorlar, tirik organizmlar hayoti uchun ham eng va ota muhim moddalar hisoblanadi. Ushbu maqolada, aynan katalizator moddalarning qanday qilib kimyoviy reaksiyalarni tezlashtirishi hamda, ularning tasir mexanizmlari haqida malumot beramiz. Maqolada qiziqarli tarixiy malumotlarga ham ega bolishingiz mumkin.

Kimyoga ixtisoslashgan oliy oquv yurtlarida talabalarning laboratoriyalarda olib boradigan ilk mustaqil kimyoviy tajribalaridan biri Bertolle tuzini qizdirish orqali kislorod olishdan iborat. Agar tajribada faqat Bertolle tuzini qizdirish bilan cheklanib qolinsa ham, albatta kislorod hosil bolaveradi, biroq, buning uchun ancha yuqori harorat, demakki kop energiya, hamda, uzoq muddat sarflanishi lozim boladi. Shu sababli ham yosh kimyogar, yoki ustozidan, yoki qollanmalardan, reaksiyani tezlatish maqsadida, jarayonga marganes ikki oksidini ham jalb etish haqida korsatma oladi. Ushbu aralashma reaksiyaga jalb qilingach, kislorod ajralib chiqishi tezroq, koproq va nisbatan past haroratlarda yuz bera boshlaydi.

Marganes ikki oksidning ahamiyati nimada? Ushbu modda reaksiyada ishtirok etmaydi, reaksiya yakunlangach, ozining avvalgi miqdoricha, hech bir ozgarishlarsiz saqlanib qoladi. Lekin uning osha joyda mavjudligi, amalda kislorod olinishi jarayonini tezlashtiradi. U reaksiyani shoshiltiradi, ya'ni, katalizator vazifasini bajaradi.

Ushbu hodisani qanday tushuntirish mumkin? Balki MnO molekulalari masofadan turib tasir qilish xususiyatiga egadir? Yoki ular Bertolle tuziga elektrosensor tasir korsatadimi? Keling, chuqurroq tahlil qilib koramiz...

Avval boshdan boshlasak: kop asrlar davomida kimyogarlarga katalizatorlar juda-juda yetishmagan.

Qadimgi alkimyogarlarning muttasil ravishda, har qanday metallni (yoki jismni) oltinga aylantirishga uringanliklari haqida kop oqiganmiz. Va bilamizki, bu maqsadlariga ular yetisha olgan emaslar. Navbatdagi natijasiz urinishlar va foydasiz tajribalar seriyasidan song, ehtimolki ulardan biriga, reaksiya uchun yana qandaydir muhim narsa yetishmayotganidek tuyulgan bolsa kerak. Ayrim kengroq fikrlovchi olimlar esa, oltinga aylantirish uchun reaksiyaga kiritilayotgan moddalarga yana biror muhim narsa qoshish lozimki, u doim topsa boladigan oddiy moddalarni qimmatbaho metall tillaga aylanishga majbur qilsin degan goyalarga ham ega bolishgan. Osha biror muhim narsaning ozroq miqdori nisbatan koproq miqdorda oltin hosil qilishga yetarli bolishi, lekin, reaksiya yakunlangach, uning miqdori ozgarishsiz qolib, keyingi ishlar uchun foydalanish mumkin bolishi kerak... Nima ham derdik, yaxshi goya, biroq alkimyogarlarga, arzon-garov yoki, tekin tilla olish nasib etmaganidek, uni olishni tezlatadigan moddani ixtiro qilish ham buyurmagan ekan. Har holda, orta asr alkimyogarlari bunday modda haqida kop gapirishgan bolsa-da, lekin uni ozini hech kim kormagan. Biroq uni ozaro suhbatlarda, qandaydir tuproqqa oxshash quruq narsa sifatida tasvirlashgan. Qadimgi alkimyogarlarga tegishli bolgan, biroq, ilmiy manbadan kora koproq har xil sehr-jodular yozilgan afsun kitobiga oxshaydigan qolyozmalarda, bunday modda xerion - yunonchasiga quruq manosini anglatuvchi soz bilan ifodalangan.

