Catáliseé o processo de mudar a velocidade reação química com ajuda catalisadores- que participam de uma reação química, mas não são incluídos na composição dos produtos finais e não são consumidos como resultado da reação.
Alguns catalisadores aceleram a reação ( catálise positiva ), outros desaceleram ( catálise negativa ). A catálise negativa é chamada inibição, e catalisadores que diminuem a velocidade de uma reação química inibidores.
Diferencie catálise homogênea de heterogênea.
Na catálise homogênea (homogênea), os reagentes e o catalisador estão no mesmo lugar e não há interface entre eles. Um exemplo de catálise homogênea é uma reação de oxidação SO2 e SO 3 na presença de um catalisador NÃO(os reagentes e o catalisador são gases).
catálise heterogênea.
No caso de catálise heterogênea (não uniforme), os reagentes e o catalisador estão em diferentes estados de agregação e entre eles há uma seção de superfície (limite). Normalmente o catalisador sólido, e os reagentes são líquidos ou gases. Um exemplo de catálise heterogênea é a oxidação NN 3 antes da NÃO na presença PT(catalisador é um sólido).
O mecanismo de ação dos catalisadores
A ação de catalisadores positivos é reduzida a uma diminuição na energia de ativação da reação Ea(ref) , a ação dos inibidores é oposta.
Então para a reação 2 AL =H2+eu 2 E a (ref) \u003d 184 kJ / mol. Quando esta reação ocorre na presença de um catalisador Au ou PT, então E a (ref) \u003d 104 kJ / mol, respectivamente.
O mecanismo de ação de um catalisador na catálise homogênea é explicado pela formação de compostos intermediários entre o catalisador e um dos reagentes. Em seguida, o composto intermediário reage com o segundo material de partida, resultando na formação do produto da reação e do catalisador em sua forma original. Uma vez que a taxa de ambos os processos intermediários é significativamente mais velocidade processo direto, a reação com a participação de um catalisador ocorre muito mais rápido do que sem ele.
Por exemplo, a reação:
SO 2 +1/2O 2 =SO 3 procede muito lentamente, e se você usar um catalisador NÃO
então as reações NO + 1 / 2O 2 \u003dNº 2 e NO2+SO2 =SO3+NÃO fluir rapidamente.
O mecanismo de ação do catalisador na catálise heterogênea é diferente. Neste caso, a reação prossegue devido a adsorção moléculas de substâncias reagentes pela superfície do catalisador (a superfície do catalisador não é uniforme: tem o chamado centros ativos , no qual as partículas das substâncias reagentes são adsorvidas.). Um aumento na velocidade de uma reação química é alcançado principalmente devido a uma diminuição na energia de ativação das moléculas adsorvidas e também, em parte, devido a um aumento na concentração de reagentes em locais onde ocorreu a adsorção.
Venenos catalíticos e promotores.
Algumas substâncias reduzem ou destroem completamente a atividade do catalisador, tais substâncias são chamadas venenos catalíticos. Por exemplo, pequenas impurezas de enxofre (0,1%) interrompem completamente a ação catalítica do catalisador metálico (ferro esponja) usado na síntese de amônia. Substâncias que aumentam a atividade de um catalisador são chamadas de promotores. Por exemplo, a atividade catalítica do ferro esponjoso aumenta significativamente com a adição de cerca de 2% de metaaluminato de potássio. KALO 2.
A ação do catalisador é seletiva e específica. Isso significa que diferentes produtos podem ser obtidos a partir das mesmas substâncias usando diferentes catalisadores. Isto é especialmente verdadeiro para reações matéria orgânica. Por exemplo, na presença de um catalisador AlO3 desidratação do álcool etílico ocorre, na presença de Cu– Desidrogenação:
Catalisadores biológicos que participam de transformações químicas complexas que ocorrem no corpo são chamados de enzimas.
Os catalisadores são amplamente utilizados na produção de ácido sulfúrico, amônia, borracha, plásticos e outras substâncias.
