Co je katalyzátor a jak ovlivňuje chemickou reakci?

Katalyzátory hrají důležitou roli v chemických reakcích tím, že urychlují proces přeměny reaktantů na produkty. Samy se neúčastní reakce, ale mění rychlost jejího výskytu, snižují aktivační energii a vytvářejí příznivější podmínky pro interakci molekul.

Princip činnosti katalyzátorů je založen na tvorbě meziproduktů s molekulami činidel, což zvyšuje pravděpodobnost tvorby reakčních produktů. Katalyzátory mohou být heterogenní, když jsou v různých fázích s reaktanty, nebo homogenní, když jsou ve stejné fázi s reaktanty.

Použití katalyzátorů je rozšířené v mnoha oblastech chemie a průmyslu: od výroby plastů a léků až po čištění škodlivých emisí a syntézu užitečných látek. Mohou snížit náklady na energii a dobu procesu, stejně jako snížit odpad a zvýšit účinnost reakce.

Katalyzátory mají obrovský potenciál ve vývoji technologií šetrných k životnímu prostředí, které nabízejí alternativní způsoby výroby a snižují negativní dopady na životní prostředí. Výzkum, design a optimalizace katalyzátorů je aktivní oblastí vědeckého výzkumu, která otevírá nové příležitosti pro chemii a průmysl.

Význam katalyzátorů v chemii

Katalyzátory hrají důležitou roli v chemických reakcích, urychlují jejich průběh a šetří čas a energii. Podílejí se na mnoha procesech, od průmyslové výroby až po biochemické reakce v živých bytostech.

Hlavní funkcí katalyzátorů je snížit aktivační energii reakce. Toho je dosaženo vytvořením komplexu s výchozími materiály (substrátem) a urychlením reakce, což poskytuje účinnější srážky molekul. Katalyzátory nemění mapu energetického potenciálu reakce, umožňují změnu reakční cesty za vzniku konečného produktu. Katalyzátory tedy snižují teplotu a tlak reakce, což pomáhá snižovat náklady na energii.

Katalyzátory se používají v mnoha oblastech chemie. V průmyslu se používají k urychlení chemických procesů při výrobě různých produktů, jako jsou plasty, hnojiva, léčiva a paliva. Katalýza má významné výhody z hlediska úspory zdrojů, protože použití katalyzátorů snižuje množství použitých činidel a reakční dobu.

Velký význam pro životní prostředí mají také katalyzátory. Snižují emise škodlivých látek a znečištění životního prostředí, protože umožňují reakce při nižších teplotách a méně agresivních podmínkách. Kromě toho lze katalyzátory použít pro zpracování odpadu a likvidaci nebezpečných látek.

Význam katalyzátorů v chemii nelze přeceňovat. Hrály obrovskou roli v průmyslovém rozvoji tím, že snižovaly výrobní náklady a zefektivňovaly procesy. Kromě toho mají obrovský potenciál při řešení problémů životního prostředí a rozvoji opatření na ochranu životního prostředí.

Úloha katalyzátorů v chemických reakcích

Katalyzátory hrají důležitou roli v chemických reakcích, urychlují jejich průběh a snižují aktivační energii. Fungují tak, že mění reakční mechanismus a tvoří meziprodukty, čímž snižují energii potřebnou k zahájení reakce.

Princip činnosti katalyzátorů je založen na tvorbě komplexu s činidly a vytvoření aktivního centra, kde dochází k chemickým přeměnám. Katalyzátory mohou být homogenní a heterogenní. Homogenní katalyzátory jsou ve stejné fázi s reaktanty, zatímco heterogenní katalyzátory jsou v jiné fázi. Heterogenní katalyzátory jsou nejčastěji prezentovány ve formě povrchů s aktivními centry, na kterých dochází k reakcím.

Použití katalyzátorů v chemii je velmi rozšířené. Průmyslově se používají k výrobě různých chemikálií, včetně plastů, léků, hnojiv a dalších produktů. Katalyzátory nacházejí uplatnění také při syntéze nových látek, včetně léčiv a katalyzátorů pro vozidla s vnitřním spalováním.