VIII asrga kelib, musulmon sharqida ilm-fan gurkirab rivojlana boshladi. Islom ulamolari nafaqat diniy yoki falsafiy bilimlar borasida, balki, aniq fanlar, xususan kimyoda ham oz zamonasining yetakchilariga aylanishdi. Ovropalik alkimyogarlarning bolmagur narsalardan ham tilla olish haqidagi homxayollari bitilgan yozuvlardan xabardor bolgan islom olimlari, undagi xerion nomi bilan atalgan moddani, arab tilidagi muqobili asosida al-iksir tarzida qayd etishgan. XIII asrga kelib arab tilida yozilgan ilmiy qolyozmalar kohna qitaga tarqala boshlagach, ajnabiylar al-iksirni mahalliy talaffuzga moslab eliksirga aylantirib olishgan. Keyinchalik esa, ayrim falsafiy va ilmiy doiralarda bu modda haqida falsafa toshi sifatida yuritila boshlangan. Ushbu nom asosida esa, endilikda avom xalq orasida unga shunchaki har qanday moddani oltinga aylantiruvchi vosita sifatida emas, balki, har qanday kasallikni davolovchi shifobaxsh narsa, va hattoki, kishiga abadiy hayot baxsh etuvchi boqiylik kaliti sifatida qarovchilar ham kopayib ketdi. Natijada, vaqt otishi bilan, alkimyogarlar va shunga oxshash yuzaki ilmiy muddao egalari orasida hayot eliksiri, boqiylik dorisi kabi tushunchalar yuzaga kelib, keng tarqaldi...

Asrlar davomida koplab avlod vakillaridan, kimki ermakka boshqa narsasi bolmasa, yoki, nomini abadiyatga muhrlash istagi bolsa, erinmasdan falsafa toshi va/yoki hayot eliksirini qidirish bilan mashgul bolishdi. Asrlar otib, xususiyatlari shunga oxshash modda kashf etilganida esa, uning tasiri, ming yillik orzulardagidek istalgan narsani kozni quvnatuvchi tilla uyumiga aylantiradigan narsa emas, balki, zaharli va hayot uchun xavfli bolgan oltingugurt kislotasining hosil bolishiga sabab boluvchi tezlatgich bolib chiqdi.

...1740 yilgacha oltingugurt kislotasi ishlab chiqarish ota murakkab, uzoq vaqt talab etuvchi, demakki, ancha qimmat jarayon bolgan. Nazariy jihatdan hammasi oddiy edi: avvaliga oltingugurtni kislorodli muhitda yoqish va oltingugurt ikki oksidi (SO2) hosil qilish zarur bolgan; keyin esa olingan SO2kuydirish yoli bilan, SO3 hosil qilish talab etilgan. Tayyorlangan SO3 ni suvga aralashtirib (ya'ni eritib), H2SO4 - oltingugurt kislotasiga aylantirish kifoya edi. Qiyinchilik shunda ediki, oltingugurtning kislorod bilan birikish jarayoni juda sekin borib, ishni qiyinlashtirar va mahsulot tannarxini ortishiga eng katta omil bolar edi.

XVIII asrning 40-yillariga kelib, ingliz oltingugurt kislotasi ishlab chiqaruvchilardan biri Joshua Uord, uzoq yillik kuzatuvlar asosida, selitra (kaliy nitrati) ozi yonmaydigan modda bolsa hamki, uglerod va oltingugurtni nisbatan faolroq yonishga majbur qilishini sezib qoldi. U endilikda, qisqa vaqt ichida arzon va keraklikcha miqdorda SO3 hosil qilishni organib oldi, oz texnologik siri sifatida, yonayotgan oltingugurtga kam miqdorda selitra qoshib yuborishni yolga qoydi.

Biroq Joshua Uordning hayrati va yoqa ushlashiga sabab bolib, texnologik jarayonga jalb etilayotgan tezlatgich modda- selitraning ozi, jarayon yakunida na hajman, va na vazniga kora hech bir kamayishlarsiz, avvalgidek miqdorda qolaverardi. Uord oz ixtirosini hukumat patenti bilan rasmiylashtirib oldi va zamonasining oltingugurt kislotasi magnatiga aylandi. U ishlab chiqargan ushbu kislota tannarxi keskin arzonlashdi va avvalgi narx-navoga nisbatan atiga 5% ni tashkil etardi. Bu esa Uordning raqobatchilari oldidagi ulkan muvaffaqiyati edi. Bir soz bilan aytganda, Uord kimyoviy reaksiyaning borishini, katalizator yordamida tezlatish mumkinligini amalda isbotlab berdi.

