Levchenkov S.I. Xúc tác và xúc tác Xúc tác axit và bazơ

Một số lượng lớn các enzym đã có ở đầu thế kỷ 20 đã đặt ra câu hỏi về danh pháp và phân loại của các enzym trước các nhà nghiên cứu. Một tính năng đặc biệt của enzym vào đầu thế kỷ 20 là "aza" kết thúc, được sử dụng bằng cách thêm nó trước vào tên của cơ chất (amylum-tinh bột-amylase), sau đó là tên của phản ứng ( dehydrogenation-dehydrogenase). Được thành lập bởi Liên minh các nhà hóa học và sinh học quốc tế, Ủy ban về enzym (CF) đã phát triển các nguyên tắc cơ bản về phân loại và danh pháp của enzym, được thông qua vào năm 1961. Việc phân loại dựa trên loại phản ứng được xúc tác bởi enzym. Tất cả các enzym trên cơ sở này được chia thành 6 lớp, mỗi lớp có một số phân lớp.

1.Oxidoreductase - enzim xúc tác phản ứng khử hoặc phản ứng oxi hóa. Ví dụ, alcohol dehydrogenase, một loại enzyme oxy hóa rượu etylic thành acetaldehyde. Một loại enzyme thứ hai được gọi là aldehyde dehydrogenase sau đó chuyển acetaldehyde thành acetyl CoA. Các chất oxy hóa thường yêu cầu sự tham gia của các đồng yếu tố đóng vai trò chất nhận hydro trung gian trong ví dụ dưới đây, đây là NAD +.

Oxidaza - một loại chất oxy hóa. Đây là tên của các enzym sử dụng oxy làm chất nhận hydro cuối cùng. Một ví dụ là glucose oxidase, oxy hóa glucose thành axit gluconic . FAD đóng vai trò là chất nhận hydro trung gian.

2. các cụm từ chuyển ngữ - enzym chuyển các nhóm chức năng từ phân tử cho sang phân tử nhận. Một ví dụ là methyltransferase, chuyển nhóm methyl từ S-adenosylmethionine đến bất kỳ chất nhận nào. Hình dưới đây là phản ứng được xúc tác bởi catechol-O-methyltransferase, một loại enzyme tham gia vào quá trình chuyển hóa chất dẫn truyền thần kinh epinephrine và norepinephrine. .

Một ví dụ rất quan trọng khác của transferase là các enzym xúc tác chuyển nhóm amin của transaminase.

Transaminase sử dụng một axit amin làm chất cho nhóm amin, mà chúng chuyển đến axit β-keto, chuyển đổi axit amin - chất cho thành axit β-keto và tương ứng là chất nhận axit keto thành axit amin. Điều này được sử dụng để chuyển đổi lẫn nhau của một số axit amin và cho phép các axit amin đi vào con đường trao đổi chất của carbohydrate hoặc lipid.

Các transferase, thường được đề cập đến trong hóa sinh, là các kinaza xúc tác chuyển photphat từ phân tử ATP năng lượng cao đến chất nền. Có rất nhiều kinase đóng vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất của tế bào.

3. Hydrolaza-enzyme xúc tác phản ứng thủy phân sinh học. Chúng phá vỡ liên kết cộng hóa trị. gắn các phần tử của nước tại vị trí vỡ. Lipase, phosphatase, acetylcholinesterase và protease là tất cả các ví dụ về enzym thủy phân.

4. Lyases (desmolases)–Enzyme xúc tác phân hủy các liên kết C-C, C-O và C-N theo cách không thủy phân với sự hình thành các liên kết đôi. Một ví dụ là enzym DOPA decarboxylase, là một enzym quan trọng trong việc tổng hợp các amin sinh học epinephrine và norepinephrine.

5. Isomerase- các enzym xúc tác sự sắp xếp lại nội phân tử. Trong trường hợp này, có sự chuyển đổi giữa các đồng phân hình học và vị trí quang học. Epimerase và racemase là những ví dụ về loại enzym này.

6. Dây buộc xúc tác hình thành liên kết C-O, C-S, C-N hoặc C-C sử dụng năng lượng của quá trình thủy phân ATP. Phosphat có thể liên kết cộng hóa trị với sản phẩm phản ứng.

Ủy ban Enzyme cũng đề xuất các nguyên tắc của danh pháp enzyme. Bạn nên sử dụng một danh pháp có hệ thống và hoạt động. Danh pháp hệ thống dựa trên nguyên tắc tương tự như để phân loại - loại phản ứng có xúc tác. Thoạt nhìn, những cái tên đồng thời trở nên rườm rà, nhưng từ cái tên sẽ thấy rõ tác dụng của enzyme. Tên bao gồm hai phần: tên của các thành phần tham gia phản ứng (tùy thuộc vào lớp, đây có thể là cơ chất, chất nhận trung gian) và loại phản ứng có xúc tác với đuôi là "aza".

Mỗi enzym nhận được một mã số - mật mã enzym cụ thể, phản ánh vị trí của nó trong phân loại: chữ số đầu tiên đặc trưng cho lớp của enzym, chữ số thứ hai - phân lớp và phân lớp con thứ ba. Mỗi phân lớp con là một danh sách các enzym. Số thứ tự của enzym trong danh sách này là chữ số thứ tư của mã. Hình 1-1 cho thấy mã của creatine phosphokinase - KF 2.7.3.2. Enzyme này xúc tác phản ứng phosphoryl hóa creatine. Tên hệ thống của enzym ATP là creatine phosphotransferase. Tên hoạt động của enzym này là creatine kinase hoặc creatine phosphokinase

NS là 2-1. Mã của creatine phosphokinase và vị trí của enzyme trong phân loại enzyme

Giới thiệu

1. Các quy định và luật chung về xúc tác

2. Xúc tác đồng thể

3. Xúc tác axit và bazơ

4. Phản ứng xúc tác đồng thể xúc tác bởi các hợp chất phức tạp

5. Xúc tác enzym

6. Xúc tác không đồng nhất

Phần kết luận

Danh sách các nguồn được sử dụng

Giới thiệu

Xúc tác là hiện tượng thay đổi tốc độ phản ứng khi có mặt chất xúc tác. Các phản ứng có sự tham gia của chất xúc tác được gọi là sự xúc tác. Các chất làm tăng tốc độ của một phản ứng hóa học, trong khi vẫn không thay đổi do kết quả của phản ứng tổng thể, được gọi là chất xúc tác.

Có nhiều loại chất xúc tác khác nhau và nhiều cơ chế hoạt động khác nhau của chúng. Chất xúc tác trải qua các chu kỳ trong đó lần đầu tiên nó liên kết, sau đó tái sinh, liên kết lại, và cứ thế lặp đi lặp lại. Chất xúc tác cho phép phản ứng tiến hành theo một con đường khác và với tốc độ cao hơn so với tốc độ xảy ra trong trường hợp không có chất xúc tác. Tốc độ có thể được tăng lên bằng cách giảm năng lượng kích hoạt, tăng hệ số cấp số nhân hoặc cả hai.

Chất xúc tác đồng thời tăng tốc cả phản ứng thuận và nghịch, do đó hằng số cân bằng của phản ứng chung không thay đổi. Nếu không đúng như vậy, thì có thể thiết kế một cỗ máy chuyển động vĩnh viễn sử dụng chất xúc tác để tái tạo vật chất

1. Các quy định và luật chung về xúc tác

Chất xúc tác được phân thành đồng nhất và không đồng nhất. Chất xúc tác đồng thể ở cùng pha với các chất phản ứng, chất xúc tác dị thể tạo thành một pha độc lập được ngăn cách bởi bề mặt phân cách với pha chứa các chất phản ứng. Axit và bazơ là những chất xúc tác đồng nhất điển hình. Kim loại, oxit và sulfua của chúng được sử dụng làm chất xúc tác dị thể.

Các phản ứng cùng loại có thể tiến hành với cả xúc tác đồng thể và dị thể. Vì vậy, cùng với dung dịch axit, người ta dùng chất rắn Al 2 O 3, TiO 2, ThO 2, aluminosilicat, zeolit ​​có tính axit. Xúc tác dị thể có tính bazơ: CaO, BaO, MgO.

Theo quy luật, các chất xúc tác dị thể có bề mặt rất phát triển, chúng được phân bố trên chất mang trơ ​​(silica gel, alumin, than hoạt tính, v.v.).

Đối với mỗi loại phản ứng, chỉ một số chất xúc tác nhất định mới có hiệu quả. Ngoài các chất xúc tác axit-bazơ đã nêu, còn có các chất xúc tác oxy hóa-khử; chúng được đặc trưng bởi sự có mặt của kim loại chuyển tiếp hoặc hợp chất của nó (Co +3, V 2 O 5 +, MoO 3). Trong trường hợp này, xúc tác được thực hiện bằng cách thay đổi trạng thái oxi hóa của kim loại chuyển tiếp.

Nhiều phản ứng được thực hiện bằng cách sử dụng chất xúc tác hoạt động thông qua sự phối trí của các chất phản ứng tại một nguyên tử hoặc ion kim loại chuyển tiếp (Ti, Rh, Ni). Loại xúc tác này được gọi là xúc tác khu trú.