• Zrychlení chemických reakcí;
• Snížená aktivační energie;
• Změna mechanismu reakce;
• Tvorba meziproduktů;
• Aplikace v průmyslu;
• Aplikace při syntéze nových látek.

Základní principy činnosti katalyzátoru

1. Aktivace činidel: Katalyzátory jsou schopny aktivovat slabě reagující činidla, což umožňuje rychlejší a efektivnější průběh chemických reakcí.

2. Snížená aktivační energie: Katalyzátory snižují aktivační energii chemické reakce, což umožňuje reaktantům projít stavem přechodu s nižší energií.

3. Zvýšená rychlost reakce: Katalyzátory zvyšují rychlost chemické reakce tím, že urychlují proces přenosu elektronů a stabilizují přechodový stav.

4. Regenerace: Katalyzátory mají schopnost přecházet z aktivních forem na neaktivní a zpět, aniž by se změnila jejich struktura, což umožňuje jejich opětovné použití v chemické reakci.

5. Selektivita: Některé katalyzátory mají schopnost ovlivňovat strukturu reakčního produktu, což je činí selektivními pro určité produkty.

Všechny tyto principy fungování katalyzátoru umožňují zlepšit kinetiku chemických reakcí, snížit náklady na jejich provádění a získat vyšší výtěžky reakčního produktu.

Aplikace katalyzátorů v různých oblastech

Katalyzátory hrají důležitou roli v mnoha oblastech chemie a používají se k umožnění reakcí, které by jinak probíhaly příliš pomalu nebo vůbec.

V průmyslu jsou katalyzátory široce používány pro urychlení chemických procesů a zvýšení účinnosti. Používají se při výrobě benzinu, plastů, hnojiv, syntetických materiálů, léčiv a mnoha dalších produktů.

Katalyzátory také hrají důležitou roli v environmentálních procesech. Mohou být použity k čištění odpadu, snížení emisí škodlivých látek nebo přesunutí nekontrolovaných reakcí do bezpečného stavu.

V biologii a medicíně plní katalyzátory funkce enzymů, které zajišťují biochemické reakce v těle. Enzymy katalyzují procesy trávení, metabolismu, rozmnožování a mnoho dalších důležitých funkcí těla.

Aplikace katalyzátorů v různých oblastech umožňuje zvýšit efektivitu procesu, snížit výrobní náklady a učinit chemické reakce stabilnější a bezpečnější.

Katalýza při rafinaci ropy

Jedním z hlavních katalyzátorů používaných při rafinaci ropy je platina. Platinové katalyzátory se používají v procesech hydrogenace a reformování, které zlepšují kvalitu ropy a produkují hodnotnější produkty, jako je benzín a nafta. Platinové katalyzátory jsou vysoce aktivní a stabilní, takže jsou ideální pro použití v průmyslu zpracování ropy.

Kromě platiny se při rafinaci ropy používají i další katalyzátory jako nikl, molybden a vanad. Jsou široce používány v procesech hydrozpracování, krakování a izomerizace, které zlepšují kvalitu ropných produktů a zvyšují jejich stabilitu.

Katalyzátory při rafinaci ropy mají mnoho výhod. Snižují teplotu a tlak reakcí, což pomáhá šetřit energii a snižovat náklady. Kromě toho katalyzátory zvyšují reakční rychlost a plněji přeměňují ropu na hodnotné produkty, díky čemuž je proces efektivnější a šetrnější k životnímu prostředí.

Použití katalyzátorů při rafinaci ropy je důležitou součástí moderního průmyslu rafinace ropy. Pomáhají při výrobě velkého množství hořlavých produktů, které jsou nedílnou součástí našeho každodenního života.

Katalýza ve výrobě plastů

Při výrobě plastů hrají důležitou roli katalyzátory. Urychlují chemické reakce a umožňují získat vysoce kvalitní plastové materiály.