Joshua Uordning ushbu muvaffaqiyati faqat uning tijorat ishlarida qolib ketdi. U mazkur hodisaga hech bir tayinli ilmiy tushuntirish va asoslash keltira olmadi. Shunchaki, tabiatning yordami kabi qarash esa, tabiiyki, allaqachon Isaak Nyuton, Uilyam Garvey kabi daholarni yetishtirib chiqargan Qirollik Akademiyasini qanoatlantirmas edi. Uzoq vaqt ochiq qolgan savollarga ilk marta 1806 yilga kelib, farang kimyogarlari Sharl Bernar Dezorm hamda, Nikolya Kleman javob berishga urinib korishdi. Ular ilgari surgan tushuntirishlardan biri, bizning zamonamizga ham yetib kelgan.

Ularning fikriga kora, oltingugurt va selitra birgalikda yongan vaqtda, oltingugurt ikki oksid selitra molekulalarining bir qismi bilan ozaro tasirlashib, murakkab birikma hosil qiladi. Kislorod birikmaning selitrali qismidan oltingugurtli qismiga kochib otadi va undan song molekulalari parchalanib, oltingugurt uch oksid hosil qiladi. Qoldiqlar esa (selitraning fragmentlari minus kislorod) yetishmayotgan kislorodni atmosferadan ozlashtirib oladi. Natijada selitraning molekulalari qayta tiklanadi va qaytadan oltingugurt ikki oksid bilan ozaro tasirlashib, yana unga ozidagi kislorodni uzatishi mumkin boladi. Bu fikrga kora, jarayondagi selitraning vazifasi, atmosferadan kislorodni olib, uni oltingugurt ikki oksidiga uzatish hisoblanadi. Uzatishda ham iloji boricha tezroq bajarish talab etiladi. Ya'ni, selitra oddiy qilib aytganda shunchaki vositachi bolib, jarayon yakuniga kora, hech qanday ozgarishlarsiz, boshlangich miqdorini saqlagan holda qoladi.

Selitraning ushbu xususiyati katalizatorlikdan boshqa narsa emas edi. Soddaroq tushuntirish uchun olimlar quyidagicha misolni keltirishadi:

Tasavvur qilamiz, qurilish maydonida bir uyum gishtlar, qum va ohak qorishmasi hamda avvaldan quyilgan poydevor turibdi. Agar yuqorida sanalganlar qurilish maydonidagilarning hammasi bolsa, tongi 8-00 dan kechki 17-00 ga qadar hech nima ozgarmaydi. Gisht uyumi ham, poydevor ham, qorishma ham joyida turaveradi (balki qorishma qotib qolar?). Endi esa, osha tasavvurimizdagi qurilish maydoniga, tongi 8-00 da yana bir muhim faktor korjoma, kaska va qolqop kiygan gisht teruvchi usta qoshilsachi? Takidlangan vaqtda (8-00) uning qolida hech nima yoq. Lekin vaqt otishi bilan, kechki soat 17-00 da yana maydonga nazar solsangiz, yana osha korjomali quruvchi ustani qolida hech nimasi yoq holatda korasiz. Faqat bu safar, qorishma tamom bolgan, gisht esa, poydevor ustiga chiroyli tarzda mustahkam qilib terib chiqilgan.

Ushbu holatda reaksiya (gishtning terilishi) faqat va faqat jarayonga inson aralashganligi sababli sodir boldi. Ya'ni usta katalizator vazifasini bajarib berdi, biroq uning ozi ozgargani yoq.

Mazkur misolda yuz bergan jarayonni biz qanchalik jon va hech qanday hayratlanishsiz qabul qilsak (chunki biz bu jarayonni kop marta kuzatganmiz va unda notabiiy hech narsa yoq deb bilamiz), selitra ishtirokida tezlashib qolgan oltingugurt kislotasi olish jarayonini ham shunday qabul qilsak bolaveradi. Selitraning katalizatorlik xossasi va misolimizdagi gisht teruvchi ustaning bir xil.