Nếu chất xúc tác có đặc tính bất đối xứng, thì sản phẩm hoạt động quang học sẽ thu được từ chất nền không hoạt động quang học.

Trong khoa học và công nghệ hiện đại, các hệ thống gồm một số chất xúc tác thường được sử dụng, mỗi chất xúc tác sẽ tăng tốc các giai đoạn khác nhau của phản ứng. Chất xúc tác cũng có thể làm tăng tốc độ của một giai đoạn của chu trình xúc tác được thực hiện bởi một chất xúc tác khác. Tại đây diễn ra quá trình “xúc tác xúc tác” hay còn gọi là xúc tác bậc hai.

Enzim đóng vai trò chất xúc tác trong các phản ứng sinh hóa.

Chất xúc tác cần được phân biệt với chất khơi mào. Ví dụ, peroxit phân hủy thành các gốc tự do, có thể bắt đầu các phản ứng dây chuyền triệt để. Chất khởi đầu bị tiêu hao trong quá trình phản ứng, vì vậy chúng không thể được coi là chất xúc tác.

Chất ức chế đôi khi bị nhầm tưởng là chất xúc tác tiêu cực. Nhưng chất ức chế, ví dụ, phản ứng dây chuyền gốc, phản ứng với các gốc tự do và không giống như chất xúc tác, không tồn tại. Các chất ức chế khác (chất độc xúc tác) liên kết với chất xúc tác và vô hiệu hóa nó; đây là nơi diễn ra quá trình ức chế xúc tác, không phải xúc tác tiêu cực. Về nguyên tắc, xúc tác âm là không thể: nó sẽ cung cấp một con đường chậm hơn cho phản ứng, nhưng phản ứng, tự nhiên, sẽ theo một con đường nhanh hơn, trong trường hợp này là không có xúc tác.

Chất xúc tác có thể là một trong những sản phẩm của phản ứng. Trong trường hợp này, phản ứng được gọi là tự xúc tác, và bản thân hiện tượng được gọi là tự xúc tác. Ví dụ, khi oxi hóa Fe 2+ bằng Mn0 4

5Fe 2+ + Mn0 4 - + 8H + = 5Fe 3+ + Mn 2+ + 4H 2 0

ion Mn 2+ tạo thành xúc tác quá trình phản ứng.

Phản ứng xúc tác là cực kỳ phổ biến trong tự nhiên. Đáng ngạc nhiên nhất trong số này là các phản ứng với các enzym xúc tác cho nhiều phản ứng trong cơ thể sống. Chất xúc tác được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Sản xuất axit nitric và sulfuric, amoniac, sản xuất cao su tổng hợp, v.v. là không thể nếu không có phản ứng xúc tác. Các chất xúc tác được sử dụng trong sản xuất dược chất: phenacetin, guaiacol, dẫn xuất halogen của hợp chất thơm,… Chất xúc tác là Mn (IV) oxit, Ni, Co, Fe, A1C1 3, TeCl 3.

Phân biệt giữa xúc tác đồng nhất và không đồng nhất, nhưng đối với bất kỳ chất nào trong số chúng, các quy luật chính như sau:

1. Chất xúc tác tích cực tham gia vào hoạt động cơ bản của phản ứng, tạo thành hợp chất trung gian với một trong những chất tham gia phản ứng, hoặc một phức chất hoạt hóa với tất cả các chất tham gia phản ứng. Sau mỗi hành động sơ cấp, nó được tái sinh và có thể tương tác với các phân tử mới của chất phản ứng.

2. Tốc độ của phản ứng xúc tác tỉ lệ với khối lượng chất xúc tác.

3. Chất xúc tác có tác dụng chọn lọc. Anh ta có thể thay đổi tốc độ của một phản ứng và không ảnh hưởng đến tốc độ của phản ứng khác.

4. Chất xúc tác cho phép phản ứng tiến hành theo một con đường khác và với tốc độ cao hơn so với phản ứng khi không có chất xúc tác.

Tốc độ có thể được tăng lên bằng cách giảm năng lượng kích hoạt, tăng hệ số cấp số nhân hoặc cả hai. Ví dụ, sự phân hủy nhiệt của acetaldehyde CH 3 CHO CH 4 + CO được xúc tác bởi hơi iốt, làm giảm năng lượng hoạt hóa ~ 55 kJ / mol. Sự sụt giảm này làm cho hằng số tỷ giá tăng lên khoảng 10.000.

5. Chất xúc tác không ảnh hưởng đến vị trí cân bằng nhiệt động. Nó làm thay đổi tốc độ của cả phản ứng tiến và lùi ở cùng một mức độ.

6. Với việc bổ sung một số chất được gọi là chất xúc tiến, hoạt tính của chất xúc tác tăng lên; việc bổ sung các chất ức chế làm giảm tốc độ phản ứng.

2. Xúc tác đồng thể

Trong xúc tác đồng thể, chất xúc tác là một phân tử hoặc ion trong dung dịch đồng nhất. Trong trường hợp xúc tác đồng thể, chất xúc tác và tất cả các chất phản ứng tạo thành một pha chung.

Giả thiết chính của lý thuyết về xúc tác đồng thể là ý tưởng rằng trong quá trình phản ứng các hợp chất trung gian không bền của chất xúc tác với chất phản ứng được hình thành, sau đó phân hủy với sự tái sinh của chất xúc tác:

A + B + K = (A-B-K) * D + K

Tốc độ của phản ứng này

v = k nNS MỘTNS NSNS K

tỷ lệ với nồng độ chất xúc tác và hằng số tốc độ tuân theo phương trình Arrhenius. Phản ứng này có thể diễn ra trong hai giai đoạn:

xúc tác đồng nhất axit không đồng nhất

Trong trường hợp này, có thể xảy ra hai trường hợp. Trong giai đoạn đầu, tốc độ phân hủy của phức chất thành chất xúc tác và sản phẩm ban đầu cao hơn nhiều so với tốc độ của giai đoạn thứ hai, trong đó sản phẩm cuối cùng được tạo thành. Do đó, nồng độ của phức, được gọi là phức Arrhenius trong loại xúc tác này, là thấp. Trong trường hợp thứ hai, tốc độ phân hủy của phức chất tương xứng với tốc độ của giai đoạn thứ hai. Nồng độ của phức chất trung gian là đáng kể và ở trạng thái tĩnh. Các phức chất kiểu này được gọi là phức chất Van't Hoff.

Chúng ta hãy xem xét trường hợp thứ hai, như một trường hợp điển hình hơn, chi tiết hơn. Vì hợp chất trung gian AA ở trạng thái cân bằng với các nguyên liệu ban đầu, tốc độ của phản ứng thuận (v 1) và phản ứng nghịch (v 2) (1) phải bằng nhau. Sau khi biên soạn các phương trình động học cho chúng, chúng tôi nhận được:

ở đâu (với Đến"-- với AK") - nồng độ của chất xúc tác chưa phản ứng; với MỘT,với AK"-- nồng độ cân bằng của chất A và hợp chất trung gian AA tương ứng.

Từ (2) ta tìm được nồng độ của hợp chất trung gian:

Tổng tốc độ của toàn bộ quá trình (v) được xác định bằng tốc độ của giai đoạn chậm nhất, trong trường hợp này là giai đoạn thứ hai. sau đó

Thay vào (4) nồng độ của chất trung gian (3), chúng ta nhận được:

Phương trình (5) chỉ ra khả năng tồn tại hai chế độ giới hạn:

Trong cả hai trường hợp, tốc độ phản ứng tỷ lệ thuận với nồng độ chất xúc tác, nhưng thứ tự của phản ứng đối với các nguyên liệu ban đầu là khác nhau. Trong trường hợp đầu tiên, nó bằng hai và trong trường hợp thứ hai - bằng một. Bên ngoài các chế độ giới hạn, thứ tự phản ứng sẽ là phân số.

Một ví dụ về xúc tác đồng thể là phản ứng nhiệt phân hủy axetanđehit CH 3 CO CH 4 + CO, xúc tác bởi hơi iot. Trong trường hợp không có hơi iốt E Một= 191,0 kJ / mol, với sự có mặt của chúng E Một= 136,0 kJ / mol. Hằng số tỷ giá tăng lên một hệ số 10.000. Điều này là do phản ứng diễn ra trong hai giai đoạn:

CH 3 SOH + I 2 = CH 3 I + HI + CO

CH 3 I + HI = CH 4 + I 2

Năng lượng hoạt hóa của mỗi giai đoạn nhỏ hơn năng lượng hoạt hóa của phản ứng không có xúc tác.

Xúc tác đồng thể bao gồm nhiều phản ứng axit-bazơ, phản ứng tạo phức, phản ứng oxy hóa khử, nhiều phản ứng hydro hóa, sunfua hóa, v.v.