V procesu výroby plastů se katalyzátory používají k aktivaci monomerů, které pak polymerují za vzniku dlouhých řetězců polymerů. Katalyzátory pomáhají urychlit tuto reakci a zvýšit její účinnost.

V závislosti na použitých monomerech a požadovaných vlastnostech plastu se při výrobě používají různé typy katalyzátorů. Některé katalyzátory jsou schopné polymerovat monomery při teplotě místnosti, zatímco jiné vyžadují zvýšenou teplotu a tlak.

Katalyzátory navíc umožňují měnit vlastnosti plastu, jako je pevnost, pružnost, průhlednost a tepelná odolnost. Použití různých katalyzátorů umožňuje výrobu různých typů plastů s různými vlastnostmi.

Plastový typ	Katalyzátor
Polyetylénové	Ziegler nikl
polypropylen	Kovové komplexní katalyzátory
Polyvinylchlorid	Olefinové katalyzátory

Použití katalyzátorů při výrobě plastů může snížit náklady na energii a zlepšit kvalitu výsledného materiálu. Katalyzátory podporují účinnější a udržitelnější reakce a také řídí vlastnosti plastů, což z nich činí nepostradatelné součásti v průmyslu.

Katalýza ve farmaceutickém průmyslu

Ve farmaceutickém průmyslu hrají katalyzátory důležitou roli v mnoha procesech souvisejících se syntézou a výrobou léčiv. Umožňují urychlit chemické reakce, snížit teplotu a tlak a také zvýšit výtěžnost cílového produktu.

Jedním z nejčastějších použití katalyzátorů ve farmaceutickém průmyslu je syntéza aminokyselin, ze kterých se pak vyrábějí různé léčivé látky. Katalyzátory umožňují efektivní přeměnu aminokyselin na aminokyseliny, což je důležitý krok v procesu syntézy léčiv.

Katalyzátory jsou také široce používány při syntéze heterocyklických sloučenin, které jsou také klíčovými složkami mnoha léčiv. Umožňují efektivně provádět cyklizaci, aminocyklizaci a další důležité kroky při syntéze heterocyklů.

Farmaceutický průmysl také aktivně využívá homogenní katalyzátory, které jsou rozpuštěny v reakčním médiu a udržovány v aktivní formě. To umožňuje dosáhnout vysokých reakčních rychlostí a získat vysoký výtěžek cílového produktu. Použití homogenních katalyzátorů umožňuje získat složité organické molekuly a provádět reakce s vysokou stereoselektivitou.

Aplikace katalyzátorů	Příklady drog
Acylace	Aspirin
Oxidační procesy	Atsanavir
Hydrogenace	Pentalgin

Katalyzátory tedy hrají klíčovou roli při syntéze léčiv, šetří čas a snižují výrobní náklady. Použití katalyzátorů ve farmaceutickém průmyslu pomáhá vyvíjet nové účinné léky a zlepšovat kvalitu stávajících léků.

Katalýza při výrobě hnojiv

Katalyzátory hrají důležitou roli při výrobě hnojiv tím, že urychlují chemické reakce a zefektivňují proces. Katalyzátory lze použít v různých fázích výroby hnojiv, od syntézy hlavních složek až po následné zpracování.

Jednou z klíčových fází výroby hnojiv je syntéza čpavku. Katalyzátory jako železo nebo nikl se používají k urychlení hlavní reakce syntézy amoniaku — přímé kombinace dusíku a vodíku. Tato reakce probíhá za vysokých teplot a tlaku a bez katalyzátoru je pomalá a neefektivní.

Kromě syntézy amoniaku se katalyzátory používají také při výrobě jiných hnojiv, jako jsou sloučeniny fosforu a draslíku. Například při výrobě fosfátových hnojiv lze použít katalyzátor na bázi křemíku nebo hliníku pro urychlení neutralizační reakce kyseliny fosforečné s amoniakem.

Katalyzátory také hrají důležitou roli při zpracování hnojiv po jejich syntéze. Například při výrobě dusíkatých hnojiv lze použít katalyzátor k odstranění zbytkového amoniaku a jeho přeměně na bezpečné sloučeniny.

