|Refleks|-Oyun,Tasarım,Film,Program,Tek link,İndir
Would you like to react to this message? Create an account in a few clicks or log in to continue.

|Refleks|-Oyun,Tasarım,Film,Program,Tek link,İndir


 
AnasayfaLatest imagesAramaKayıt OlGiriş yap

 

 Katalizörler

Aşağa gitmek 
YazarMesaj
serezo
Yönetici
Yönetici
serezo


Ruh Hali : Katalizörler Defaul10
Mesaj Sayısı : 952
Rep Puanı : 13025
Teşekkür Aldı : 0
Kayıt tarihi : 29/10/09
Nerden Nerden : Kocaeli/Gebze
İş/Hobiler İş/Hobiler : MEsaj atmak :D
Lakap Lakap : Sezo

Katalizörler Empty
MesajKonu: Katalizörler   Katalizörler EmptySalı Kas. 24, 2009 1:51 pm

Kimyasal bir tepkimenin hızını tepkimede harcanmaksızın arttıran maddelere katalizör denir. KatalizörKatalizörler Virgul tepkime sonunda herhangi bir değişmeye uğramadan geri kazanılabilir. Çoğu zaman katalizörün fiziksel yapısı değişse bileKatalizörler Virgul kimyasal yapısında herhangi bir değişiklik olmamaktadır. Sözgelimi oksijenKatalizörler Virgul potasyum kloratın (KClO3) doğrudan ısıtılmasıylaKatalizörler Virgul veya tepkime sisteminde çok az miktarda mangan dioksitin (MnO2) katalizör olarak kullanılmasıyla elde edilebilir. MnO2 yanındaKatalizörler Virgul bu tepkime çok daha hızlı olupKatalizörler Virgul KClO3 daha düşük sıcaklıklarda bile yeteri hızla bozunur.
MnO2
2 KClO3  2 KCI(s) +3 O2

KatalizörKatalizörler Virgul net tepkimenin stökiyometrisine etki etmediği için kimyasal eşitliklerde okun üzerine yazılır. Tepkime tamamlandığındaKatalizörler Virgul MnO2 değişmemiş olarak geri kazanılabilir.

ŞimdiKatalizörler Virgul bir katalizörün çok az miktarının bileKatalizörler Virgul
bir tepkimenin hızını nasıl arttırdığını kısaca açıklamayısa çalışalım:
katalizörlü ve katalizörsüz olarak oluşan bir kimyasal tepkimeye
ilişkin potansiyel enerji diyagramı Şekil 1 de gösterilmiştir. Buna göreKatalizörler VirgulKatalizörler Virgul katalizlenmemiş bir tepkimenin izlediğinden daha farklı bir yol veya mekanizma izleyerek meydana gelir. örneğinKatalizörler Virgul katalizlenmemin bir tepkimenin X ve Y molekülleri arasındaki çarpışmalar ile oluştuğunu varsayalım.
X + Y  XY

Katalizlenmiş bir tepkime iseKatalizörler Virgul aşağıdaki gibi iki basamaklı bir mekanizma izleyebilir.
1. X + C  XC
2. XC + Y  XY + C

Burada C katalizördür. Katalizörün birinci basamakta kullanıldığına ve
ikinci basamakta ise yeniden oluşturulduğuna dikkat ediniz. Bu yüzdenKatalizörler Virgul katalizörün tepkime sisteminde defalarca kullanılması mümkün olduğundanKatalizörler Virgul katalizörün çok az miktarı bile bir tepkimeyi katalize etmeye yeter. Yukarıdaki mekanizmalardan da anlaşılabileceği gibiKatalizörler Virgul katalizör tepkime için yeni bir yürüyüş yolu oluşturmaktadır. Katalizlenmiş yola ilişkin net aktiflenme enerjisiKatalizörler Virgul katalizlenmemiş yola ilişkin net aktiflenme enerjisinden daha düşük olduğundan (Şekil 1)Katalizörler Virgul katalizlenmiş tepkime daha hızlıdır. Şekil 1 den iki sonuç daha çıkarılabilir.

1. Katalizlenmiş tepkimenin entalpi değişimiKatalizörler Virgul HKatalizörler Virgul ile katalizlenmemiş tepkimeye ilişkin entalpi değişimi aynıdır.
2. Tersinir tepkimelerdeKatalizörler Virgul katalizörün ileri ve geri (yada ters) tepkimeler üzerindeki etkisi aynıdır. Bu nedenleKatalizörler Virgul ileriye doğru olan tepkimenin aktiflenme enerjisi (EaKatalizörler Virgulf)ne kadar düşürüldüyseKatalizörler Virgul geriye doğru olan tepkimeninde aktiflenme enerjisi (Ea.f) o kadar düşürülür.