3. Xúc tác axit và bazơ

Axit và bazơ trong nhiều phản ứng thực hiện các chức năng của chất xúc tác, tức là tham gia phản ứng, bản thân chúng không bị tiêu hao (phản ứng thủy phân, alkyl hóa, este hóa, v.v. Có ba loại xúc tác axit-bazơ:

1) xúc tác axit (bazơ) cụ thể, trong đó ion H + hoặc OH - tương ứng đóng vai trò xúc tác;

2) xúc tác axit chung (bazơ), được thực hiện bởi bất kỳ chất cho proton nào (chất nhận);

3) xúc tác electrophin (ưa nucleophin), được thực hiện bởi axit và bazơ Lewes.

Tỷ lệ đơn hàng đầu tiên không đổi kđối với phản ứng trong dung dịch đệm có thể là một hàm tuyến tính của [H +], [OH -], [HA], [A -], tức là:

k = k 0 + k 1 [H +] + k 2 [OH -] + k 3 [HA] + k 4 [A -]

Trong biểu thức này k 0 - hằng số tốc độ bậc nhất khi không có tất cả các ion xúc tác: [H +], [OH -], [HA], [A -], a k t - hệ số xúc tác.

Nếu chỉ có k 1 [H +] đóng một vai trò đáng kể thì phản ứng đó biểu hiện như một sự xúc tác cụ thể của các ion hydro. Nếu thuật ngữ này chiếm ưu thế k 3 [HA], phản ứng được cho là phụ thuộc vào xúc tác axit nói chung. Nếu thuật ngữ này chiếm ưu thế k 4 [A -], người ta nói rằng phản ứng chịu tác dụng của xúc tác cơ bản chung.

Đối với xúc tác axit-bazơ cụ thể khi tốc độ phản ứng không xúc tác thấp (k 0 = 0) có thể được biểu diễn dưới dạng logarit:

Đối với các dung dịch có tính axit:

Đối với các dung dịch kiềm:

Các phương trình chỉ ra rằng đối với xúc tác axit-bazơ cụ thể, logarit của hằng số tốc độ phụ thuộc tuyến tính vào pH của môi trường.

Cơ chế của hoạt động xúc tác của các ion hydro là một hợp chất trung gian của một proton và một phân tử của chất ban đầu được hình thành. Do quá trình này, các liên kết hóa học có trong chất ban đầu bị nới lỏng, năng lượng hoạt hóa giảm, sau đó dạng proton hóa BH + bị phân hủy thành sản phẩm phản ứng và chất xúc tác.

4. Phản ứng xúc tác đồng thể xúc tác bởi các hợp chất phức tạp

Các phản ứng khử, hiđro hoá, oxi hoá, đồng phân hoá, phản ứng trùng hợp trong điều kiện công nghiệp được thực hiện khi có mặt xúc tác - các hợp chất phức tạp (các ion kim loại nhóm VIII của bảng tuần hoàn Fe, Co, Ni, Ru, cũng như Cu, Fg , Hg, Cr, Mn). Bản chất của hoạt động xúc tác là các ion kim loại đóng vai trò là chất cho hoặc chất nhận electron. Tương tác hóa học giữa các phân tử phản ứng phối hợp xung quanh ion kim loại trung tâm được tạo điều kiện thuận lợi bởi sự phân cực của các phân tử và sự giảm năng lượng của các liên kết riêng lẻ. Ion kim loại trung tâm hoạt động như một cầu nối tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình chuyển đổi điện tử giữa các phân tử phản ứng.

Hoạt tính xúc tác của ion kim loại phụ thuộc vào năng lượng liên kết của ion đó với những người tham gia phản ứng. Nếu năng lượng liên kết cao hoặc thấp thì ion kim loại thể hiện hoạt tính xúc tác yếu. Trong trường hợp đầu tiên, các ion kim loại liên kết mạnh với các phân tử phản ứng đến mức chúng bị loại bỏ khỏi phản ứng. Trong trường hợp thứ hai, các phân tử phản ứng không thể thay thế các phối tử khác có trong dung dịch. Các phức chất bão hòa phối trí thu được không phải là chất xúc tác hoạt động.

Do có nhiều khả năng trong việc điều chỉnh thành phần của các chất xúc tác phức tạp, người ta có thể mô phỏng một số phản ứng liên quan đến các enzym có chứa các ion của các nguyên tố nhóm VIII.

5. Xúc tác enzym

Enzyme là chất xúc tác tuyệt vời nhất. Chúng có liên quan đến nhiều phản ứng trong cơ thể sống, và do đó chúng thường được gọi là chất xúc tác sinh học. Xúc tác enzym là một hiện tượng phức tạp hơn so với xúc tác thông thường. Tính tổ chức cao của các quá trình xúc tác enzym được xác định bởi tính đặc thù của sự tương tác trong cơ thể sống liên quan đến sự kết hợp đặc biệt giữa cấu trúc phân tử của enzym và cơ chất, được gọi là chất phản ứng trong các phản ứng enzym.

Enzyme là protein, tức là gồm các axit amin liên kết với nhau bằng liên kết peptit. Phân tử enzyme có xen kẽ các nhóm phân cực COOH, NH 2, NH, OH, SH, v.v., cũng như các nhóm kỵ nước. Cấu trúc cơ bản của enzym là do trật tự xen kẽ của các axit amin khác nhau. Kết quả của chuyển động hỗn loạn nhiệt, đại phân tử enzyme uốn cong và cuộn lại thành những quả bóng lỏng lẻo. Tương tác giữa các phân tử xảy ra giữa các phần riêng lẻ của chuỗi polypeptit, dẫn đến sự hình thành các liên kết hydro. Cấu trúc bậc hai của enzym xuất hiện ở dạng môi trường lỏng. Đối với mỗi enzym, cấu trúc bậc hai khá xác định. Trung tâm xúc tác tích cực của enzim bao gồm các nhóm định hướng các phân tử cơ chất ở một vị trí nhất định. Trung tâm hoạt động giống như một ma trận, trong đó một phân tử của một cấu trúc nhất định có thể đi vào. Cơ chế của xúc tác enzym bao gồm sự tương tác của các trung tâm hoạt động của enzym với cơ chất với sự hình thành phức hợp enzym-cơ chất, sau đó trải qua một số biến đổi, kết quả là sản phẩm phản ứng xuất hiện. Mỗi giai đoạn trung gian được đặc trưng bởi năng lượng hoạt hóa thấp hơn, góp phần vào sự tiến triển nhanh chóng của phản ứng. Điều này giải thích cho hoạt động cao của các enzym.

Enzyme được chia thành các lớp tùy thuộc vào loại phản ứng mà chúng xúc tác: oxidoreductases (xúc tác phản ứng oxy hóa khử), transferase (xúc tác chuyển các nhóm hóa học từ hợp chất này sang hợp chất khác), hydrolase (xúc tác phản ứng thủy phân), lyases (phá vỡ các liên kết khác nhau), isomerase (thực hiện biến đổi đồng phân), ligase (xúc tác phản ứng tổng hợp). Như bạn có thể thấy, các enzym khác nhau về tính đặc hiệu và tính chọn lọc. Một số xúc tác cho cả một lớp phản ứng của một loại nhất định, một số chỉ xúc tác cho một phản ứng.

Nhiều enzym chứa các ion kim loại (metalloenzyme). Trong metalloenzyme, các ion kim loại tạo thành phức chất chelate cung cấp cấu trúc hoạt động của enzyme. Kim loại có trạng thái oxi hóa thay đổi (Fe, Mn, Cu) tham gia phản ứng oxi hóa khử, thực hiện sự chuyển electron cho chất oxi hóa. Hàng chục hợp chất hữu cơ được biết là thực hiện các chức năng vận chuyển hydro và electron. Chúng chứa các dẫn xuất của vitamin.

Các ion kim loại nặng (Ag +, Hg +, Pb 2+) có thể ngăn chặn các nhóm hoạt động của enzym.

Để đánh giá hoạt động của các enzym khác nhau, khái niệm hoạt động phân tử được đưa ra, được xác định bằng số lượng phân tử cơ chất được chuyển đổi bởi một phân tử enzym trong một phút. Hoạt động mạnh nhất của các enzym đã biết là anhydrase cacbonic, có hoạt tính phân tử là ~ 36 triệu phân tử mỗi phút.

Tốc độ của một phản ứng được xúc tác bởi một enzym tỷ lệ thuận với nồng độ của enzym. Ở nồng độ cơ chất thấp, phản ứng là bậc nhất về cơ chất. Ở nồng độ cao, tốc độ phản ứng không đổi, và thứ tự phản ứng trở thành không (enzyme bão hòa hoàn toàn với cơ chất). Tốc độ phản ứng phụ thuộc vào nhiệt độ và độ axit của môi trường.