XIX asrga kelib, katalizatorlik xossasiga ega bolgan qator boshqa moddalar ham kashf etildi. Katalizatorlarning kimyoviy reaksiyalarni tezlatish borasidagi ahamiyatini olimlar kengroq tahlil etishga va jarayonning mohiyatini chuqurroq anglashga urinishar edi.

1812 yilda Gottlib Kirxgof agar kraxmalni suvda qaynatib, unga oz miqdorda oltingugurt kislotasi qoshilsa, glukoza hosil bolishini aniqladi. Agar reaksiya oltingugurt kislotasi ishtirokisiz amalga oshirilsa, glukoza hosil bolmaydi. Aksincha, kislota hozir bolishi bilan, glukoza olish mumkin boladi va yakunda, sarflangan oltingugurt kislotasi, ozgarmagan miqdorda yana saqlanib qoladi, ya'ni u reaksiyada ishtirok etmaydi.

Keyinroq, 1816 yilga kelib ingliz olimi Gemfri Devi, bazi metalllar ishtirokida, malum moddalarning, masalan spirt buglarining havoda kislorod birikishi sezilarli darajada yengil kechishi mumkinligi aniqladi. Platina ishtirokida borgan reaksiyada, yuqorida aytilgan spirt buglarining kislorod bilan birikishi ancha tez va oson kechar edi. Shuningdek, platina hozir bolgan joyda vodorod ha kislorod bilan osonroq birikar edi. Bu esa kimyogarlarning etiborini koproq platinaga qaratilishiga turtki berib, ushbu metallning kimyoviy tajribalardagi ishtiroki sonini ortishiga sabab boldi. 1823 yilda olmon kimyogari Iogann Volfgang Debereyner vodorod oqimi purkaydigan moslama yasab, u orqali tekis platina folgaga kuchli vodorod oqimini yonaltirdi. Vodorod platina folgaga borib urilib, shu zahotiyoq lovullab yonib ketardi. Mazkur tajribani tarixda ilk ot oldirgich (zajigalka) sifatida qarash mumkin. Biroq, Debereyner tajribalarida qollagan vodorodning toza emasligi, kozlangan natijaga erishishiga jiddiy tosqinlik qilgan. Uning qimmatbaho platina plastinalari tez ifloslanib, foydalanishga yaroqsiz holga kelavergan. Natijada Debereyner iqtisodiy muammolar tufayli tajribalarni davom ettirishga juda qiynalgan.

1831 yilga kelib, uning ishlaridan va umuman, platinaning spirt buglari va kislorodning havodagi birikishini tezlatishidan xabardor bolgan ingliz kimyogari Peregrin Fillips, nima sababdan platina spirt bugi va vodorodlarning kislorod bilan birikishini tezlashtirishga yordam bersa, unda nimaga shu ishni oltingugurt kislotasi bilan bajara olmasligi kerak? degan savol bilan jiddiy qiziqib qoldi. Fillips qator tajribalar orqali maqsadiga erishdi va u platinani oltingugurt kislotasi olishda katalizator sifatida qollash texnikasini ishlab chiqdi. Oz ishlanmasiga olgan patenti orqali, Fillips, vatandoshi Uord ixtiro qilgan selitra katalizatori ishtirokidagi kislota ishlab chiqarish texnologiyasini asta siqib chiqara boshladi. Chunki platina katalizatori, selitradan kora nisbatan foydaliroq va qayta tiklanishi osonroq edi.

1836 yilga kelib yuqorida sanab otilgan tadqiqotlar, oz davri kimyo fanining yetuk namoyandalaridan biri bolgan Yens Yakob Berseliusning etiborini oziga tortdi. U mazkur tezlatgich moddalar uchun, umumiy atama sifatida yunoncha kataliz hamda, katalizator (manosi tarkibiy qismlarga parchalash) terminlarini taklif etdi. ehtimolki, Berselius, katalizator ishtirokidagi reaksiyalardan faqat parchalanish bilan boradiganlarini, masalan, kraxmalning katta molekulalarini oltingugurt kislotasi tasirida kichik shakar molekulalariga parchalanishi kabi turlarini nazarda tutgan bolsa kerak.