Proces výroby hnojiva	Použité katalyzátory
Syntéza amoniaku	Železo, nikl
Syntéza fosfátových hnojiv	Silikon, hliník
Léčba dusíkatými hnojivy	Specializované katalyzátory

Použití katalyzátorů při výrobě hnojiv může snížit náklady na energii a suroviny a také zvýšit produktivitu a kvalitu produktů. Je to také přístup šetrnější k životnímu prostředí, protože katalyzátory umožňují reakce při nižších teplotách a tlacích, čímž se snižují emise škodlivých látek.

V důsledku použití katalyzátorů při výrobě hnojiv je možné zlepšit ekonomickou výkonnost podniků a snížit negativní dopady na životní prostředí, což činí tento proces efektivnější a udržitelnější.

Katalýza (termín poprvé zavedl švédský chemik Berzelius v roce 1835) je extrémně účinná metoda provádění chemických přeměn v průmyslu. V současnosti se až 90 % všech chemických produktů na světě vyrábí katalytickou metodou. Technický pokrok v chemickém, petrochemickém, ropném průmyslu a dalších průmyslových odvětvích do značné míry závisí na rozvoji katalýzy.

Katalýza je vícestupňový fyzikálně-chemický proces selektivní změny mechanismu a rychlosti termodynamicky možných chemických reakcí pomocí katalytické látky, která tvoří meziproduktové chemické sloučeniny s účastníky reakce.

Existuje pozitivní katalýza – zvýšení rychlosti reakce pod vlivem katalyzátor – a negativní katalýza, vedoucí ke snížení rychlosti chemické přeměny. Při pozitivní katalýze otevírá intermediární interakce reaktantů s katalyzátorem novou, energeticky výhodnější (tj. s nižší výškou energetické bariéry) ve srovnání s termolýzou reakční cestu (cestu). Při negativní katalýze je naopak rychlé a energeticky lehčí stadium chemické interakce potlačeno (inhibováno). Je třeba poznamenat, že termín „katalýza“ znamená především pouze pozitivní katalýzu.

Důležitým rysem katalýzy je, že katalyzátor si zachovává své složení jako výsledek intermediárních chemických interakcí s reagujícími látkami. Katalyzátor se nespotřebovává
v procesu katalýzy a nevyskytuje se ve stechiometrické rovnici celkové katalytické reakce. To znamená, že katalýza není spojena se změnou volné energie katalyzátoru, a proto katalyzátor nemůže ovlivnit termodynamickou rovnováhu chemických reakcí. V blízkosti rovnováhy katalyzátor urychluje stejně dopředné i zpětné reakce. Při vzdalování se od rovnovážného stavu nemusí být tato podmínka splněna.

Skutečnost, že se katalyzátor neúčastní stechiometrické reakční rovnice, neznamená, že jeho složení a vlastnosti jsou absolutně nezměněny. Vlivem činidel, nečistot, hlavních a vedlejších produktů reakcí, cirkulace a teploty katalyzátor vždy prochází fyzikálními a chemickými změnami. V tomto ohledu průmyslové katalytické procesy zahrnují výměnu, periodickou nebo kontinuální regeneraci katalyzátoru.

Dalším důležitým rysem katalýzy je specifičnost katalytického působení. Katalytickou aktivitu nelze považovat za univerzální vlastnost katalyzátoru. Mnoho katalyzátorů vykazuje katalytickou aktivitu ve vztahu k jedné nebo úzké skupině reakcí. Pro každou reakci je vhodné použít nejaktivnější a nejselektivnější katalyzátor.

Klasifikace katalýzy a katalytických reakcí. Na základě stavu agregace reaktantů a katalyzátoru se rozlišuje mezi homogenní katalýzou, kdy jsou reaktanty a katalyzátor ve stejné fázi, a heterogenní katalýzou, kdy katalytický systém zahrnuje několik fází. Při rafinaci ropy je heterogenní katalýza, zejména s pevným katalyzátorem, mnohem rozšířenější než katalýza homogenní.