Xúc tác enzim đóng một vai trò to lớn trong mọi biểu hiện của sự sống, đối với các sinh vật. Để tăng hoạt động quan trọng của cơ thể và cải thiện sự trao đổi chất, nhiều chế phẩm enzyme đã được tạo ra được sử dụng làm thuốc. Các chế phẩm enzym được sử dụng rộng rãi cho các rối loạn đường tiêu hóa liên quan đến việc sản xuất không đủ các enzym tiêu hóa. Vì vậy, đối với một số dạng viêm dạ dày, thuốc được sử dụng pepsin hoặc pancreatin. Enzyme cũng được sử dụng thành công trong các trường hợp cần phá hủy các thành phần protein tích tụ với số lượng lớn (đối với vết bỏng, vết thương có mủ, bệnh phổi có mủ, v.v.). Trong những trường hợp này, các enzym protolytic được sử dụng, dẫn đến quá trình thủy phân protein nhanh chóng và tạo điều kiện hấp thu các chất tích tụ có mủ. Để điều trị một số bệnh truyền nhiễm, người ta sử dụng các chế phẩm lysozyme, có tác dụng phá hủy vỏ của một số vi khuẩn gây bệnh. Enzyme làm tan cục máu đông (cục máu đông bên trong mạch máu) rất quan trọng. Nó là plasmin được tìm thấy trong máu; men tụy - trypsin và chymotrypsin. Trên cơ sở của chúng, với các chất phụ gia khác nhau, các chế phẩm enzyme y học đã được tạo ra - streptokinase, streptase, và các chế phẩm khác được sử dụng trong y học.

6. Xúc tác không đồng nhất

Xúc tác dị thể xảy ra ở bề mặt phân cách. Phản ứng xúc tác dị thể đầu tiên quan sát được là sự khử nước của rượu etylic trên đất sét hoạt tính được thực hiện bởi Priestley (1778):

C 2 H 5 OH - C 2 H 4 + H 2 O

Trong nửa đầu thế kỷ 19, một số lượng lớn các công trình nghiên cứu về xúc tác dị thể. Nhiều công trình đã được dành cho việc giải thích lý thuyết về hoạt động xúc tác của chất rắn. Sau đó, sự phát triển của học thuyết được tiến hành theo cả con đường tích lũy dữ liệu thực nghiệm, phát triển các phương pháp điều chế chất xúc tác, khám phá và nghiên cứu các quá trình xúc tác mới, đưa chất xúc tác vào công nghiệp hóa học và dọc theo con đường phát triển lý thuyết về chất xúc tác dị thể. Tuy nhiên, thành công của các nhà lý thuyết khiêm tốn hơn nhiều so với thành công của các nhà thực nghiệm. Và điều này không phải là ngẫu nhiên.

Mặc dù không có sự khác biệt cơ bản giữa quá trình xúc tác và không xúc tác, cả hai đều tuân theo quy luật động học hóa học, trong cả hai trường hợp, hệ chất phản ứng đều đi qua một số trạng thái hoạt động đặc biệt; các đặc điểm cụ thể được quan sát thấy trong các phản ứng xúc tác dị thể. Trước hết, một chất rắn xuất hiện, dựa trên các thuộc tính của tất cả các hiện tượng nói chung về cơ bản phụ thuộc. Vì vậy, không phải ngẫu nhiên mà những thành công của thuyết xúc tác dị thể gắn bó chặt chẽ với sự phát triển của thuyết trạng thái rắn. Vì quá trình diễn ra trên bề mặt, kiến ​​thức về cấu trúc của bề mặt chất xúc tác hóa ra lại có vai trò quyết định đối với sự phát triển của lý thuyết về chất xúc tác. Do đó có mối liên hệ chặt chẽ giữa sự phát triển của lý thuyết về xúc tác và sự phát triển của các nghiên cứu thực nghiệm và lý thuyết về các hiện tượng hấp phụ. Sự phức tạp của các quá trình không đồng nhất, tính đặc thù vốn có của chúng, dẫn đến thực tế là các nghiên cứu lý thuyết trong lĩnh vực này vẫn chưa được hoàn thiện. Trong khi chúng ta có thể nói về sự hiện diện của một số khái niệm lý thuyết, trong phép gần đúng đầu tiên, khái quát các dữ kiện thực nghiệm nhất định.

Trong thực tế, hai loại xúc tác dị thể phổ biến nhất:

1) các quá trình, chất xúc tác trong đó ở trong pha rắn, và các chất phản ứng trong pha lỏng;

2) các quá trình, chất xúc tác trong đó ở pha rắn, và các chất phản ứng trong pha khí. Phản ứng thường xảy ra (và trong một số quá trình nhiều giai đoạn bắt đầu) tại bề mặt phân cách, tức là trên bề mặt của một chất rắn - một chất xúc tác.

Quá trình không đồng nhất có thể được chia thành năm giai đoạn:

1) vận chuyển các chất phản ứng đến bề mặt chất xúc tác (khuếch tán);

2) sự hấp phụ của chất phản ứng trên bề mặt chất xúc tác;

3) phản ứng trên bề mặt;

4) giải hấp các sản phẩm phản ứng với sự giải phóng bề mặt chất xúc tác;

5) vận chuyển các sản phẩm phản ứng vào thể tích (khuếch tán).

Tùy thuộc vào các điều kiện của quá trình và các tính năng của nó, bất kỳ giai đoạn nào trong số năm giai đoạn đều có thể là chậm nhất và do đó, tốc độ của quá trình xúc tác có thể bị giới hạn bởi bất kỳ giai đoạn nào trong số chúng. Để đánh giá so sánh hoạt tính của các chất xúc tác, tốc độ phản ứng trên bề mặt là quyết định. Do đó, trong những trường hợp quan trọng để có được giá trị của hoạt độ chất xúc tác, họ cố gắng tiến hành quá trình theo cách mà tốc độ được xác định bởi giai đoạn thứ hai, được gọi là giai đoạn động học.

Hấp phụ và giải hấp phụ có quy luật riêng của chúng Hấp phụ là quá trình thay đổi tự phát nồng độ của một chất ở bề mặt phân cách. Chất trên bề mặt diễn ra quá trình hấp phụ được gọi là chất hấp phụ. Chất bị hấp phụ được gọi là chất hấp phụ. Trong xúc tác dị thể, chất hấp phụ là chất xúc tác, và chất hấp phụ là phân tử chất phản ứng (cơ chất). Sự hấp phụ của cơ chất trên chất xúc tác có thể được thực hiện do các lực tương tác phát sinh giữa các phân tử (nguyên tử) của chất xúc tác trên bề mặt và các phân tử của chất nền (hấp phụ vật lý). Tương tác hóa học (hấp phụ hóa học hoặc hấp phụ hóa học) có thể xảy ra giữa các phân tử (nguyên tử) của chất xúc tác và các phân tử của chất phản ứng. Kết quả của sự hấp phụ, thứ tự của hệ thống tăng lên, năng lượng của hệ thống giảm và năng lượng hoạt hóa của phản ứng giảm.

Đối với các quá trình không đồng nhất, sự chuyển động của vật chất từ ​​phần thể tích bên trong của chất lỏng hoặc chất khí sang bề mặt rắn có tầm quan trọng đặc biệt. Quá trình truyền khối tuân theo quy luật khuếch tán.

Phần kết luận

Không thể đánh giá quá cao tầm quan trọng của chất xúc tác và quá trình xúc tác trong lọc dầu và hóa dầu. Xét cho cùng, chúng là cơ sở cho tiến bộ kỹ thuật trong các lĩnh vực quan trọng nhất trong việc đáp ứng nhu cầu của xã hội loài người hiện đại. Trước hết, vấn đề là dầu có nhiều cặn khác nhau thường chỉ chứa từ 5 đến 20% các phần có độ sôi thấp tương ứng với xăng. Nhu cầu về xăng dầu với sự phát triển hiện đại của giao thông ô tô và hàng không là rất lớn. Đồng thời, nhiên liệu động cơ được chưng cất trực tiếp từ dầu thường có chất lượng kém. Việc sử dụng xúc tác cracking và reforming kết hợp với các phương pháp xử lý hiện đại khác có thể làm tăng sản lượng gasoline hoạt tính cao lên đến 75% trọng lượng dầu. Nhiên liệu động cơ cũng được sản xuất bằng phương pháp hydro hóa than bằng xúc tác kim loại.

Quá trình xử lý tiếp theo của hydrocacbon trên xúc tác kim loại và oxit giúp thu được các sản phẩm trung gian cần thiết trong quá trình sản xuất hàng tiêu dùng. Hầu hết các monome và polyme thu được từ chúng là sản phẩm của quá trình xúc tác để xử lý hydrocacbon và các dẫn xuất của chúng thu được từ dầu, than, đá phiến sét và khí tự nhiên. Quá trình xúc tác đóng một vai trò quan trọng trong sản xuất chất tẩy rửa, thuốc nhuộm và dược chất.

Quá trình tổng hợp hữu cơ chính, tạo ra các sản phẩm trung gian (và các sản phẩm của công nghệ hữu cơ), chủ yếu dựa trên các phản ứng xúc tác. Các sản phẩm hóa học như axit sunfuric, amoniac và axit nitric có tầm quan trọng lớn trong đời sống của xã hội hiện đại. Hầu hết tất cả các lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân đều tiêu thụ các chất này hoặc các hợp chất hóa học khác thu được nhờ sự trợ giúp của họ. Trên cơ sở đó, hàng chục triệu tấn phân khoáng được sản xuất, không thể tăng hoặc thậm chí bảo toàn năng suất ruộng. Hàng trăm ngành công nghiệp hóa chất, hóa dầu, thực phẩm, ánh sáng và các ngành công nghiệp khác sử dụng sulfuric, axit nitric, amoniac và các dẫn xuất của chúng. Các hợp chất này cũng được sử dụng trong các ngành công nghiệp luyện kim và gia công kim loại.

