تحفيز: الفرق بين النسختين
[نسخة منشورة] | [نسخة منشورة] |
تم حذف المحتوى تمت إضافة المحتوى
ط بوت: إزالة قالب توسيع أو قسم فارغ (راجع هذا النقاش) |
لا ملخص تعديل |
||
سطر 2:
[[ملف:Ceolite nax.JPG|تصغير|ال[[زيوليت]] الاصطناعي من المواد المحفزة]]
'''التحفيز''' هو استعمال مادة تسمى
== عمليات الحفز ==
* '''حفز غير متجانس:''' حفز يكون فيه طور المحفز مختلف عن طور المواد المتفاعلة، إذ يمكن أن يكون المحفز صلباً في حين تكون المواد المتفاعلة غازية أو سائلة، يتكون من أكثر من طور.
* '''حفز متجانس:''' حفز يكون فيه طور المحفز من نفس طور المواد المتفاعلة. ويتكون من [[طور (مادة)|طور]] واحد (صلب أو سائل أو غاز).
* '''حفز أنزيمي:''' حفز تستخدم فيه مواد إنزيمية كمحفزات في التفاعلات الحيوية أو الحيوكيميائية.
== المواد المحفزة ==
* '''الفلزات:''' مثل العناصر الإنتقالية في الجدول الدوري ومن أهمها البلاتين والفضة والبلاديوم والموليبدنوم والكوبالت. وتتميز بفعالية عالية تجاه الأكسدة والهدرجة وإعادة التشكيل ونزع الهيدروجين.
* '''الخلائط:''' هي عبارة عن مزيج من فلز فعال حفزياً مع فلز فعال أو غير فعال يمكن أن يزيد أو ينقص من الفعالية. ومن أمثلتها خلائط البلاتين مع الروديوم المستخدمة في أكسدة النشادر والإريديوم مع النحاس المستخدمة في عمليات إعادة التشكل الحفزي للألكانات.
* '''المواد الداعمة:''' هي مواد تحمل عليها المواد الفعالة لتحسين مردود العملية الحفزية ومن أمثلتها الأكاسيد القاعدية مثل أكسيد المغنيزيوم وأكسيد الكالسيوم، والأكاسيد الحامضية مثل الأمونيا والسيليكا والمتعادلة مثل سيلكات الكالسيوم وأمونيات المغنيزيوم.
* '''المثبطات:''' تستخدم لتحسين انتقائية المحفزات الفلزية أو تثبيط التفاعل غير المرغوب به أو تسريع تفاعل ما مرغوب به.
* '''المواد المنشطة:''' هي مواد تستخدم للحصول على فعالية أو انتقائية أو ثباتية مرغوب بها.
* '''مركبات فلزية:''' هي مجموعات الفلزات مثل (Fe-Ti)، (LaNi5) (CeCo3) تستخدم عادة في عمليات الهدرجة نظراً لصفتها الإمتزازية العالية.
* '''أكاسيد فلزية:''' هي أكاسيد بعض عناصر المجموعة الثانية والثالثة والرابعة والخامسة والعناصر الانتقالية وعناصر مجموعتي الانثانيوم والأكتنيوم وتنقسم هذه الأكاسيد إلى مجموعتين:
** '''أكاسيد عازلة:''' تستخدم كمواد داعمة ومحفزة للتفاعلات القاعدية ومنها أكاسيد العناصر الغير انتقالية.
** '''أكاسيد شبة موصلة:''' هي مواد محفزة فعالة بشكل خاص لتفاعلات الأكسدة والاختزال.
* '''الأملاح:''' وتشتمل على :
** هاليدات الفلزات: وتشتمل على كلوريد الألمنيوم، كلوريد النحاس، ثلاثي ورباعي كلوريد التيتانيوم.
** الكبريتات: منها كبريتات الألمنيوم والنحاس والبوتاسيوم.
** الفوسفات: فوسفات النيكل كالسيوم وفوسفات الألمنيوم.
** الكبريتيدات: هي مركبات فلزية مثل كبريتيدات النيكل والكوبالت والحديد والموليبدنوم والتنجستن.
* '''الأحماض:''' يتضمن هذا النوع من الحفزات الأكاسيد الصلبة لعناصر الدورة الثالثة من الجدول الدوري مثل أكاسيد الصوديوم والمغنيزيوم والألمنيوم والفسفور. وتتضمن أيضاً أنواعاً أخرى من المحفزات الحامضية الصلبة مثل حمض الكبريت وحمض الفسفور المحملة على داعم.
* '''القواعد:''' تشتمل محفزات القواعد الصلبة على أكاسيد وهيدروكسيدات وكربونات وسيليكات لفلزات قلوية ترابية وكذلك هيدريداتها وأميداتها والمبدلات الأيونية العضوية.
* '''محفزات ثنائية الوظيفة:''' وهي محفزات متعددة الوظائف تتركب من محفزين أو أكثر، ومثل هذه الأنواع تستخدم في عمليات إعادة التشكيل الفلزي والتكسير بوجود الهيدروجين.