Tepkimeye giren maddeler ile katalizör aynı evre (faz) içersinde bulunabiliyorsaKatalizörler Virgul bu tür katalizörlere homojen katalizörler denir. Bu tanıma göreKatalizörler Virgul homojen bir katalizörKatalizörler VirgulKatalizörler Virgul gaz tepkimelerinde ise bir gaz olmalıdır.
Diazot oksit gazının bozunması üzerine klor gazının yapmış olduğu etkiKatalizörler Virgul gaz fazda gerçekleştirilen tipik bir homojen kataliz örneğidir. Diazot oksitKatalizörler Virgul N2O oda sıcaklığında oldukça kararlı olupKatalizörler Virgul 600’C dolayındaki sıcaklıklarda ise aşağıdaki eşitliğe göre bozunur.
2 N2O (g)  2 N2 (g) + O2 (g)

Katalizlenmemiş tepkimeninKatalizörler Virgul aşağıdaki basamakları içeren karmaşık bir mekanizma ile oluştuğu sanılmaktadır.
1. N2O molekülleri arasındaki çarpışmalar sonucuKatalizörler Virgul bazı N2O molekülleri parçalanmak için yeterli enerjiyi kazanırlar.
N2O (g)  N2 + O (g)
2. Birinci basamakta oluşan oksijen atomlarının tepkime verebilme yetenekleri çok yüksek olduğundanKatalizörler Virgul bu atomlar diğer N2O molekülleri ile kolayca tepkime verirler.
O (g) + N2O(g)  N2 (g) + O2 (g)
Tepkimenin son ürünleri N2 ve O2 dir. O atomu iseKatalizörler Virgul tepkime ara ürünü olup son ürün değildir. Katalizlenmemiş bu tepkimeye ilişkin aktiflenme enerjisi yaklaşık 240 kJ/mol dür.

Diğer taraftan bu tepkime eser miktarda klor gazı tarafından katalizlenir. Katalizlenmiş tepkimeye ilişkin önerilen yolKatalizörler Virgul aşağıdaki basamakları içerir.
1. Bozunma sıcaklığında ve özellikle ışık varlığındaKatalizörler Virgul bazı klor molekülleri klor atomlarına ayrışır.
Cl(g) à 2Cl(g)
2. Klor atomları N2O molekülleri ile kolayca tepkime verir.
N2O (g) + Cl(g) à N2(g) + ClO(g)
3. Kararsız olan ClO molekülleri ise aşağıdaki gibi bozunur.
2ClO(g) à Cl2(g) + O2 (g)

Katalizörün (Cl2) son basamakta asıl haline döndüğüne dikkat ediniz. Katalizlenmiş tepkimenin son ürünleri ( N2 ve O2)Katalizörler Virgul katalizlenmemiş tepkimeninki ile aynıdır. CI ve ClO iseKatalizörler Virgul
kendilerini oluşturan basamağı izleyen basamakta tüketildiklerinden
ürün değildirler. Klor tarafından katalizlenen tepkimeye ilişkin
aktiflenme enerjisi yaklaşık 140 kJ/mol olupKatalizörler Virgul bu değer katalizlenmemiş tepkimenin Ea değerinden (240 kJ/mol) oldukça düşüktür.

Heterojen katalizdeKatalizörler Virgul katalizör ve tepkimeye giren maddeler farklı fazlarda bulunurlar. Bu tür işlemlerdeKatalizörler Virgul tepkimeye giren moleküller katalizör yüzeyinde adsorplanır ve tepkime yüzeyde gerçekleşir. AdsorpsiyonKatalizörler Virgul bir katı yüzeyinde moleküllerin tutulması işlemidir. Örneğin odun kömürüKatalizörler Virgul
zararlı gazlar için gaz maskelerinde adsorban (adsorplayan madde)
olarak kullanılır. Fiziksel ve kimyasal olmak üzere iki tür adsorpsiyon
vardır. Olağan fiziksel adsorpsiyonda moleküller yüzeyde London
kuvvetleri ile tutulurlar.
Kimyasal adsorpsiyonda iseKatalizörler Virgul moleküller yüzeyde kimyasal bileşiklerdeki bağlara benzer kuvvetli bağlar ile tutulmaktadır. Heterojen katalizKatalizörler Virgul çoğunlukla kimyasal adsorbsiyon (ya da kemisorpsiyon) ile oluşmaktadır. Yüzeyde bu tür bağlar oluştuğu zamanKatalizörler Virgul kimyasal olarak adsorplanmış moleküllerin elektronlarının düzenlenmesinde değişiklikler olmaktaKatalizörler Virgul
moleküllerin bazı bağları gerilmekte yada zayıflamakta ve bazı
durumlarda ise koparılmaktadır. Örneğin hidrojen moleküllerinin platinKatalizörler Virgul paladyumKatalizörler Virgul