Trong khi đó, việc sản xuất quy mô lớn axit sulfuric, amoniac và axit nitric từ amoniac đã trở nên khả thi chỉ nhờ vào việc phát hiện ra các chất xúc tác thích hợp và phát triển các phương pháp sử dụng chúng.

Danh sách các nguồn được sử dụng

1) A.P. Belyaeva. Hóa lý và hóa keo. M .: GOETAR-Media, 2008

2) I.P. Mukhlenov. Công nghệ xúc tác. M .: Bukinist, 2007

3) Từ điển bách khoa hóa học. - M .: Bách khoa toàn thư Liên Xô, 1990.

4) Imyanitov N.S. Hệ thống một số chất xúc tác trong xúc tác phức kim loại. // Hóa học phối trí. Năm 1984.

Tài liệu tương tự

Thực chất và tính năng của quá trình xúc tác tạo phức kim loại. Tính chất của phức kim loại quyết định hoạt tính của xúc tác. Mô hình hóa sự xúc tác của enzym. Ứng dụng, ưu nhược điểm của xúc tác tạo phức kim loại.

báo cáo được bổ sung vào ngày 16/03/2015


Các lý thuyết chung về xúc tác đồng thể. Các giai đoạn của quá trình xúc tác và tốc độ phản ứng. Động học của phản ứng xúc tác hydro peroxit không cân đối với sự có mặt của nhiều lượng chất xúc tác Fe2 + khác nhau, ảnh hưởng của pH đến tốc độ phản ứng.

kiểm tra, bổ sung 18/09/2012


Xác định tốc độ của một phản ứng hóa học. Lịch sử khám phá, khái niệm và các loại phản ứng xúc tác. Ý kiến ​​của các nhân vật nổi tiếng trong hóa học về hiện tượng xúc tác, các khía cạnh vật lý và hóa học của nó. Cơ chế của xúc tác dị thể. Xúc tác enzym trong hóa sinh.

tóm tắt, thêm 14/11/2010


Các khái niệm về xúc tác, chất xúc tác và quá trình xúc tác, các định nghĩa khác nhau của chúng. Các cơ chế tăng tốc phản ứng nhờ chất xúc tác. Xúc tác hóa học (phi sinh học). Tổng hợp dietyl ete từ rượu với sự tham gia của axit sunfuric. Các lý thuyết về xúc tác.

tóm tắt, bổ sung 26/01/2009


Xúc tác kim loại, xúc tác hỗn hợp và đa chức để xúc tác dị thể. Yêu cầu đối với chất xúc tác. Các lý thuyết về xúc tác dị thể. Lý thuyết đa kênh và điện tử. Lý thuyết về quần thể hoạt động. Xúc tác trong chế biến khí thiên nhiên.

giấy hạn bổ sung ngày 05/06/2014


Định nghĩa xúc tác và vai trò của nó trong công nghiệp. Tính chọn lọc và hiểu biết chung về khái niệm “cơ chế phản ứng hóa học”. Phân loại hệ xúc tác theo giai đoạn và loại phản ứng. Hấp phụ và các yêu cầu cơ bản đối với xúc tác công nghiệp.

tóm tắt, bổ sung 26/01/2009


Phương pháp đun sôi muối arendiazonium. Phân tích tính axit nhiệt động của phenol. Đặc điểm của quá trình acyl hóa phenol, xúc tác axit và axit phenoxyaxetic. Đặc điểm của phản ứng Kolbe-Schmitt, phương pháp thu được axit phenoxyacetic.

kiểm tra, thêm ngày 28/03/2012


Chủ đề của nhiệt hóa học, nghiên cứu về hiệu ứng nhiệt của các phản ứng hóa học. Các dạng quá trình động học hóa học và xúc tác. Entanpi (hiệu ứng nhiệt) của phản ứng. Tốc độ phản ứng, quy luật tác dụng của khối lượng. Hằng số cân bằng hóa học, tác dụng của chất xúc tác.

bản trình bày được thêm vào ngày 19 tháng 10 năm 2014


Enzim (enzym) là chất xúc tác sinh học được sử dụng trong quá trình sản xuất các sản phẩm axit lactic. Các quy tắc quốc tế về danh pháp của enzym. Chỉ các protein hình cầu mới có thể là enzym. Mức độ cấu trúc của protein. Động học của xúc tác enzym.

tóm tắt, bổ sung 26/01/2009


Khái niệm về chất xúc tác sinh học, hoạt động của các enzym trong hệ thống sống và phân loại chúng. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của xúc tác sinh học. Các chất được gọi là coenzyme. Động học của xúc tác enzym, phương trình Michaelis-Menten.

Bài viết này sẽ tập trung vào các phản ứng xúc tác. Người đọc sẽ được giới thiệu về ý tưởng chung của các chất xúc tác và ảnh hưởng của chúng đối với hệ thống, cũng như các loại phản ứng, các tính năng của quá trình của chúng, và nhiều hơn nữa sẽ được mô tả.

Giới thiệu về xúc tác

Trước khi bạn làm quen với các phản ứng xúc tác, bạn nên tìm hiểu xúc tác là gì.

Đó là một quá trình gia tốc có chọn lọc, được xác định bởi hướng nhiệt động lực học cho phép của phản ứng, tiếp xúc với chất xúc tác. Nó liên quan nhiều lần đến sự tương tác của một bản chất hóa học, và ảnh hưởng đến những người tham gia phản ứng. Vào cuối bất kỳ chu kỳ trung gian nào, chất xúc tác sẽ trở lại dạng ban đầu. Khái niệm về chất xúc tác được J. Barzelius và Jens đưa ra lưu hành vào năm 1835.

Thông tin chung

Quá trình xúc tác hóa phổ biến trong tự nhiên và được con người sử dụng phổ biến trong ngành công nghệ. Số lượng chủ yếu của tất cả các phản ứng xúc tác được sử dụng trong công nghiệp. Có một khái niệm về quá trình tự thẩm phân - một hiện tượng trong đó chất xúc tiến hoạt động như một sản phẩm phản ứng hoặc là một phần của các hợp chất ban đầu.

Tất cả các loại tương tác hóa học của chất phản ứng được chia thành phản ứng có xúc tác và không có xúc tác. Sự tăng tốc của các phản ứng có chất xúc tác được gọi là xúc tác dương. Tốc độ tương tác bị chậm lại xảy ra với sự tham gia của các chất ức chế. Các phản ứng có tính xúc tác âm.

Phản ứng xúc tác không chỉ là cách để tăng năng lượng sản xuất mà còn là cơ hội để nâng cao chất lượng của sản phẩm tạo thành. Điều này là do khả năng của một chất được lựa chọn đặc biệt để đẩy nhanh phản ứng chính và làm chậm tốc độ của những chất chạy song song.

Phản ứng xúc tác cũng làm giảm chi phí năng lượng của thiết bị. Điều này là do gia tốc cho phép quá trình chạy ở nhiệt độ thấp hơn mà không cần nó.

Một ví dụ về phản ứng xúc tác là sản xuất ra những thứ có giá trị như: axit nitric, hydro, amoniac, ... trong sản xuất. Các quá trình này được sử dụng rộng rãi nhất trong sản xuất aldehyde, phenol, các loại nhựa, nhựa và cao su, v.v.

Các loại phản ứng

Thực chất của xúc tác nằm ở chỗ chuyển cơ chế phản ứng sang phương án có lợi nhất. Điều này có thể xảy ra do giảm năng lượng hoạt hóa.

Chất xúc tác tạo thành một liên kết hóa học yếu với một phân tử thuốc thử cụ thể. Điều này giúp phản ứng với thuốc thử khác dễ dàng hơn. Các chất được phân loại là chất xúc tác không ảnh hưởng đến sự chuyển dịch cân bằng hóa học, vì chúng hoạt động thuận nghịch theo cả hai hướng.

Xúc tác được chia thành hai loại chính: đồng nhất và không đồng nhất. Đặc điểm chung của tất cả các tương tác của loại thứ nhất là chất xúc tác ở trong pha chung với thuốc thử của chính phản ứng. Loại thứ hai có sự khác biệt ở điểm này.

Phản ứng xúc tác đồng thể cho chúng ta thấy rằng chất gia tốc khi tương tác với một chất nào đó sẽ tạo thành một hợp chất trung gian. Điều này sẽ tiếp tục dẫn đến giảm lượng năng lượng cần thiết để kích hoạt.

Xúc tác dị thể đẩy nhanh quá trình. Theo quy luật, nó chảy trên bề mặt của chất rắn. Kết quả là, khả năng của chất xúc tác và hoạt tính của nó được xác định bởi kích thước của bề mặt và các đặc tính riêng lẻ. Phản ứng xúc tác dị thể có cơ chế hoạt động phức tạp hơn phản ứng đồng thể. Cơ chế của nó bao gồm 5 giai đoạn, mỗi giai đoạn đều có thể đảo ngược.