Platina bilan olib borilgan tajribalar, katalik reaksiyalar haqidagi konsepsiyalarga yangi yonalishlarni kirib kelishiga sabab boldi. Bir tarafdan, platina nodir va qimmat metall. Boshqa tarafdan esa, kimyogarlar platina ishtirokidagi tajribalar orqali, reaksiyalarda yana qandaydir nomalum kuch (fenomen) mavjudmikan degan savollarga borib qoldilar. Chunki, platina ham oddiy selitra kabi shunchaki vositachi bolib chiqishi ularda galati tuyular edi.

Bir qarashda javob inkor ifodasida bolishi lozim edi. Boshqa malum kimyoviy elementlar bilan taqqoslaganda, platina nisbatan inert bolib, meyori sharoitlarda u kislorod bilan ham, vodorod bilan ham tasirlashmaydi. Unda u qanday qilib vodorod va kislorodni ozaro tasirlashishga majbur qilar ekan?

Kimyogarlar vaziyatga tushuntirish berish uchun tinimsiz izlanishar edi. Ularda platinaning inertligiga nisbatan shubha paydo bola boshladi:Platinaning atomlari bir-biri bilan ozaro mustahkam boglangan; ularni har tomondan ozlari bilan va boshqalari bilan ham ozlaridagi kabi mustahkam boglangan boshqa platina atomlari orab turadi. Ayrim kimyogarlarni bu kabi tushuntirish toliq qoniqtirardi, ularning fikricha, platina ichki qatlamlarida haqiqatan ham kislorod va vodorod bilan tasirlashmaydi, biroq, uning yuza qatlamlaridagi atomlarni tashqi tomondan boshqa atom orab turmaganligi uchun, yaqin oradagi havodan atomlarni, masalan, vodorodni oziga biriktirib olishi mumkin. shu tufayli ham, platina metalli sirt yuzasida 1 vodorod molekulasi qalinligidagi plyonka hosil boladi. U shunchalik yupqaki, inson kozi uni hech qachon kormaydi va biz platinaning mutlaqo inert bolgan yarqiroq, silliq sirtini tomosha qilishda davom etamiz.

Sirt yuzasi plyonkasining bir qismi sifatida, kislorod va vodorod gaz holatidagidan kora nisbatan faolroq bolib qoladi. Mantiqni davom ettirib, agar, platina sirt yuzasida kislorod bilan vodorod ozaro birikib, suv molekulasi hosil qiladi deb hisoblasak, unda, suv molekulasi sirtda kislorod molekulasidan kora beqarorroq tarzda tutib turiladi. Yana bir kislorod molekulasi kelib, sirtdagi plyonkaning ushbu qismiga urilgan onda, u plyonkadagi suv molekulasini ornini egallaydi hamda, shu zahotiyoq yan bir suv molekulasi hosil bolishi imkoniyati yuzaga keladi va ho kazo.

Shu tarzda platina haqiqatan ham amalda vositachi vazifasini bajarib beradi. Buning uchun uning sirt yuzasida monomolekulyar gazsimon yupqa plyonka hosil bolishi kerak. Xuddi shuniaksi sifatida, platina kanalizatorning qanday qilib aynishi mumkin ekanligini tushuntirish mumkin: tasavvur qiling, platina sirt yuzasidagi atomlariga, kislorod molekulasidan kora mustahkamroq tarzda birikishi imkoniga ega bolgan qandaydir atomlar mavjud bolsin; bunday atomlar platina sirt yuzasidagi kislorod atomlarini orin almashtiradi (qopolroq aytganda siqib chiqaradi). Lekin ularning ozini atmosfera gazlari itarib chiqara olmaydi va natijada, plyonka sirtida kislorod hamda, vodorod ishtirokidagi katalik jarayon toxtaydi.

1 molekula qalinligidagi sirt qatlami hosil qilish uchun juda kichik modda sarflanishini etiborga olsak, katalizatorni, ishchi gazlar tarkibida muqarrar va muqim orin tutuvchi turli aralashmalar tezkorlik bilan aynitishi tabiiy.

Agar yuqorida keltirilgan xulosalarorinli va mulohazalar togri bolsa, demak, katalizatorning massasini ozgarishsiz saqlagan holda, uning sirt yuzasini kattalashtirsak, uning samaradorligini yuzaga muvofiq orttirish mumkin ekan. Ya'ni, 2 kg platinadan tayyorlangan yupqa tunuka listining katalitik samaradorligi, 2 kg platina parallelepipedinikidan yuqoriroq boladi. Agar bunday katalizatorni kukun holida qollanilsa, yuzaning yanada kattalashuvi tufayli samaradorlik ham yanada ortadi. Bunday turdagi katalizatorlarni odatda yuza katalizatorlari, yoki sirt katalizatorlari deyish mumkin.