O catalisador é um dispositivo com um design simples, mas seu papel é grande o suficiente. Como resultado do funcionamento dos motores de combustão interna, forma-se uma massa de substâncias nocivas, que são lançadas na atmosfera pelo caminho de saída. O conversor catalítico reduz a toxicidade dos gases de escape.
Na década de 1960, agências governamentais de todos os países desenvolvidos o mundo decidiu virar Atenção especial sobre as emissões dos escapamentos dos carros, porque a lei não regulava a poluição atmosférica causada pelos carros.
Em 1970, eles adotaram os primeiros padrões apresentados às fábricas de automóveis. Eles continham instruções sobre o conteúdo de substâncias nocivas nos gases de escape. Esses padrões exigiam que conversores fossem usados em carros para neutralizar efeito prejudicial monóxido de carbono e hidrocarbonetos. Em 1975, o uso de catalisadores tornou-se obrigatório.
Mais e mais carros aparecem nas estradas todos os dias. o carro é fonte poderosa que poluem a atmosfera. O ar é especialmente cheio de gases nas grandes cidades e áreas metropolitanas.
Cada vez mais novas leis são constantemente emitidas, o que deve limitar os níveis permitidos de emissões de gases durante a operação de motores de combustão interna. Os fabricantes de automóveis estão tentando cumprir esses padrões, por isso estão constantemente aprimorando os sistemas de combustível e escapamento, além de alterar o design do motor.
Para manter as emissões tão baixas quanto possível, os modernos motores de combustão interna controlam constantemente e com muito cuidado o combustível que queimam. Isso é necessário para que a mistura ar-combustível seja perfeita. Nessa proporção, o combustível deve queimar junto com todo o oxigênio do ar. Quando o carro está em movimento, essa relação não é ideal. Às vezes a mistura é magra, às vezes mais enriquecida.
Hoje, os principais poluentes atmosféricos são o azoto em estado gasoso (N2), o dióxido de carbono (CO2) e o vapor de água.
Na verdade, esses produtos de combustão não são perigosos. Mas os cientistas acreditam que o dióxido de carbono afeta aquecimento global. Como resultado da combustão não ideal de combustível e ar, uma pequena quantidade de gases e substâncias especialmente nocivas é liberada. É para eles que esses dispositivos foram criados. especialmente para substâncias perigosas incluem monóxido de carbono, vários hidrocarbonetos, óxidos de nitrogênio.
Se você lembrar curso escolar Química, um catalisador é uma substância especial que permite acelerar uma reação química ou causá-la. Nesse caso, não estará nos produtos da reação. Ele simplesmente participa do processo, mas em si não é um reagente ou um produto.
Em conversores ou conversores instalados em carros, distinguem-se dois tipos de catalisadores. É redutor e oxidante. Ambos são feitos de cerâmica, que é revestida com metais. Os metais mais comumente usados são a platina ou o ródio. A ideia aqui é criar uma estrutura que, ao passar pelos gases de escape, utilize o máximo de área, enquanto a quantidade de substâncias catalíticas deve ser mínima, já que seu custo é bastante alto.
Alguns conversores usam ouro com várias impurezas tradicionais. Pode aumentar o grau de oxidação. Isso é necessário para poder reduzir as emissões de gases nocivos.
Muitos sistemas modernos de exaustão e exaustão são equipados com dois tipos de conversores conversores. Ou seja, para cada substância ter seu próprio elemento, o que minimizará a liberação.
O catalisador redutor é o primeiro passo no processo de neutralização e conversão. Aqui, a composição é mais frequentemente rodin, assim como platina. Foi concebido para neutralizar o óxido nítrico nos gases de escape. O resultado é oxigênio e nitrogênio.
O conversor oxidante é o segundo nesta cadeia. Ele é projetado para reduzir a quantidade de combustível não queimado, bem como reduzir a quantidade de monóxido de carbono. Como resultado da operação deste conversor, CO2 é formado ( dióxido de carbono).
Quanto aos designs desses dispositivos, existem “favos de mel” e “contas de cerâmica”. Estruturas de favo de mel são mais comuns em carros modernos.
Nos carros AvtoVAZ, uma estrutura de cerâmica revestida com platina ou paládio é usada como neutralizador. O conversor de recuperação na maioria dos modelos usa ródio e platina como neutralizadores.
As pessoas não gostam particularmente desses dispositivos. Em primeiro lugar, isso é muito caro e, em segundo lugar, em nosso país, devido ao combustível de baixa qualidade, os conversores costumam falhar. Alguém os substitui e alguém usa catalisadores corta-chamas.
Este é um substituto para um neutralizador. A principal tarefa que se coloca diante dele é o alinhamento do fluxo de exaustão. Graças a ele, o trabalho do sistema de exaustão torna-se mais correto e durável. Através do uso dessas estruturas, você pode adicionar potência ao carro e o som do motor será suave.
A principal diferença é que o corta-chamas não é capaz de neutralizar as emissões nocivas. No entanto, como atestam os padrões domésticos, o escapamento de absolutamente qualquer carro estrangeiro é muito menor do que o permitido. Hoje, muitos em seus carros trocam o catalisador (o Ford Mondeo é mais frequentemente submetido a isso) por corta-chamas. Acredita-se que com esses dispositivos o motor "respire" melhor.
O design é semelhante aos ressonadores convencionais. Portanto, em países europeus tal conceito não existe. Este nó é chamado nada mais do que um ressonador preliminar.
Existem corta-chamas diretos e dispositivos com difusor. O último é chamado de funil, que é soldado ao tubo no meio. Ela força os gases de escape para o corta-chamas.
Às vezes, em carros nacionais e em carros estrangeiros, torna-se necessário substituir o conversor. Por exemplo, o catalisador do 2114º VAZ melhora significativamente a dinâmica do carro e também reduz o consumo de combustível.
A necessidade de substituir esta parte do sistema de exaustão ocorre apenas em dois casos. Acredita-se que tal elemento faça parte da potência do carro. No entanto, aumentar o poder dessa maneira é uma tarefa muito duvidosa.
No segundo caso, a peça falharia. Isso acontece se você costuma abastecer o carro com combustível de baixa qualidade. Acontece também com algumas avarias do motor que levam ao consumo de óleo e entupimento dos favos de mel. O reparo do catalisador é necessário se houver danos mecânicos em seu corpo. Além disso, o conversor pode ficar inutilizável devido à entrada de silicone no escapamento. Outra substituição é necessária em caso de superaquecimento. Se o dispositivo esquentou mais de 970 graus, ele definitivamente precisa ser trocado.
Se você perceber que o carro se move com grande dificuldade até uma determinada velocidade e depois funciona normalmente, ou se as capacidades de velocidade do carro diminuem gradualmente ou o motor não liga, você corre o risco de consertar o catalisador.
Para verificar esta peça, é necessário desmontá-la e inspecioná-la através da luz. Outra maneira é verificar a pressão no sistema de exaustão. Para fazer isso, você precisa instalar um manômetro no lugar do sensor de oxigênio e fazer as leituras.
Esses dispositivos são projetados para neutralizar a toxicidade dos gases de escape dos carros, além de tornar o motor mais silencioso. Às vezes, o conversor falha e precisa ser substituído. Como essas peças não são baratas, os motoristas procuram concessões.
Para resolver o problema com esta parte, às vezes os motoristas usam os chamados emuladores. Existem dois tipos desses dispositivos, um deles é mecânico e o segundo é eletrônico.
A mistura mecânica do catalisador é um bronze ou qualquer outro peça de metal, que pode suportar temperaturas altas. Deve-se ter em mente que o tamanho da mistura deve corresponder ao tamanho do conversor. Onde o emulador terá que ser fixado, é necessário fazer furos para o fornecimento de gases. Na cavidade do emulador existe uma migalha de cerâmica, que é revestida com uma substância catalítica.
Não é mais possível fabricar um dispositivo eletrônico por conta própria, mas custa muito menos que um catalisador comum (o preço aqui é bastante significativo).
As oficinas de automóveis oferecem modelos bastante avançados tecnologicamente, mas este é um emulador especial equipado com um microprocessador. Isso faz com que a unidade de controle funcione corretamente. Não há engano aqui.
O catalisador é uma parte importante do design de muitos carros modernos. O principal objetivo deste dispositivo é neutralizar as emissões nocivas que vão para a atmosfera. Esta parte não pode durar para sempre, então mais cedo ou mais tarde terá que ser trocada.
Hoje, nos mercados automotivos, você pode comprar um catalisador (o preço será de 4.000 rublos ou mais) para carros domésticos. Por exemplo, uma peça sobressalente original para um carro VAZ custa cerca de 5.160 rublos. O custo de substituição desta peça em alguns carros estrangeiros pode custar 2.400 rublos ou mais, mas você também pode trocar este elemento em sua própria garagem, com suas próprias mãos. Esta operação não requer esforços especiais e a disponibilidade de ferramentas especiais.
Então, descobrimos o que é um catalisador de carro, para que serve e qual é o seu custo. A escolha é sua!
Cada veículo contém peças e dispositivos que não chamam a atenção dos motoristas, mas ao mesmo tempo são responsáveis \u200b\u200bpelo pleno funcionamento das unidades PBX “vitais”.
O conversor catalítico ou conversor catalítico, também conhecido como conversor, costuma ser a causa de disputas entre motoristas. Alguns acreditam que esta peça desempenha um papel importante no sistema de purificação dos gases de escape, outros consideram que o uso deste elemento é opcional e até contra-indicado.
Para entender a necessidade ou “inutilidade” de um catalisador, primeiro vale a pena entender o que é e com base em que princípio esse elemento funciona.
O conversor catalítico é parte integrante do sistema de escape do carro, devido ao qual a concentração de substâncias nocivas contidas nos gases de escape é reduzida. Estes incluem monóxido de carbono, óxidos de nitrogênio e hidrocarbonetos.
Um catalisador automotivo moderno, cuja foto é apresentada no artigo, contém em sua composição metais nobres, que são aquecidos pelos gases de escape e provocam o processo de "pós-combustão" de substâncias nocivas à norma estipulada pelos requisitos ambientais.
O design do neutralizador inclui um invólucro, dentro do qual existe uma base de cerâmica ou metal em forma de favo de mel. De cima, é coberto com uma fina camada de uma liga especial de platina-irídio. A estrutura em favo de mel permite aumentar significativamente a área de contato entre o escape de gás e a superfície coberta com a camada catalítica. Como resultado, ocorre uma reação oxidativa de monóxido de carbono e hidrocarbonetos, e apenas substâncias praticamente "inofensivas" entram na atmosfera na saída: nitrogênio (N2) e dióxido de carbono (CO2).
Não é necessário instalar um catalisador no carro, mas é desejável, principalmente se:
Os conversores catalíticos desempenham funções ligeiramente diferentes, dependendo do tipo de produto.
Existem vários tipos de catalisadores, dependendo da sua finalidade:
O dispositivo catalisador de gás de exaustão de dupla face permite que você execute várias tarefas ao mesmo tempo:
Esses catalisadores são usados com mais frequência em motores a diesel.
Um catalisador automático de três vias apareceu em 1981 para reduzir a quantidade de substâncias nocivas que entram na atmosfera. Este tipo de neutralizador permite realizar um leque mais alargado de tarefas, nomeadamente:
Existem também catalisadores e conversores a diesel para motores que funcionam com misturas pobres.
Além disso, os catalisadores se distinguem pelo material de que é feito o cartucho do dispositivo. Com base nisso, diferencie:
Estes são modelos padrão equipados com uma estrutura de favo de mel. O próprio elemento cerâmico, neste caso, é revestido com uma liga de platina-irídio.
Se falamos das deficiências desses modelos, quase todos os motoristas destacam a fragilidade do aparelho de cerâmica, que basta bater em uma pedra para que os favos se desintegrem. Além disso, o produto pode ser danificado se você entrar em uma poça em um carro quente, gotas de água que caem em um conversor quente levarão à sua quebra.
Além disso, os favos de mel podem se desintegrar em caso de mau funcionamento do sistema de ignição do carro. Por exemplo, se o combustível não acender imediatamente após a partida do motor, mas após um pequeno atraso. Nesse caso, o combustível não queimado será coletado no reservatório do tubo de escape (ou seja, no catalisador) e, assim que a gasolina acumulada explodir, todos os favos de mel entrarão em colapso.
Além disso, o pó de cerâmica se acumula nesses catalisadores, que entra na câmara de combustão e, em alguns casos, até nos cilindros do motor.
A única vantagem de um neutralizador cerâmico é seu baixo custo.
O design desse tipo se distingue pelo aumento da confiabilidade e resistência, devido ao qual esse catalisador pode suportar cargas mecânicas por um longo período de tempo. Os favos de mel instalados no produto distinguem-se pela sua elasticidade, isto foi conseguido graças à sua forma em espiral e metal.
Porém, apesar da confiabilidade de tal conversor, ele, assim como o de cerâmica, tem “medo”:
Esses catalisadores também são feitos de metal, mas seu rendimento é muito maior do que os produtos de metal e cerâmica padrão. Devido a isso, conversores desse tipo fornecem potência adicional ao carro (de 7% a 20%). É verdade que esse resultado só pode ser alcançado com a condição de que um sistema de exaustão de fluxo direto seja instalado no carro. Neste caso, os catalisadores respondem Requerimentos ambientais Euro 4 e 5.
Os modelos esportivos são os mais confiáveis, mas seu custo é o mais alto.
Com base nisso um grande número deficiências modelos padrão, e havia teorias de que os conversores causam mais danos ao próprio carro do que ao meio ambiente. No entanto, a maioria dos problemas pode ser evitada se o produto for alterado em tempo hábil. A propósito, o catalisador não envolve reparos no carro, portanto, o elemento com falha deve ser trocado.
Existem várias opções para substituir o conversor:
Como regra, o catalisador é considerado avariado se sua camada catalítica queimar durante a operação. Em carros com sistema de bordo moderno, se o conversor quebrar, um erro será exibido. Se o carro não for novo, você pode determinar a falha que se aproxima do conversor pelos seguintes sinais:
Esses sinais indicam que o catalisador está em estado de "semifuncionamento", ou seja, ainda está funcionando, mas é hora de trocá-lo. E se o conversor "ordenar" completamente para viver, você notará que o carro começou a dar partida por muito tempo, mas mesmo que o motor comece a funcionar, ele para quase imediatamente. Ou o carro não pega de jeito nenhum. É bastante simples ter certeza de que o motivo neste caso está no catalisador: você precisa ligar o motor e ir para o escapamento, se os gases de escapamento não saírem (você não os sente com a mão), então é hora de mudar parte constituinte sistema de exaustão.
Instalar ou não um catalisador é assunto de todo proprietário de carro. Até agora, a Rússia não fornece requisitos estritos para a quantidade de substâncias nocivas nos gases de escape. Porém, se você decidir fazer uma viagem à Europa de carro, com certeza precisará instalar um conversor catalítico.
1. Catalisadores em química
tipos catalisadores
Mecanismo de ação catalisadores
Requisitos para catalisadores
2. Catalisadores em carros
conversor catalítico
Emissões de poluentes
Como os catalisadores reduzem as emissões de escapamento
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sinônimos:CATALISADOR- CATALYST, catalisador, macho. (ver catálise) (quim.). Uma substância que acelera ou retarda uma reação química sem se alterar. Dicionário Ushakov. DN Ushakov. 1935 1940... Dicionário Explicativo de Ushakov
CATALISADOR- CATALISADOR, marido. (especialista.). Substância que altera a velocidade de uma reação química. | adj. catalítico, oh, oh. Dicionário explicativo de Ozhegov. SI. Ozhegov, N.Yu. Shvedova. 1949 1992... Dicionário explicativo de Ozhegov
catalisador Uma substância que acelera ou retarda uma reação, mas permanece inalterada. Biol. K. são enzimas. (
Os catalisadores são classificados em homogêneo e heterogêneo. Um catalisador homogêneo está na mesma fase com os reagentes, um heterogêneo forma uma fase independente separada por uma interface da fase em que os reagentes estão localizados. Catalisadores homogêneos típicos são ácidos e bases. Metais, seus óxidos e sulfetos são usados como catalisadores heterogêneos.
Reações do mesmo tipo podem ocorrer com catalisadores homogêneos e heterogêneos. Assim, juntamente com soluções ácidas, são usados Al 2 O 3 sólido, TiO 2 , ThO 2 , aluminossilicatos e zeólitos com propriedades ácidas. Catalisadores heterogêneos com propriedades básicas: CaO, BaO, MgO.
Os catalisadores heterogêneos, em regra, possuem uma superfície altamente desenvolvida, para a qual são distribuídos em um suporte inerte (sílica gel, alumina, carvão ativado, etc.).
Para cada tipo de reação, apenas alguns catalisadores são eficazes. Além dos já citados base ácida, existem catalisadores redox; são caracterizados pela presença de um metal de transição ou seu composto (Co +3, V 2 O 5 + MoO 3). Nesse caso, a catálise é realizada alterando o estado de oxidação do metal de transição.
Muitas reações são realizadas com a ajuda de catalisadores que atuam por meio da coordenação dos reagentes no átomo ou íon do metal de transição (Ti, Rh, Ni). Essa catálise é chamada coordenando.
Se o catalisador tiver propriedades quirais, então um produto opticamente ativo é obtido de um substrato opticamente inativo.
Na ciência e tecnologia modernas, é frequentemente usado sistemas multicatalisadores, cada um dos quais acelera uma etapa diferente na reação. O catalisador também pode aumentar a velocidade de uma das etapas do ciclo catalítico realizado por outro catalisador. É aqui que ocorre a "catálise da catálise", ou catálise de segundo nível.
As enzimas desempenham o papel de catalisadores em reações bioquímicas.
Os catalisadores devem ser diferenciados dos iniciadores. Por exemplo, os peróxidos se decompõem em radicais livres que podem iniciar reações em cadeia de radicais. Os iniciadores são consumidos durante a reação, portanto não podem ser considerados catalisadores.
mecanismo de catálise: 1) pele. estagiado (mudança no caminho da reação) 2) associativo 3) enzimático 4) microheterogêneo
Especificidade da catálise reside no fato de que, na presença de um catalisador, o caminho ao longo do qual a reação geral ocorre muda, outros estados de transição são formados com diferentes energias de ativação e, portanto, a taxa da reação química também muda. reações.
o processamento da madeira é caro na produção, portanto, são utilizados catalisadores que aceleram o processo de transformação química, aumentam o rendimento do produto e reduzem a emissão de substâncias nocivas. vantagem do izp. catalisadores na medida em que não requerem grandes gastos.
Soluções- sistemas homogêneos (homogêneos), ou seja, cada um dos componentes é distribuído na massa do outro na forma de moléculas, átomos ou íons
O processo de interação entre um solvente e um soluto é chamado solução(se o solvente for água - hidratação).
A energia característica da dissolução é calor de formação solução, considerado como a soma algébrica dos efeitos térmicos de todas as etapas endo e exotérmicas do processo. Os mais significativos entre eles são: - processos de absorção de calor- destruição da rede cristalina, quebras de ligações químicas em moléculas; - processos de geração de calor- formação de produtos de interação de uma substância dissolvida com um solvente (hidratos), etc.
SOLVATOS, produtos da adição de um solvente a solutos. Normalmente, os solvatos são formados em solução, mas frequentemente (quando a solução é resfriada, o solvente evapora, etc.) obtido na forma de cristalino. fases solvatadas cristalinas.
Hidratos - produtos da adição de água a substâncias inorgânicas e orgânicas