N2O in bozunması altın tarafından katalizlenir. Altın tarafından
katalizlenen bu bozunma tepkimesine ilişkin önerilen mekanizma Şekil 2
de gösterilmiştir. Bu mekanizmayısa ilişkin basamaklar şöyledir;

1. N2O molekülleri altın yüzeyinde kimyasal olarak adsorplanır.
N2O à N2O (Au yüzeyinde)
2. O atomu altın yüzeyine bağlandığındaKatalizörler Virgul
N molekülünün N2O molekülünün O atomu ile komşu N atomu arasındaki bağ
zayıflar. Bu durum N -- O bağının kopmasına ve N2 molekülünün yüzeyi
terk etmesine neden olur.
N2O (Au yüzeyinde) à N2(g) + O (Au yüzeyinde)
3. Altın yüzeyindeki iki O atomuKatalizörler Virgul O2 molekülünü vermek üzere birleşir ve yüzeyi terk ederek gaz faza geçer.
O(Au yüzeyinde) + O (Au yüzeyinde) à O2(g)

Altın tarafından katalizlenen bu bozunma tepkimesinin aktiflenme enerjisi120 kJ/mol dolayında olupKatalizörler Virgul
bu değer hem katalizlenmemiş bozunmanın Ea değerinden (240 kJ/mol) hem
de klorun katalizlediği bozunmanın Ea değerinden (140 kJ/mol ) daha
düşüktür.
Altınla katalizlenmiş bozunma mekanizmasının ikinci basamağının hız tayin basamağı olduğuna inanılmaktadır. Bu basamağa göre hızKatalizörler Virgul N2O moleküllerinin kimyasal olarak adsorpladığı altın yüzeyinin kesri ile orantılıdır. Eğer yüzeyin yarısı örtülüyseKatalizörler Virgul ikinci basamak yüzeyinin sadece dörtte birinin (1/4 ünün) örtülü olduğu halden daha hızlıdır. Diğer taraftan yüzey kesriKatalizörler Virgul N2O (g) in basıncı ile doğrudan orantılıdır. Eğer basınç düşükseKatalizörler Virgul yüzeyin örtülü olduğu kesir de düşük olacaktır. Bu nedenleKatalizörler VirgulKatalizörler Virgul N2O (g) in derişimi ile orantılı olup bozunma birinci mertebedendir.
Hız = k[N2O]

N2O (g) basıncının oldukça yüksek olduğu hallerdeKatalizörler Virgul altın yüzeyi tamamıyla örtülür ve örtülü yüzey kesri 1 e eşit olur. Bu koşullardaKatalizörler Virgul tepkime sıfırıncı mertebeden olupKatalizörler Virgul
Hız = k

Diğer bir deyişleKatalizörler Virgul altın yüzeyi tutabileceği kadar N2O molekülünü yüzeyinde tutmuş olupKatalizörler Virgul N2O basıncı yüzeyi doygun halde tutabilmek için yeteri kadar yüksektir. Bu durumdaKatalizörler Virgul N2O (g) in basıncındaki küçük değişmelerKatalizörler Virgul kimyasal olarak adsorplanmış N2O moleküllerinin artık daha yavaş ya da daha hızlı bir şekilde bozunmasına neden olamaz.

Bir katalizör yüzeyindeki atomların düzenlenmesi ve elektronik yapıları
o katalizörün aktivitesini belirler. Örgü kusurları ve düzensizliklerin
kataliz için aktif merkezler olduğu sanılmaktadır. Bazı katalizörlerinKatalizörler Virgul yüzeyiKatalizörler Virgul katalitik aktiviteyi arttıran ve promotör adı verilen maddelerin katılmasıyla değiştirilebilir. ÖrneğinKatalizörler Virgul amonyak sentezinde demir katalizörüKatalizörler Virgul eser miktarda potasyum ya da vanadyumun katılmasıyla daha etkili bir hale getirilir.