Shu tarzda kimyogar olimlar, katalizatorlarning kimyoviy reaksiyalar va texnologiyalardagi tutgan orni va ularning tasir mexanizmi haqida ozmi-kopmi malumotlarga ega bolishdi. Endilikda, kopchilik insonlar katalizatorlar haqida orta maktab kimyo darsliklari darajasida bolsa ham bilimlarga egadirlar. Biroq ushbu bilimlarga erishilguniga qadar, ilgarilari kimyodan elementar bilimlarga ega bolmagan shaxslar, katalizator moddalarning reaksiyani tezlashtirish xususiyatlarini, hattoki mojiza tarzida talqin qilishgan edi.

1870 yilga kelib, olim Jozayya Uillard Gibbs elon qilgan ilmiy ishlar, bu boradagi (ya'ni, katalizatorlarning mojizaviy xossalarga egaligi togrisidagi) fikrlarga yakuniy inkor nuqtasini qoyib berdi.

Gibbs kimyoviy reaksiyalar uchun termodinamika qonunlarining tadbiqi borasida benazir ilmiy tekshiruvlar olib bordi. U, tashqi tasirlarsiz, oz-ozidan yuzaga keladigan (spontan), ya'ni, tashqaridan energiya qabul qilinishisiz kechadigan kimyoviy reaksiyalarda, doimo qandaydir miqdorda, kamayib boruvchi yonalishdagi erkin energiyaning mavjud bolishini isbotlab berdi.

Shunga kora, vodorod va kislorodning birikish reaksiyasi boshlanganidan keyin, u gazlar reagentlar tugamagunicha davom etaveradi, natijada suv hosil boladi. Biz buni, suvning erkin energiyasi, gazlar aralashmasining erkin energiyasida kichik ekanligi bilan tushuntiramiz. Vodorod va kislorodning ozaro birikishi natijasida suv hosil bolishi bilan kechuvchi reaksiyani, tabir joiz bolsa, energetik nishablikdan pastga tomon tushishga qiyoslashimiz mumkin.

Agar yuqorida aytilganlar rost bolsa, unda nima sababdan vodorod va kislorod gaz holatida ozaro tasirga juda-juda sust kirishadi va harorat (qizdirish) berilmagunga qadar bir-biri bilan tasirlashmay turaveradi? Axir ular gaz holatida energetik pillapoyaning ancha yuqori bosqichlarida bolishadiku?

Gap shundaki, reaksiyaning boshlanishi uchun, har biri ikki atomdan iborat bolgan vodorod va kislorod molekulalaridan biri parchalanib, atomlaridan biridan mosuvo bolishi kerak. Buning uchun esa qoshimcha energiya zarur. Bu reaksiya ishtirokchilarining hali beri energetik nishablikning eng yuqorisida turgan vaziyati bolib, hali pastga tomon harakatni boshlash kerak bolgan holatdir. Reaksiyani boshlab yuborish uchun olinishi zarur bolgan energiya miqdori faollashtirish energiyasi deb yuritiladi. Ushbu konsepsiyani ilk marta 1889 yilda shved kimyogar olimi Svante Avgust Arrenius ilgari surgan edi.

Oddiy sharoitdagi haroratda vodorod va kislorod molekulalari ozaro toqnashganida, ularning juda oz qismigina, bir-birining atomlarini parchalab yuborishga yetadigan energiyaga ega boladi. Ular ozaro tasirlashadi (ya'ni reaksiya sodir boladi) va natijada boshqa molekulalarning ham parchalanishi uchun qoshimcha energiya ajralib chiqadi. Biroq, bu energiya miqdori shunchalik kichik boladiki, u foydalanishga ulgurmasdan tarqalib ketib boladi. Shu tufayli ham vodorod va kislorod, odatiy sharoitda (yoki xona haroratida) ozaro reaksiyaga kirishmaydi va suv hosil bolmaydi.

