Вещества, в присутствии которых ускоряются химические реакции, в химии называют катализаторами. В процессе реакции их свойства и масса не изменяются. После завершения цикла они могут работать снова. Катализаторы не расходуются, следов их работы в конечном продукте не наблюдается.
Какая разница между катализатором, ингибитором и катализом?
Определение понятия впервые ввел в химию швед И. Берцелиус в 1835 году. В переводе с греческого katalysis означает «ослабление» либо «разрушение». То есть, свойства других веществ в присутствии катализаторов ослабевают, за счет чего химическое взаимодействие между ними значительно возрастает. Реакции, происходящие в присутствии katalysis, называются каталитическими. А процесс изменения скорости реакции под влиянием katalysis получил название катализа.
Еще один вид элементов, способных влиять на скорость химической реакции, называют ингибиторами. В отличии от катализаторов, они замедляют или прекращают взаимодействие веществ. При этом, ингибиторы расходуются. Как пример, коррозию стали замедляют соединения технеция.
На заметку. Катализаторы разделят по типу протекающих реакций на гомогенные и гетерогенные. К первым относят кислоты, ко вторым – металлы, их сульфиды и оксиды.
Какие свойства характерны активным элементам?
Многие вещества, ускоряющие реакции, были обнаружены эмпирическим (пробным) путем. Как правило, им присущи следующие свойства:
- во-первых, активное ускорение реакций между элементами в их присутствии;
- во-вторых, сохранение постоянных свойств и массы во время катализа и после завершения;
- в-третьих, избирательность воздействия, то есть при помощи katalysis можно задать нужный вектор прохождения реакций.
Активность веществ может снижаться под влиянием вредных факторов. Как пример, работа родия, палладия, платины в автомобильном нейтрализаторе выхлопных газов. Она направлена на снижение токсичности выхлопов, но имеет ограниченный ресурс. Выработка ресурса происходит в разный период времени, в зависимости от условий эксплуатации устройства. Если на вещества действуют каталитические яды или ингибиторы, то выработка происходит быстрее.
Как применяют?
Известные активные элементы используют в различных отраслях по одиночке и в комплексе с другими. Такие сочетания называют комплексными каталитическими системами, каждый элемент которых включается в работу на определенной стадии реакции. При чем, некоторые вещества могут ускорять взаимодействие другого катализатора с элементом. Этот процесс называют «катализом катализа».
Применение ускорителей широко используется не только в химической отрасли, но и в текстильной, машиностроительной, медицинской, пищевой, нефтеперерабатывающей. Минимум 90% выпускаемых товаров химпрома производятся с применение каталитических веществ.