Na základě povahy přechodné chemické interakce mezi reaktanty a katalyzátorem se katalýza obvykle dělí do následujících tří tříd:

1. hemolytická katalýza, kdy chemická reakce probíhá prostřednictvím homolytického mechanismu;
2. heterolytická katalýza – v případě heterolytické povahy intermediární interakce;
3. bifunkční (komplexní) katalýza, zahrnující oba typy chemické interakce.

Hodnota této klasifikace spočívá ve skutečnosti, že vlastnosti, které musí mít aktivní katalyzátor, určuje povaha mezilehlé chemické interakce, a nikoli agregovaný stav reakčního systému. Při homolytické katalýze tedy rozbití elektronových párů v reagující látce obvykle vyžaduje velké výdaje energie. Aby tepelný efekt, potažmo aktivační energie tohoto stupně nebyla příliš velká, musí současně s rozpadem elektronových párů docházet k tvorbě nových elektronových párů za účasti nepárových elektronů katalyzátoru.

Podle homolytické, převážně tzv. elektronické katalýzy dochází k reakcím redoxního typu (takové katalýze se proto často říká redoxní): hydrogenace, dehydrogenace, hydrogenolýza heteroorganických sloučenin ropy, oxidace a redukce při výrobě elementární síry, parní reformování uhlovodíků při výrobě vodíku, hydrogenaci oxidu uhelnatého na metan atd.

Přechodové kovy (s neplněnými d– nebo f-slupky) první podskupiny (Cu, Ag) a osmé skupiny (Fe, Ni, Co, Pt, Pd) periodického systému D.I. Mendělejeva, jejich oxidy a sulfidy, jejich směsi (nikl, molybdenany kobaltu, vanadičnany, wolframany, chromany), stejně jako karbonyly kovů atd.

Heterolytická, neboli tzv. iontová katalýza nastává při katalytických reakcích krakování, izomerizace, cyklizace, alkylace, dealkylace, polymerace uhlovodíků, dehydratace alkoholů, hydratace olefinů, hydrolýzy a mnoha dalších chemických a petrochemických procesů.

Katalyzátory pro iontové reakce zahrnují kapalné a pevné kyseliny a zásady (z tohoto důvodu se heterolytická katalýza často nazývá acidobazická): H₂SO₄,HF,HCl₁, H₃RO₄, H.N.O.₃, CH₃COOH, AlCl₃, BF₃,SbF₃, hliník, oxidy zirkonia, hlinitokřemičitany, zeolity, iontoměničové pryskyřice, alkálie atd.

Při technické katalýze (například v procesech katalytického reformování a hydrokrakování) se používají bifunkční katalyzátory sestávající z nosiče kyselého typu (oxid
hliník, hlinitokřemičitany promované halogeny, zeolit ​​atd.) s naneseným kovem – katalyzátorem hemolytických reakcí (Pt, Pd, Co, Ni, Mo atd.).

Heterogenní katalyzátory. Termín „heterogenní katalyzátor“ obvykle znamená pevný katalyzátor, který našel primární použití v katalytických procesech chemické technologie.

Heterogenní katalyzátory musí splňovat určité požadavky technologie katalytického procesu, z nichž hlavní jsou následující:

1. vysoká katalytická aktivita;
2. dostatečně vysoká selektivita (selektivita) ve vztahu k cílové reakci;
3. vysoká mechanická pevnost vůči tlaku, nárazu a oděru;
4. dostatečná stabilita všech vlastností katalyzátoru po celou dobu jeho provozu a schopnost je obnovit pomocí jedné nebo druhé regenerační metody;
5. snadná příprava zajišťující reprodukovatelnost všech vlastností katalyzátoru;
6. optimální tvar a geometrické rozměry, které určují hydrodynamické charakteristiky reaktoru;
7. nízké ekonomické náklady na výrobu katalyzátoru.

Splnění těchto požadavků je dosaženo především vývojem složení a způsobu výroby katalyzátoru.