Harorat kotarilishi bilan, molekulalarning harakati tezlashadi va ularning tobora koproq qismi, parchalanish va parchalash uchun yetarli miqdordagi energiyaga ega bola boshlaydi. Boshqacha aytganda koproq sondagi molekulalar, energetik nishablik boshlanadigan choqqining ustiga chiqib olishga imkonli bola boshlaydi. Asta-sekinlik bilan ajralib chiqayotgan energiya miqdori ortib boraveradi va harorat shu darajaga kotariladiki, yutilayotgan energiyadan kora ajralib chiqayotgan energiya miqdori ortib ketadi. Harorat esa yana osishda davom etadi, natijada yana energiya ajralib chiqishi ortaveradi, oz navbatida u ham harorat yana va yan ortishiga sabab boladi. Kislorod va vodorodning bunday tarzda birikishi reaksiyaning oxiri portlash bilan yakunlanadi.

Boshqa bir olim Vilgelm Otsvaldning 1894 yilda keltirgan ilmiy isbotlariga kora, yuqoridagi kabi reaksiyalarda katalizatorning qollanilishi, erkin energiyaning ozaro nisbatini ozgartira olmas ekan. Yani, katalizator, ozi ishtirokisiz boshlanib bolgan reaksiyada tashabbuskor bola olmaydi, u faqat reaksiyani borishini tezlashtirib berishi mumkin xolos.

Boshqacha aytganda, vodorod va kislorod, platinasiz ham ozaro reaksiyaga kirishaveradi. Biroq bu jarayon deyarli sezilarsiz bolib, juda sekinlik bilan kechadi. Platinali katalizator birikish jarayonini faqat tezlashtirib beradi xolos. Xona haroratida, qoshimcha energiya uzatilmasa (masalan elektr energiyasi) suv kislorod va vodorodga parchalanib ketmaydi. Agar shunday bolgan taqdirda, bu narsa, energetik nishablikdan yuqoriga tomon tirmashishni anglatar edi. Agar bizlar qachonlardir shunday xossalarga ega katalizatorni ixtiro qilsak, bu haqiqatan ham mojiza bolar edi. (Yoki termodinamika qonunlarini qaytadan korib chiqishga togri kelardi).

Lekin, platina aynan qanday qilib kimyoviy reaksiyani tezlashtirib beradi? Uning reaksiyani haqiqatan ham tezlashtirishiga hech kimda allaqachon shubha qolmagan. Plyonkadagi molekulalar bilan nima hodisa sodir boladi?

Otsvald quyidagicha tushuntirishni taklif etdi (ushbu tushuntirish hozirgi kunda ham dolzarb bolib, olimlar uning haqiqatini etirof etib kelishadi): Katalizator, faollashtirish energiyasini kamaytirish evaziga kimyoviy reaksiyani tezlashtiradi. Yani u, energetik nishablikning choqqisini biroz tekislab qoyib, u yerga molekulalarning chiqib olishiga komaklashib yuboradi. Shu tarzda, kichikroq haroratda ham, kop sondagi molekulalarda choqqiga chiqib olib keyin nishablikdan pastga sirpanish imkoniyati paydo boladi. reaksiya tezlasha boradi va hattoki tezlik kop martalab ortishi mumkin.

Masalan, kislorodning ikki atomi molekula holatida anchayin katta tortish kuchi bilan ozaro tortishib turadi; molekulani parchalash oson emas, lekin, suv molekulasini hosil qilish uchun, ularni parchalash juda ham zarur!

Kislorod atomi platina atomi bilan birikib, sirt yuzasi plyonkasi hosil qilganida, vaziyat ozgaradi. Kislorod molekulasining birikish xususiyati, qisman platina bilan tortishib turish uchun, qisman esa, kislorodning ikki atomini birgalikda tutib turish uchun sarflanib turadi. Yani, kislorod molekulasi chozilishga majbur boladi.

Agar, platina katalizatori sirt yuzasi plyonkasida, shunday chozilish holatida turgan kislorod molekulasiga, yaqin atrofdagi muhitdan vodorod molekulasi kelib urilsa, u katta ehtimollik bilan, kislorod molekulasini atomlarini ozaro ajratib yuboradi. Bu esa, kislorod va vodorodning gazlar aralashmasi holatida, erkin energiya yordamida parchalanganidan kora osonroq tarzda parchalanishiga sabab boladi. Vodorod atomi, kislorodning parchalanishga uchragan atomlarining biri bilan tasirlashadi. Kislorod molekulasi chozilish holatida turganligi uchun, uni atomlarga parchalash osonroq boladi va buning uchun kamroq miqdordagi faollashtirish energiyasi ham yetarli bolaveradi.