Katalitik zehirler katalizörün aktivitesini inhibe eden maddelerdir. ÖrneğinKatalizörler Virgul kükürt dioksitten kükürt trioksidin elde edilmesinde kullanılan platin katalizörünün katalizleme gücüKatalizörler Virgul çok az miktarda arsenik tarafından yok edilmektedir.
Bu durumdaKatalizörler Virgul büyük olasılıkla platin yüzeyinde platin arsenür oluşmakta ve platinin katalitik aktivitesi ortadan kalkmaktadır.
KalizörlerKatalizörler Virgul genellikle kendilerine özgü katalitik aktiviteye sahiptirler. Bazı durumlardaKatalizörler Virgul bir katalizör belirli maddelerden bir seri ürünlerin sentezini katalizlerkenKatalizörler Virgul bir başka katalizör aynı maddelerden tamamen farklı ürünlerin sentezini katalizler.
Yüzey katalizinin son yıllardaki ilginç ve yararlı uygulamalarından
birisi de otomobil eksozlar katalitik dönüştürücülerin takılmasıdır.
Otomobil motorlarında kullanılan yakıtın tam yanmaması nedeniyle
çevreye verilen karbonmonoksit ve hidrokarbonlar oldukça ciddi ve
tehlikeli bir şekilde çevre kirliliğine neden olmaktadır. Otomobil
eksozlarına takılan mini dönüştürücüler metal oksit katalizörleri
içermekte olupKatalizörler Virgul
çıkış gazları ve ilave hava çevreye verilmeden önce bu dönüştürücüden
geçirilmek suretiyle CO ve hidrokarbonlar oldukça zararsız olan CO ve
H2O ya dönüştürülerek atmosfere bırakılırlar. AncakKatalizörler Virgul katalizör kurşun tarafından zehirlendiği içinKatalizörler Virgul katalitik dönüştürücü (konvertör) bulunan otomobillerde kurşunsuz benzin kullanılmalıdır.

Endüstriyel işlemlerin çoğu katalitik işlemlerdir. Bugün özellikle
heterojen katalizörlerin geliştirilmesi ve yeni tür katalizörlerin
hazırlanması üzerine yoğun bilimsel çalışmalar yapılmaktadır. AncakKatalizörler Virgul
enzimler olarak bilinen doğal katalizörler yaşam için çok daha büyük
bir öneme sahiptir. Son derece karmaşık yapılara sahip olan enzimler
sindirimKatalizörler Virgul
solunum ve hücre sentezi gibi oldukça önemli yaşam proseslerini
katalizlerler. Canlı bünyesinde oluşan ve yaşam için gerekli olan çok
sayıda karmaşık kimyasal tepkimeKatalizörler Virgul enzimlerin etkisiyle oldukça düşük vücut sıcaklığında oluşabilmektedir. Bilinen binlerce enzimin herbiriKatalizörler Virgul kendine özgü bir fonksiyonu yerine getirir.
Diğer bir deyişleKatalizörler Virgul
her karmaşık tepkime spesifik (özgün) bir enzim tarafından
katalizlenmektedir. Enzimlerin etkileri ve yapıları üzerine yapılan
oldukça yoğun araştırmalarKatalizörler Virgul
hastalık nedenlerinin ve büyüme mekanizmasının anlaşılabilmesine
yardımcı olabilecektir. katalizlenmiş bir tepkime çözelti
tepkimelerinde tepkime maddeleri ile karışabilen bir sıvı nikel ve
diğer metal yüzeylerinde hidrojen atomları şeklinde adsorplandıkları
düşünülmektedir. Bu nedenle yüzey katalizli bir tepkimede atom veya
moleküllerin kimyasal olarak adsorplandıkları tabaka bir tepkime ara
ürünü olarak görev yapar. basıncın düşük olduğu hallerde bu tepkimenin
hızı hız N2O (g) derişimindeki değişikliklerden etkilenmez.
Sayfa başına dön Aşağa gitmek
 
Katalizörler
Sayfa başına dön 
1 sayfadaki 1 sayfası

Bu forumun müsaadesi var:Bu forumdaki mesajlara cevap veremezsiniz
|Refleks|-Oyun,Tasarım,Film,Program,Tek link,İndir :: Eğitim E-Book :: Kimya-
Buraya geçin: