ตัวเร่งปฏิกิริยา
| English | ไทย |
|---|---|
| heterogeneous catalyst/ˌhetrəˈdʒiːnɪəs ˈkætəlɪst/ | ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบ heterogeneous |
| adsorption/ədˈsɔːpʃn/ | การดูดกลืน |
| desorption/dɪˈsɔːpʃn/ | การปลดปล่อย |
| surface area/ˈsɜːfɪs ˈeərɪə/ | พื้นที่ผิว |
| homogeneous catalyst/həˈməʊdʒnɪəs ˈkætəlɪst/ | ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบ homogeneous |
การเร่งปฏิกิริยาอีกครั้ง
- ตัวเร่งปฏิกิริยาแบ่งเป็น แบบเนื้อเดียวกัน (homogeneous) หรือ แบบต่างสภาพ (heterogeneous)
- แต่ละชนิดทำงานด้วยวิธีเฉพาะตัว
- ทั้งสองชนิดกลับมาอยู่ในสภาพเดิมที่ไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อสิ้นสุดปฏิกิริยา
ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบไม่同เนื้ออยู่ในสถานะทางกายภาพต่างจากสารตั้งต้น
เช่น ตัวเร่งปฏิกิริยาของแข็งพร้อมสารตั้งต้นที่เป็นก๊าซ
ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบต่างสภาพ
- อยู่ใน สถานะทางกายภาพที่แตกต่าง จากสารตั้งต้น (มักเป็นของแข็งร่วมกับแก๊ส) ทำงานในสามขั้นตอน:
- การดูดซับ (adsorption): โมเลกุลของสารตั้งต้นเกาะติดบนพื้นผิว
- พันธเคมีของพวกมันถูก อ่อนลง ทำให้เกิดปฏิกิริยากันได้ง่ายขึ้น
- การหลุดออก (desorption): ผลิตภัณฑ์ออกจากพื้นผิว
- ตัวอย่าง: เหล็ก (iron) ในกระบวนการ Haber; Pt/Pd/Rh ในตัวเปลี่ยนสภาพไอเสีย (catalytic converter)
ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบต่างสภาพทำงานด้วยการดูดซับ เกิดปฏิกิริยา แล้วหลุดออกบนพื้นผิว
ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบต่างสภาพอุตสาหกรรมทำเป็นเม็ดเล็ก ๆ รูปทรงต่างๆ แหวน และแผ่นกลม เพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวให้สารตั้งต้นเกาะติด
วิธีที่ตัวเร่งปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยา
เปิดตัวเร่งปฏิกิริยาแล้วดูอัตราการพุ่งสูงขึ้น — มันเพิ่มการชนที่มีประสิทธิภาพต่อวินาทีโดยให้เส้นทางที่มีพลังงานต่ำกว่า
ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบไม่ đồngเนื้อ:
ไม่ đồngเนื้อ = สถานะต่างกัน (เช่น ของแข็ง + ก๊าซ); สารตั้งต้นดูดซับ发生ปฏิกิริยา แล้วผลิตภัณฑ์คาย吸附ออก
เรียงลำดับขั้นตอนของตัวเร่งปฏิกิริยาแบบไม่ đồngเนื้อ
สารตั้งต้นดูดซับ พันธะที่อ่อนลง发生ปฏิกิริยา แล้วผลิตภัณฑ์คาย吸附ออก
ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบเนื้อเดียวกัน
- อยู่ใน สถานะทางกายภาพเดียวกัน กับสารตั้งต้น
- จะถูก ใช้ไปในขั้นตอนหนึ่งและถูกสร้างใหม่ในขั้นตอนถัดไป sehingga กลับมาอยู่ในสภาพเดิมที่ไม่เปลี่ยนแปลง
- ตัวอย่าง: NOₓ ช่วยในการออกซิเดชัน $\text{SO}_2$ ในบรรยากาศ; $\text{Fe}^{2+}/\text{Fe}^{3+}$ เร่งปฏิกิริยา $\text{I}^-$ + $\text{S}_2\text{O}_8^{2-}$
ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบ đồngเนื้อ:
đồngเนื้อ = สถานะเดียวกัน; เกิดปฏิกิริยาในขั้นตอนเดียวและถูกสร้างใหม่ในขั้นตอนถัดมา ดังนั้นจึงกลับคืนมาโดยไม่เปลี่ยนแปลง
ข้อใดคือตัวเร่งปฏิกิริยาแบบ đồngเนื้อ?
ไอออน Fe²⁺/Fe³⁺ ในน้ำอยู่ในสถานะเดียวกันกับไอออนที่发生ปฏิกิริยา — 同เนื้อ; เหล็กของแข็งและ Pt เป็น ไม่同เนื้อ
ตัวเร่งปฏิกิริยาสองประเภท
- ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบ ต่างสภาพ (Heterogeneous) (เฟสต่างกัน) ทำงานโดยการดูดซับสารตั้งต้นบนพื้นผิว
- ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบ เนื้อเดียวกัน (Homogeneous) (เฟสเดียวกัน) ทำงานผ่านสารกลาง
คุณเข้าใจแล้ว
- ต่างสภาพ (different state): การดูดซับ → พันธอ่อนลง → การหลุดออก (เช่น Fe ในกระบวนการ Haber, Pt/Pd/Rh ในตัวเปลี่ยนสภาพไอเสีย)
- เนื้อเดียวกัน (same state): ใช้ไปแล้ว ถูกสร้างใหม่ sehingga ไม่เปลี่ยนแปลง (เช่น $\text{Fe}^{2+}/\text{Fe}^{3+}$)