Aktivita katalyzátoru je určena specifickou rychlostí dané katalytické reakce, tj. množstvím produktu vytvořeného za jednotku času na jednotku objemu katalyzátoru nebo reaktoru.

V naprosté většině případů dochází v přítomnosti daného katalyzátoru kromě hlavní reakce k řadě vedlejších paralelních nebo sekvenčních reakcí. Podíl zreagovaných výchozích materiálů k vytvoření cílových produktů charakterizuje selektivitu katalyzátoru. Závisí nejen na povaze katalyzátoru, ale také na parametrech katalytického procesu, takže je třeba jej přisuzovat určitým reakčním podmínkám. Selektivita také závisí na termodynamické rovnováze. Při rafinaci ropy se selektivita někdy běžně vyjadřuje jako poměr výtěžků cíle a vedlejších produktů, například benzín/plyn, benzín/koks nebo benzín/plyn + koks.

Stabilita je jedním z nejdůležitějších ukazatelů kvality katalyzátoru, charakterizuje jeho schopnost udržet si svou aktivitu v čase. Závisí na tom stabilita provozu zařízení, délka jejich generální opravy, technologické provedení, spotřeba katalyzátoru, materiálové a ekonomické náklady, ekologické otázky a technicko-ekonomické otázky.
indikátory procesu atd.

Při dlouhodobém provozu procházejí katalyzátory s určitou intenzitou fyzikálními a chemickými změnami, které vedou ke snížení nebo ztrátě jejich katalytické aktivity (někdy i selektivity), tj. katalyzátory podléhají fyzikální a chemické deaktivaci.

Fyzikální deaktivace (spékání) katalyzátoru nastává vlivem vysoké teploty (u některých katalytických procesů) a vodní páry a při jeho transportu a cirkulaci. Tento proces je doprovázen poklesem měrného povrchu jak nosiče katalyzátoru (matrice), tak aktivní složky (v důsledku rekrystalizace – koalescence naneseného kovu se ztrátou disperze).

Chemická deaktivace katalyzátoru je určena:

1. otrava jeho aktivních center určitými nečistotami obsaženými v surovině, nazývanými jed (například sloučeniny síry v případě katalyzátorů reformingu hliníku a platiny);
2. blokování jeho aktivních center uhlíkovými usazeninami (koks) nebo organokovovými sloučeninami obsaženými v ropných surovinách.

Podle toho, zda se po regeneraci katalyzátoru katalytická aktivita obnoví nebo neobnoví, se rozlišuje vratná a nevratná deaktivace, resp. Však
I v případě reverzibilní deaktivace katalyzátor nakonec stárne a musí být odstraněn z reaktoru.

Heterogenní katalyzátory se zřídka používají ve formě jednotlivých látek a zpravidla obsahují nosič a různé přísady zvané modifikátory. Účely jejich zavedení jsou různé: zvýšení aktivity katalyzátoru (promotorů), jeho selektivity a stability, zlepšení mechanických a strukturních vlastností. Fázové a strukturní modifikátory stabilizují aktivní fázi a porézní strukturu povrchu katalyzátoru.

Ve směsných katalyzátorech, kde jsou složky ve srovnatelném množství (například v katalyzátorech hliník-kobalt nebo hliník-nikl-molybden pro hydrorafinaci ropných surovin), nové, aktivnější sloučeniny, jejich pevný roztok v hlavní složce nebo vícefázové systémy s může se vytvořit specifický katalytický efekt. Co nebo Ni tedy jednotlivě mají vysokou de- a hydrogenační aktivitu, ale jsou extrémně citlivé na jedovatý účinek sloučenin síry. Mo je ve vztahu k této reakci neaktivní, ale má vysokou afinitu ke sloučeninám síry. Katalyzátory, ve kterých jsou současně přítomny Mo a Co nebo Ni v optimálních poměrech, jsou velmi účinné při hydrogenolýzních reakcích síry a dalších heteroorganických sloučenin ropných surovin.