Ở giai đoạn đầu, sự khuếch tán của các thuốc thử tương tác bắt đầu đến khu vực của chất rắn, sau đó có sự hấp phụ vật lý tiếp theo là sự hấp phụ hóa học. Kết quả là, giai đoạn thứ ba bắt đầu, trong đó phản ứng bắt đầu xảy ra giữa các phân tử của các chất phản ứng. Ở giai đoạn thứ tư, sự giải hấp của sản phẩm được quan sát. Ở giai đoạn thứ năm, chất cuối cùng khuếch tán vào các dòng chung từ mặt phẳng chất xúc tác.

Vật liệu xúc tác

Có một khái niệm về chất mang xúc tác. Nó là vật liệu thuộc loại trơ hoặc hoạt độ thấp, cần thiết để đưa một hạt tham gia vào giai đoạn xúc tác vào trạng thái ổn định.

Gia tốc không đồng nhất là cần thiết để ngăn chặn quá trình thiêu kết và kết tụ các thành phần hoạt động. Trong số lượng lớn các trường hợp, số lượng sóng mang vượt quá sự hiện diện của thành phần loại hoạt động được hỗ trợ. Danh sách các yêu cầu chính mà chất mang phải có là diện tích bề mặt lớn và độ xốp, độ bền nhiệt, tính trơ và khả năng chống ứng suất cơ học.

Cơ sở hóa học. Tính chất hóa học tăng tốc độ tương tác giữa các chất cho phép chúng ta phân biệt được hai loại chất, đó là chất xúc tác và chất ức chế. Sau đó, đến lượt nó, làm chậm tốc độ phản ứng. Enzyme là một trong những loại chất xúc tác.

Các chất xúc tác không tiếp xúc với sản phẩm của chính phản ứng theo phương pháp cân bằng và cuối cùng luôn được tái sinh. Trong thời hiện đại, có nhiều cách để tác động đến quá trình hoạt hóa phân tử. Tuy nhiên, xúc tác là cơ sở để sản xuất hóa chất.

Bản chất của các chất xúc tác cho phép chúng được chia thành đồng nhất, không đồng nhất, chuyển pha, enzym và micellar. Một phản ứng hóa học có sự tham gia của chất xúc tác sẽ làm giảm mức tiêu thụ năng lượng cần thiết cho sự hoạt hóa của nó. Ví dụ, sự phân hủy không xúc tác của NH3 thành nitơ và hydro sẽ cần khoảng 320 kJ / mol. Phản ứng tương tự, nhưng dưới ảnh hưởng của platin, sẽ giảm con số này xuống 150 kJ / mol.

Quá trình hydro hóa

Số phản ứng chủ yếu liên quan đến chất xúc tác dựa trên sự hoạt hóa của một nguyên tử hydro và một phân tử nhất định, sau đó dẫn đến tương tác có bản chất hóa học. Hiện tượng này được gọi là quá trình hydro hóa. Nó là trung tâm của hầu hết các công đoạn lọc dầu và tạo ra nhiên liệu lỏng từ than đá. Việc sản xuất sau này đã được mở ở Đức, do thiếu các mỏ dầu trong nước. Việc tạo ra một loại nhiên liệu như vậy được gọi là quá trình Bergius. Nó bao gồm sự kết hợp trực tiếp của hydro và than đá. Than được đốt nóng trong điều kiện áp suất nhất định và có mặt của hydro. Kết quả là, một sản phẩm dạng lỏng được hình thành. Các oxit sắt đóng vai trò là chất xúc tác. Nhưng đôi khi các chất dựa trên kim loại như molypden và thiếc cũng được sử dụng.

Có một cách khác để có được cùng một loại nhiên liệu, được gọi là quá trình Fischer-Tropsch. Nó có hai giai đoạn. Ở giai đoạn đầu, than được khí hóa bằng cách xử lý nó với sự tương tác của hơi nước và O 2. Phản ứng này dẫn đến sự hình thành hỗn hợp hydro và carbon monoxide. Hơn nữa, với sự trợ giúp của chất xúc tác, hỗn hợp thu được được chuyển sang trạng thái nhiên liệu lỏng.

Mối quan hệ giữa tính axit và khả năng xúc tác

Phản ứng có xúc tác là một hiện tượng phụ thuộc vào tính chất axit của chính chất xúc tác. Theo định nghĩa của J. Bronsted, axit là một chất có thể tạo ra proton. Axit mạnh sẽ dễ dàng tặng proton của nó cho bazơ để sử dụng. G. Lewis đã định nghĩa axit là một chất có khả năng nhận các cặp electron từ các chất cho và do đó tạo thành liên kết cộng hóa trị. Hai ý tưởng này cho phép con người xác định bản chất của cơ chế xúc tác.

Độ mạnh của axit được xác định bằng cách sử dụng một tập hợp các bazơ có thể thay đổi màu sắc của chúng do thêm một proton. Một số chất xúc tác được sử dụng trong công nghiệp có thể hoạt động như axit cực mạnh. Sức mạnh của chúng quyết định tỷ lệ protonation, và do đó là một đặc điểm rất quan trọng.

Hoạt tính axit của chất xúc tác là do nó có khả năng phản ứng với hydrocacbon, do đó tạo thành sản phẩm trung gian - ion carbenium.

Quá trình khử hydro

Dehydro hóa cũng là một phản ứng xúc tác. Nó thường được sử dụng trong các lĩnh vực công nghiệp khác nhau. Mặc dù thực tế là các quá trình xúc tác dựa trên quá trình dehydro hóa được sử dụng ít thường xuyên hơn các phản ứng hydro hóa, nhưng chúng vẫn chiếm một vị trí quan trọng trong hoạt động của con người. Một ví dụ về phản ứng xúc tác kiểu này là sản xuất styren, một monome quan trọng. Để bắt đầu, quá trình dehydro hóa etylbenzen xảy ra với sự tham gia của các chất có chứa oxit sắt. Con người thường sử dụng hiện tượng này để khử hydro nhiều ankan.

Hành động kép

Có những chất xúc tác tác dụng kép có khả năng đẩy nhanh phản ứng của hai loại cùng một lúc. Do đó, chúng dẫn đến kết quả tốt hơn so với việc cho thuốc thử lần lượt qua 2 bình phản ứng chỉ chứa một loại xúc tác. Điều này là do tâm hoạt động của máy gia tốc tác động kép ở vị trí gần với tâm khác cùng loại, cũng như với sản phẩm trung gian. Ví dụ, một kết quả tốt là sự kết hợp của các chất xúc tác kích hoạt hydro với một chất cho phép tiến hành quá trình đồng phân hóa hydrocacbon. Quá trình hoạt hóa thường được thực hiện bởi kim loại, và quá trình đồng phân hóa xảy ra với sự tham gia của axit.

Tính đặc trưng của các phản ứng xúc tác chính

Khả năng và hiệu quả của chất xúc tác cũng được xác định bởi các đặc tính cơ bản của nó. Một ví dụ nổi bật là natri hydroxit, được sử dụng trong quá trình thủy phân chất béo để tạo xà phòng. Các loại chất xúc tác này cũng được sử dụng trong sản xuất bọt và tấm polyurethane. Urethane được tạo ra bằng cách phản ứng giữa rượu và isocyanate. Gia tốc của phản ứng xảy ra khi tiếp xúc với một amin bazơ nhất định. Bazơ được gắn với nguyên tử cacbon có trong phân tử isocyanate. Kết quả là, nguyên tử nitơ trở nên tích điện âm. Điều này dẫn đến gia tăng hoạt động liên quan đến rượu.

Sự trùng hợp của ký tự cụ thể âm thanh nổi

Việc phát hiện ra quá trình trùng hợp olefin với việc sản xuất tiếp theo các chất cao phân tử lập thể có tầm quan trọng lịch sử to lớn trong lịch sử nghiên cứu về xúc tác. K. Ziegler đã phát hiện ra chất xúc tác được đặc trưng bởi phản ứng trùng hợp đặc hiệu lập thể. Công trình điều chế polyme được thực hiện bởi Ziegler, J. Natta quan tâm, người đã gợi ý rằng tính duy nhất của polyme nên được xác định bằng tính lập thể của nó. Một số lượng lớn các thí nghiệm sử dụng tia X bị nhiễu xạ đã chỉ ra rằng polyme thu được từ propylen dưới tác dụng của chất xúc tác Ziegler có tính kết tinh cao. Hiệu ứng của hành động này là lập thể.

Các phản ứng thuộc loại này xảy ra trên mặt phẳng của chất xúc tác rắn có chứa các kim loại chuyển tiếp, ví dụ, Ti, Cr, V, Zr. Chúng phải ở dạng oxy hóa không hoàn toàn. Phương trình của phản ứng xúc tác giữa TiCl 4 tương tác và Al (C 2 H 5) 3, trong đó kết tủa được tạo thành, là một ví dụ nổi bật về điều này. Ở đây titan được phục hồi về trạng thái 3 hóa trị của nó. Loại hệ thống hoạt động này có thể polyme hóa propylen trong điều kiện nhiệt độ và áp suất bình thường.