* '''معقدات تسانديه فلزية:''' تستخدم في عمليات الهدرجة والبلمرة والأكسدة وغيرها.
من أهم المواد المحفزة في الكيمياء:
* [[كادميوم|الكادميوم]]
* ال[[زيوليت]]
== الصناعة ==
تتم صناعة المحفزات وفق مايلي :
* '''الترسيب:''' تتم بتحضير الراسب البلوري أو اللابلوري أو الهلامي من أملاح المعادن المكونة للمحفز.
* '''التشرب:''' يتم غمر الداعم المسامي في محلول من المكون الفعال، مع إزالة المحلول الزائد بواسطة الترشيح أو القوة النابذة أو التقطير.
* '''الانصهار:''' تتم بصهر بعض أنواع الأكاسيد الفلزية مثل Fe3O4 المحتوي على كميات قليلة من أكسيد الألمنيوم وأكسيد البوتاسيوم وأكسيد الكالسيوم.
* '''التجفيف والكلسنة:''' تعتمد مسامية المحفز المترسب على إجراءات التجفيف المستخدمة لإزالة الرطوبة و ماء الإهامة ويتم التجفيف عادة في أفران دوارة وتتم عملية الكلسنة بالمعالجة الحرارية بالأكسدة بوجود الأكسجين أو الهواء عند درجات حرارة عالية.
* '''الاختزال:''' يتم تحضير المحفزات المعدنية بواسطة اختزال أكاسيد أو كلوريدات المكون الفعال وذلك باستخدام غاز الهيدروجين المخفف بغاز النيتروجين.
* '''تشكيل المواد المحفزة:''' يتم تشكيل المحفزات المستخدمة في مفاعلات الطبقة الثابتة بواسطة آلات وقوالب خاصة إلى أشكال كروية أو أسطوانية مصمتة أو أسطوانية مفرغة أو حلقات أو حبيبات بأحجام مختلفة.
== أمثلة ==
ومثال ذلك زيادة سرعة تفكك [[كلورات البوتاسيوم]] [[حرارة|بالحرارة]] عن طريق إضافة المحفز [[أكسيد المنغنيز الرباعي|ثاني أكسيد المنجنيز]] إلى الكلورات. ويتبقى ثاني أكسيد المنجنيز كما هو في نهاية التفاعل. وعندما يؤدي المحفز إلى إعاقة التفاعل الكيميائي يطلق عليه "حافز سلبي"
== صفات ==
يتصف المحفز الإيجابي بعدة صفات أهمها:
السطر 21 ⟵ 50:
# تتناسب سرعة التفاعل إلى حد ما مع كمية المحفز المستخدم في بعض الحالات.
# كل محفز له فعل نوعي "Specific" ويعني هذا أن المحفز الذي يصلح لتفاعل معين قد لا يكون له أي تأثير على تفاعل أخر.
== مبدأ العمل ==
السطر 77 ⟵ 98:
كما تطبق المحفزات لتنقية عادم السيارة ، حيث تمنع وجود مواد ضارة وتحويلها إلى مواد أقل ضررا.
'''
في محفز [[سيارة|السيارة]] يتفاعل الغاز السام [[أحادي أكسيد الكربون|أول أكسيد الكربون]] (CO) ومركبات كربوهيدرات غير محترقة مع أكاسيد النتروجين
NO<sub>x</sub> و[[أكسجين|الأكسجين]] (O<sub>2</sub>) وتنتج [[ثنائي أكسيد الكربون|ثاني أكسيد الكربون]] (CO<sub>2</sub>)
وهو غير سام (ثاني أكسيد الكربون غاز خانق) ، و[[نيتروجين|نتروجين]] و[[ماء]] (H<sub>2</sub>O). وبذلك ينقي المحفز الغازات الضارة من عادم السيارة. وتستخدم في السيارات محفزات مصنوعة من [[بلاتين|البلاتين]].
== التطبيقات ==
تستخدم المحفزات في عمليات تكرير البترول والصناعات البتروكيميائية والكميائية غير العضوية ومن أهم العمليات التي تستخدم فيها المحفزات:
* '''التكسير الحفزي:''' للمقطرات الثقيلة لإنتاج وقود السيارات والديزل ووقود الطائرات.
* '''إعادة التشكيل الحفزي:''' للنفثا لإنتاج وقود سيارات برقم أوكتان مرتفع.
* '''الألكلة:''' مثل ألكلة الأيزوبيوتان مع مركبات أوليفينة لإنتاج مواد إضافة لتحسين خواص وقود السيارات.
* '''نزع الهيدروجين من الألكانات:''' للحصول على مركبات أوليفينية.
* '''التماكب:''' مثل تماكب النفثا أو البيوتان النظامي أو البنتان أو الهكسان لإنتاج مركبات هيدروكربونية متفرعة.
* '''الأكسدة:''' للحصول على مركبات اكسجينية عضوية.
* '''البلمرة:''' للحصول على بوليمرات متنوعة وبوليمرات مشتركة.
== اقرأ أيضا ==
|