Neméně důležitá je úloha nosičů pro heterogenní katalyzátory, zejména v případě drahých kovových katalyzátorů (Pt, Pd, Ni, Co, Ag). Volbou nosiče se dosáhne požadované porézní struktury, specifického povrchu, mechanické pevnosti a tepelné odolnosti. Jako nosiče se používají oxidy hliníku, hlinitokřemičitany, oxidy chrómu nebo křemíku, aktivní uhlí, pemza, křemelina a další přírodní a syntetické materiály. Role nosičů pro bifunkční katalyzátory byla zmíněna výše.

Zvláštní třídu představují aluminosilikátové katalyzátory obsahující zeolit ​​pro krakování ropných surovin. Hlavní roli v nich hrají krystalické zeolity, které mají rámovou strukturu s poměrně velkými voštinovitými dutinami, které jsou propojeny malými okénky spojujícími dutiny mezi sebou. V 1 g zeolitu je asi 1020 dutin a 800 m2 povrchu schopného výměny iontů za kovy. Zeolity jsou dispergovány v amorfní matrici, která působí jako nosič s velkými póry a při krakování podporuje primární rozklad vysokomolekulární ropné suroviny a tím připravuje surovinu pro následné sekundární reakce na zeolitu.

Velký vliv na kvalitu katalyzátoru má způsob jeho přípravy. Protože katalytická reakce probíhá na povrchu, je vhodné získat katalyzátor s maximálně vyvinutým povrchem s velkým počtem pórů. Pro různé reakce mohou být optimální úzké nebo naopak širší póry a také jejich kombinace. Neméně důležitý je tvar a velikost zrn katalyzátoru – na tom závisí specifická produktivita, hydraulický odpor vrstvy katalyzátoru a konstrukce reakčního zařízení (se stacionárním, pohyblivým nebo fluidním ložem katalyzátoru). Kromě toho aktivita samotné povrchové jednotky katalyzátoru závisí nejen na jejím chemickém složení, ale také na způsobu její přípravy.

Teorie heterogenní katalýzy. V současné době stále neexistuje jediná a obecně uznávaná teorie katalýzy. V různých dobách výzkumníci z řady zemí navrhovali vzájemně se doplňující dílčí teorie založené na různých fyzikálně-chemických aspektech katalytického působení. Lze je rozdělit do dvou skupin:

1. teorie, které prosazují převládající roli v katalýze fyzikálních, především adsorpčních, vlastností katalyzátoru;
2. teorie založené na chemickém přístupu k podstatě katalytického působení.

Do první skupiny patří tzv. teorie adsorpční katalýzy s následujícími typy adsorpce:

• bodová (jednostředová) adsorpce na homogenních a nehomogenních površích (I. Langmuir, H. S. Taylor, S. Z. Roginsky, Ya. B. Zeldovich, M. I. Temkin aj.);
• multicentrická adsorpce (multipletová teorie A. A. Balandina (princip geometrické korespondence) a teorie aktivních souborů N. I. Kobozeva).

Do druhé skupiny patří:

• rané teorie intermediárních chemických sloučenin (D. I. Mendělejev, P. Sabatier, N. D. Zelinsky, V. N. Ipatiev);
• elektronická teorie katalýzy (F. F. Volkenshtein);
• princip energetické korespondence s multipletovou teorií A. A. Balandina;
• moderní fyzikálně-chemická teorie heterogenní katalýzy G.K.

Je třeba poznamenat, že při katalýze jsou stejně důležité jak fyzikální, tak chemické principy katalytického působení. Bez znalosti chemické podstaty (tj. „chemie“) je tedy katalýza nemožná
vědecky podložený výběr typu a chemického složení katalyzátoru. A kinetický popis katalytické reakce na daném katalyzátoru je nemožný bez znalosti zákonitostí fyzikálních (přesněji fyzikálně chemických) procesů probíhajících na fázovém rozhraní, například adsorpčních (chemisorpčních) procesů.

TECHNOLOGIE A ZAŘÍZENÍ PRO ZPRACOVÁNÍ ROPY A PLYNU, S. A. Achmetov, T. P. Serikov, I. R. Kuzeev, M. I. Bayazitov, 2006