Yana boyagi misolga qaytsak: qiya tekislikningqirrasi ustida turgan gishtni tasavvur qilamiz. agar mazkur gisht ishqalanish kuchini yengib ota olsa, osonlik bilan pastga sirpanib tusha boshlaydi. Ishqalanish kuchi esa, uni, ogirlik kuchiga qarama qarshi ravishda joyda tutib turibdi. Ushbu misoldagi ishqalanish kuchi kislorod atomlarini ozaro mustahkam tortishib turishini taminlovchi tortishish kuchiga oxshashdir.

Ishqalanish kuchini yengib otishi uchun, gishtni turtib yuborish kerak (unga faollashtirish energiyasi berish kerak). Oshanda u pastga sirpana (yoki dumalay) boshlaydi.

Mazkur misolni, sirt yuzasi katalizatori bilan taqqoslashga urinib koramiz. Masalan, sirpanish sodir boladigan yuzani mum bilan surtib chiqsak, yoki silliq muz qoplagan deb tasavvur qilsak, gishtni bunday qiyalikdan sirpantirib yuborish uchun, uni kichik kuch bilan, xiyol turtib yuborish ham yetarli boladi. u pastga boshqa qoshimcha komaksiz ham yetib borishi ehtimol. Biz, qiyalikni mum yoki muz bilan qoplash orqali, ogirlik kuchini ham kamaytirmadik, qoshimcha energiya ham uzatmadik. Biz faqat ishqalanish kuchini kamaytirdik xolos. Natijada gishtimiz qiyalikdan tezroq va osonroq tushib oldi.

... Oylaymanki, ramziy manoda shoshiltiruvchilar deb nomlangan ushbu maqolamizda, katalizatorlar va ularning tasir mexanizmi haqida biroz malumot olishga muvaffaq boldingiz. Tushuntirishlarni imkoni boricha sodda qilib ifodalashga harakat qildik. Kopchilikning qiziqishiga sabab boladigan katalizator sozi ham siz uchun ekzotik terminlar qatoridan, oddiy va tushunarli atamalar sirasiga otdi.

Yuqoridagilardan xulosa qilsak, menimcha ozini hurmat qiladigan katalizatorlardan hech biri, u haqida tushunarsiz va mojizaviy deb gapirishlarini istamagan bolar edi????????

Yangilаndi: 04.08.2014 08:24  
Maqola yoqdimi? Do'stlaringizga ham tavsiya qiling:

Mulohaza bildiring:


Mahfiy kod
Yangilash

Banner

Orbita.Uz infotekasi

Milliy bayramlarimiz

Yaqin kunlardagi rasmiy bayramlar, kasb bayramlari, muhim tarixiy va xalqaro sanalar.

26 - Iyun - Iyd al-Fitr - Ramazon hayiti Dam olish kuni) (oy chiqishiga qarab bir kunga o'zgarishi mumkin)


1 - Sentyabr - Mustaqillik kuni. (Dam olish kuni)


2 - Sentyabr - Iyd al-Adho - Qurbon Hayiti . (Dam olish kuni) (oy chiqishiga qarab bir kunga o'zgarishi mumkin)

O'zbekiston shaharlari ob-havo ma'lumotlari

Orbita.Uz do'stlari:

Ziyo istagan qalblar uchun:

O'zbek tilidagi eng katta elektron kutubxona!

​Ўзбекча va o'zbekcha o'zaro transkripsiya!
O'zbekcha va ўзбекча ўзаро транскрипция!

Bizning statistika


Orbital latifalar :) :)

"Dohiyona" qisqartirish:

????????????????????????


Birliklar Konvertori

Birlik / Kattalik turini tanlang:
Qiymatni kiriting:

Natijaviy qiymat:

© Orbita.uz

Kontent statistikasi

Foydalanuvchilar soni : 374
Kiritilgan mаqolalar soni : 764
O'qilgan sahifalar soni : 2574719

Tafakkur durdonalari

Dunyo imoratlari ichida eng ulug'i - MAKTABDIR! (M Behbuduy)