Quá trình oxy hóa trong các phản ứng xúc tác

Phản ứng oxy hóa xúc tác được sử dụng rộng rãi bởi con người, do khả năng của một số chất tự điều chỉnh tốc độ của phản ứng. Một số ứng dụng yêu cầu quá trình oxy hóa hoàn toàn, chẳng hạn như trung hòa CO và các chất gây ô nhiễm hydrocacbon. Tuy nhiên, phần lớn các phản ứng yêu cầu quá trình oxy hóa không hoàn toàn. Điều này cần thiết cho việc sản xuất các sản phẩm trung gian, có giá trị trong công nghiệp, có thể chứa một nhóm trung gian nhất định và quan trọng: COOH, CN, CHO, C-CO. Trong trường hợp này, một người sử dụng cả hai loại chất xúc tác dị thể và đơn chất.

Trong số tất cả các chất có thể đẩy nhanh quá trình phản ứng hóa học, oxit có một vị trí quan trọng. Chủ yếu ở trạng thái rắn. Quá trình oxy hóa được chia thành 2 giai đoạn. Trong giai đoạn đầu, ôxyt bị bắt bởi phân tử hiđrocacbon oxit bị hấp phụ. Kết quả là, oxit bị khử và hiđrocacbon bị oxi hóa. Oxit tái sinh tương tác với O 2 và trở lại trạng thái ban đầu.

S. I. LEVCHENKOV

VẬT LÝ VÀ HÓA HỌC CỘT

Ghi chú bài giảng cho sinh viên Khoa Sinh học của SFedU (RSU)

2.3 CÁC QUÁ TRÌNH CATALYTIC

Tốc độ của một phản ứng hóa học ở một nhiệt độ nhất định được xác định bởi tốc độ hình thành một phức chất hoạt hóa, do đó, phụ thuộc vào giá trị của năng lượng hoạt hóa. Trong nhiều phản ứng hóa học, cấu trúc của phức chất được hoạt hóa có thể bao gồm các chất không phải là thuốc thử đo góc; Rõ ràng là trong trường hợp này giá trị của năng lượng hoạt hóa của quá trình cũng thay đổi. Trong trường hợp có mặt của một số trạng thái chuyển tiếp, phản ứng sẽ tiến hành chủ yếu theo con đường có rào cản hoạt hóa nhỏ nhất.

Xúc tác là hiện tượng thay đổi tốc độ của phản ứng hóa học khi có mặt các chất, trạng thái và lượng chất không thay đổi sau phản ứng.

Phân biệt khả quan và phủ định xúc tác (tương ứng, tăng và giảm tốc độ phản ứng), mặc dù thuật ngữ "xúc tác" thường chỉ có nghĩa là xúc tác dương; xúc tác âm được gọi là ức chế.

Một chất là một phần của cấu trúc của phức chất đã được hoạt hóa, nhưng không phải là chất phản ứng theo phương pháp phân tích, được gọi là chất xúc tác. Tất cả các chất xúc tác đều có chung các đặc tính như tính đặc hiệu và tính chọn lọc của tác dụng.

Tính đặc hiệu chất xúc tác nằm ở khả năng chỉ tăng tốc một phản ứng hoặc một nhóm phản ứng tương tự và không ảnh hưởng đến tốc độ của các phản ứng khác. Ví dụ, nhiều kim loại chuyển tiếp (bạch kim, đồng, niken, sắt, v.v.) là chất xúc tác cho quá trình hydro hóa; oxit nhôm xúc tác phản ứng hydrat hóa, v.v.

Tính chọn lọc chất xúc tác - khả năng tăng tốc một trong các phản ứng song song có thể xảy ra trong các điều kiện đã cho. Do đó, có thể sử dụng các chất xúc tác khác nhau để thu được các sản phẩm khác nhau từ các nguyên liệu ban đầu giống nhau:

Lý do cho sự tăng tốc độ phản ứng với xúc tác dương là sự giảm năng lượng hoạt hóa khi phản ứng tiến hành qua phức chất hoạt hóa với sự tham gia của chất xúc tác (Hình 2.8).

Vì, theo phương trình Arrhenius, hằng số tốc độ của một phản ứng hóa học phụ thuộc theo cấp số nhân vào giá trị của năng lượng hoạt hóa, sự giảm xuống sau đó làm cho hằng số tốc độ tăng lên đáng kể. Thật vậy, nếu chúng ta giả định rằng các thừa số trước hàm số mũ trong phương trình Arrhenius (II.32) cho các phản ứng có xúc tác và không có xúc tác là gần nhau, thì đối với tỷ lệ của các hằng số tốc độ, chúng ta có thể viết:

Nếu ΔE A = –50 kJ / mol, thì tỷ lệ của các hằng số tốc độ sẽ là 2,7 · 10 6 lần (thực tế, trong thực tế, sự giảm E A như vậy sẽ làm tăng tốc độ phản ứng khoảng 10 5 lần).

Cần lưu ý rằng sự có mặt của chất xúc tác không ảnh hưởng đến độ lớn của sự thay đổi thế nhiệt động lực học do kết quả của quá trình và do đó, không có chất xúc tác nào có thể tạo ra dòng chảy tự phát của một quá trình bất khả thi về mặt nhiệt động lực học (quá trình, ΔG (ΔF) lớn hơn 0). Chất xúc tác không làm thay đổi giá trị của hằng số cân bằng đối với các phản ứng thuận nghịch; Tác dụng của chất xúc tác trong trường hợp này chỉ là đẩy nhanh việc đạt được trạng thái cân bằng.

Tùy thuộc vào trạng thái pha của các chất phản ứng và chất xúc tác, xúc tác đồng thể và không đồng nhất được phân biệt.

Lúa gạo. 2,8 Sơ đồ năng lượng của một phản ứng hóa học không có chất xúc tác (1)
và với sự có mặt của chất xúc tác (2).

2.3.1 Xúc tác đồng thể.

Xúc tác đồng thể - phản ứng xúc tác trong đó chất phản ứng và chất xúc tác ở cùng một pha. Trong trường hợp của các quá trình xúc tác đồng thể, chất xúc tác tạo thành các sản phẩm phản ứng trung gian với thuốc thử. Hãy xem xét một số phản ứng

A + B ––> C

Với sự có mặt của chất xúc tác, hai giai đoạn tiến hành nhanh chóng được thực hiện, kết quả là các hạt của hợp chất trung gian AA được hình thành và sau đó (thông qua phức hợp hoạt hóa AVK #) sản phẩm cuối cùng của phản ứng với sự tái sinh chất xúc tác:

A + K ––> AK

AK + B ––> C + K

Một ví dụ của quá trình như vậy là phản ứng phân hủy axetanđehit, năng lượng hoạt hóa của nó là E A = 190 kJ / mol:

CH 3 CHO ––> CH 4 + CO

Khi có hơi iốt, quá trình này diễn ra theo hai giai đoạn:

СН 3 СНО + I 2 ––> СН 3 I + НI + СО

CH 3 I + HI ––> CH 4 + I 2

Sự giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng này khi có mặt chất xúc tác là 54 kJ / mol; hằng số tốc độ phản ứng trong trường hợp này tăng khoảng 105 lần. Loại xúc tác đồng thể phổ biến nhất là xúc tác axit, trong đó các ion hydro H + hoạt động như một chất xúc tác.

2.3.2 Thẩm phân tự động.

Tự động phân giải- quá trình tăng tốc xúc tác của một phản ứng hóa học bởi một trong các sản phẩm của nó. Một ví dụ là phản ứng thủy phân este có xúc tác ion hydro. Axit tạo thành trong quá trình thủy phân sẽ phân ly cùng với sự hình thành của các proton, làm tăng tốc độ phản ứng thủy phân. Điểm đặc biệt của phản ứng tự xúc tác là phản ứng này xảy ra với sự gia tăng không đổi nồng độ của chất xúc tác. Do đó, trong giai đoạn đầu của phản ứng, tốc độ của nó tăng lên, và ở các giai đoạn tiếp theo, do nồng độ thuốc thử giảm, tốc độ bắt đầu giảm; đường cong động học của sản phẩm phản ứng tự xúc tác có dạng hình chữ S đặc trưng (Hình 2.9).

