Was ist ein Katalysator und wie werden sie in der chemischen Industrie eingesetzt?

Was ist ein Katalysator und wie werden sie in der chemischen Industrie eingesetzt?
Anonim

Antworten:

Ein Katalysator ist eine Substanz, die die Reaktionsgeschwindigkeit verändert und das Erreichen des Gleichgewichts ermöglicht. Dies geschieht normalerweise, indem die Aktivierungsenergie reduziert wird, indem ein alternativer Reaktionsweg bereitgestellt wird.

Erläuterung:

Die Wirkung des Katalysators ist im Diagramm dargestellt. Sie beeinflusst die Thermodynamik der Reaktion nicht (und kann diese auch nicht) (katalysierte und unkatalysierte Reaktionen haben die gleiche Energieänderung). Hier wurde jedoch die Aktivierungsenergie der Reaktion durch den Katalysator reduziert, so dass mehr Reaktandenmoleküle die erforderliche Aktivierungsenergie haben, um eine Reaktion zu durchlaufen. Die Reaktionsgeschwindigkeit steigt somit an.

Katalysatoren werden in der Industrie häufig eingesetzt, um chemische Umwandlungen zu ermöglichen. Im Allgemeinen ist der Katalysator auf einer Oberfläche eingebettet, und die Reaktandenmoleküle werden über die Oberfläche gepumpt (dies wäre ein Beispiel für eine heterogene Katalyse, da sich der Katalysator und das Produkt / die Reaktanten in unterschiedlichen Phasen befinden - sehr häufig werden Edelmetalloberflächen verwendet). Manchmal befindet sich der Katalysator in der gleichen Phase wie die Reaktanten. Diese sogenannten homogenen Katalysatoren sind so aktiv, dass sie mit so geringen Konzentrationen beladen werden können, dass sie nicht aus dem Produkt gewonnen werden müssen.

Heterogene Katalysatoren sind industriell sehr verbreitet und katalysieren Prozesse wie die Methanol- und Ammoniakproduktion. Die Polymerbildung wird auch weitgehend katalysiert.

Antworten:

Eine Substanz, die eine Reaktion unterstützt.

Erläuterung:

Katalysatoren sind in der Chemie und Biologie übliche Substanzen. Viele Substanzen können ein Katalysator sein. Ein Katalysator ist eine Chemikalie oder Verbindung, die die Aktivierungsenergie einer Reaktion verringert.

Alle Reaktionen, die stattfinden, benötigen eine bestimmte Menge Energie, um "aktiviert" oder gestartet zu werden. Im menschlichen Körper wären viele Reaktionen ohne einen Katalysator (in Form von Enzymen) nicht realisierbar, da der Energiebedarf für den Körper zu groß wäre.

Viele Faktoren können beeinflussen, wann eine Reaktion stattfindet, wie zum Beispiel die Temperatur des Reaktionsgefäßes. Ein Katalysator ist jedoch der einfachste Weg, um eine Reaktion bei einem realisierbaren Temperatur- und Energieniveau zu initiieren.

Es ist auch äußerst wichtig zu beachten, dass ein Katalysator nach Beendigung der Reaktion nicht aufgebraucht werden kann. Der Katalysator kann mit den Verbindungen in der Reaktion in Wechselwirkung treten, aber der Katalysator muss nach Beendigung der Reaktion noch vollständig vorhanden sein, andernfalls würde er die Reaktionsprodukte ändern.

Antworten:

Ein Katalysator erhöht die Reaktionsgeschwindigkeit, ohne im Prozess verbraucht zu werden.

Erläuterung:

Zur weiteren Erläuterung kann ein Katalysator die zum Reagieren erforderliche Energie nicht ändern, er kann jedoch einen anderen "Weg" zu den gleichen Produkten bereitstellen, der weniger Energie benötigt.

Ein Katalysator kann auch nur eine inerte Oberfläche bereitstellen, auf der zum Beispiel Eisen bei der Reaktion reagieren kann, um Ammoniak zu erzeugen.

Dank an anor277 für die Klarstellung von etwas, das ich übersehen habe