Lúa gạo. 2,9Đường cong động học của sản phẩm phản ứng tự xúc tác

2.3.3 Xúc tác dị thể.

Xúc tác không đồng nhất - Các phản ứng xúc tác xảy ra tại mặt phân cách tạo bởi chất xúc tác và chất phản ứng. Cơ chế của quá trình xúc tác dị thể phức tạp hơn nhiều so với trường hợp xúc tác đồng thể. Trong mỗi phản ứng xúc tác dị thể, có thể phân biệt ít nhất sáu giai đoạn:

1. Sự khuếch tán của nguyên liệu ban đầu lên bề mặt chất xúc tác.

2. Sự hấp phụ của các vật liệu ban đầu trên bề mặt với sự hình thành của một số hợp chất trung gian:

A + B + K ––> AVK

3. Kích hoạt trạng thái hấp phụ (năng lượng cần thiết cho điều này là năng lượng hoạt hóa thực sự của quá trình):

AVK ––> AVK #

4. Sự phân hủy của phức chất hoạt hóa với sự hình thành của các sản phẩm phản ứng bị hấp phụ:

AVK # ––> CDK

5. Giải hấp các sản phẩm phản ứng ra khỏi bề mặt chất xúc tác.

CDK ––> C + D + K

6. Sự khuếch tán của các sản phẩm phản ứng ra khỏi bề mặt chất xúc tác.

Một tính năng cụ thể của quá trình dị ứng là khả năng xúc tác và gây độc của chất xúc tác.

Khuyến mãi- sự gia tăng hoạt tính của chất xúc tác khi có mặt các chất không phải là chất xúc tác của quá trình này (chất xúc tiến). Ví dụ, đối với một phản ứng được xúc tác bởi niken kim loại

CO + H 2 ––> CH 4 + H 2 O

việc đưa một tạp chất nhỏ của xeri vào chất xúc tác niken dẫn đến sự tăng mạnh hoạt tính của chất xúc tác.

Đầu độc- giảm mạnh hoạt tính của chất xúc tác khi có mặt của một số chất (cái gọi là chất độc xúc tác). Ví dụ, đối với phản ứng tổng hợp amoniac (xúc tác là sắt xốp), sự có mặt của oxy hoặc các hợp chất lưu huỳnh trong hỗn hợp phản ứng làm cho hoạt tính của chất xúc tác sắt giảm mạnh; đồng thời, khả năng hấp phụ các nguyên liệu ban đầu của chất xúc tác giảm đi rất ít.

Để giải thích những đặc điểm này của các quá trình xúc tác dị thể, G. Taylor đã đưa ra giả thiết sau: không phải toàn bộ bề mặt của chất xúc tác đều hoạt động về mặt xúc tác, mà chỉ một số bộ phận của nó - cái gọi là. trung tâm hoạt động , có thể là các khuyết tật khác nhau trong cấu trúc tinh thể của chất xúc tác (ví dụ, những chỗ lồi lõm trên bề mặt chất xúc tác). Hiện nay, không có lý thuyết thống nhất về xúc tác dị thể. Đối với chất xúc tác kim loại, a lý thuyết bội số ... Các quy định chính của lý thuyết bội số như sau:

1. Tâm hoạt động của chất xúc tác là tập hợp một số tâm hấp phụ nhất định nằm trên bề mặt chất xúc tác theo hình học phù hợp với cấu trúc của phân tử đang chuyển hóa.

2. Trong quá trình hấp phụ các phân tử phản ứng trên trung tâm hoạt động, một phức hợp multiplet được hình thành, kết quả là sự phân bố lại các liên kết xảy ra, dẫn đến sự hình thành các sản phẩm phản ứng.

Lý thuyết bội số đôi khi được gọi là lý thuyết về sự tương tự hình học của trung tâm hoạt động và các phân tử phản ứng. Đối với các phản ứng khác nhau, số lượng trung tâm hấp phụ (mỗi trung tâm được xác định bằng một nguyên tử kim loại) trong trung tâm hoạt động là khác nhau - 2, 3, 4, v.v. Các trung tâm hoạt động như vậy được gọi lần lượt là doublet, triplet, quadruplet, v.v. (trong trường hợp chung, một bội số, là cái mà lý thuyết có tên gọi của nó).

Ví dụ, theo lý thuyết bội, sự khử hydro của rượu đơn chức no xảy ra trên một nối đôi, và sự khử hydro của xyclohexan - trên một sextet (Hình 2.10 - 2.11); lý thuyết bội số giúp ta có thể liên hệ hoạt độ xúc tác của kim loại với giá trị bán kính nguyên tử của chúng.

Lúa gạo. 2,10 Dehydro hóa rượu trên một đôi

Lúa gạo. 2,11 Dehydro hóa xyclohexan trên một sextet

2.3.4 Xúc tác enzym.

Xúc tác enzym - các phản ứng xúc tác có sự tham gia của các enzym - các chất xúc tác sinh học có bản chất protein. Xúc tác enzym có hai đặc điểm:

1. Hoạt động cao , cao hơn vài bậc độ lớn so với hoạt tính của chất xúc tác vô cơ, điều này được giải thích là do năng lượng hoạt hóa của quá trình giảm rất đáng kể bởi các enzym. Do đó, hằng số tốc độ phân hủy hydro peroxit được xúc tác bởi các ion Fe 2+ là 56 s -1; hằng số tốc độ của cùng một phản ứng được xúc tác bởi enzyme catalase là 3,5 × 10 7, tức là phản ứng với sự có mặt của enzym diễn ra nhanh hơn một triệu lần (năng lượng hoạt hóa của các quá trình tương ứng là 42 và 7,1 kJ / mol). Hằng số tốc độ của quá trình thủy phân urê khi có mặt axit và urease khác nhau theo 13 bậc độ lớn, lên tới 7,4 · 10 -7 và 5 · 10 6 s -1 (năng lượng hoạt hóa tương ứng là 103 và 28 kJ / mol).

2. Độ đặc hiệu cao ... Ví dụ, amylase xúc tác sự phân hủy tinh bột, là một chuỗi các đơn vị glucose giống hệt nhau, nhưng không xúc tác cho quá trình thủy phân sucrose, phân tử của nó bao gồm các đoạn glucose và fructose.

Theo những ý kiến ​​được chấp nhận chung về cơ chế xúc tác enzym, cơ chất S và enzym F ở trạng thái cân bằng với phức hợp enzym-cơ chất FS được hình thành rất nhanh, chúng phân hủy tương đối chậm thành sản phẩm phản ứng P với sự giải phóng enzym tự do; Do đó, giai đoạn phân hủy phức hợp enzym-cơ chất thành các sản phẩm phản ứng là xác định tốc độ (giới hạn).

F + S<––>FS ––> F + P

Nghiên cứu sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng enzym vào nồng độ cơ chất ở nồng độ không đổi của enzym cho thấy rằng khi tăng nồng độ cơ chất, tốc độ phản ứng đầu tiên tăng và sau đó ngừng thay đổi (Hình.2.12 ) và sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nồng độ của cơ chất được mô tả bằng phương trình sau:

(II.45)

Catamlys- gia tốc có chọn lọc của một trong những hướng nhiệt động lực học có thể cho phép của phản ứng hóa học dưới tác dụng của (các) chất xúc tác, chất này liên tục đi vào tương tác hóa học trung gian với những người tham gia phản ứng và phục hồi thành phần hóa học của nó sau mỗi chu kỳ tương tác hóa học trung gian. Thuật ngữ "xúc tác" được đưa ra vào năm 1835 bởi nhà khoa học Thụy Điển Jøns Jakob Berzelius.

Hiện tượng xúc tác phổ biến trong tự nhiên (hầu hết các quá trình xảy ra trong cơ thể sống đều có xúc tác) và được sử dụng rộng rãi trong công nghệ (trong lọc dầu và hóa dầu, sản xuất axit sunfuric, amoniac, axit nitric, v.v.). Hầu hết tất cả các phản ứng công nghiệp đều có xúc tác.

Chất xúc tác những chất làm thay đổi tốc độ phản ứng hóa học được gọi là.

Một số chất xúc tác đẩy nhanh phản ứng - xúc tác dương, hoặc đơn giản là xúc tác, trong khi những chất khác làm chậm quá trình xúc tác âm. Ví dụ về xúc tác dương bao gồm sản xuất axit sulfuric, quá trình oxy hóa amoniac thành axit nitric bằng cách sử dụng chất xúc tác bạch kim, v.v.

Theo ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng, xúc tác được chia thành tích cực (tốc độ phản ứng tăng) và tiêu cực (tốc độ phản ứng giảm). Trong trường hợp thứ hai, một quá trình ức chế xảy ra, không thể được coi là "xúc tác âm tính", vì chất ức chế được tiêu thụ trong quá trình phản ứng.

Xúc tác có thể đồng nhất và không đồng nhất (tiếp xúc). Trong xúc tác đồng thể, chất xúc tác ở cùng pha với thuốc thử phản ứng, trong khi chất xúc tác dị thể khác pha.

Xúc tác đồng thể.

Một ví dụ xúc tác đồng thể là sự phân hủy của hydrogen peroxide với sự có mặt của các ion iot. Phản ứng diễn ra trong hai giai đoạn:

H 2 О2+ Tôi> H2O+ IO, H2O2+ IO> H2O + О2+ Tôi

Với xúc tác đồng thể, tác dụng của chất xúc tác là do nó tương tác với các chất phản ứng để tạo thành các hợp chất trung gian, điều này dẫn đến giảm năng lượng hoạt hóa.

Xúc tác dị thể.

Trong trường hợp xúc tác dị thể, gia tốc của quá trình thường xảy ra trên bề mặt của chất rắn - chất xúc tác, do đó, hoạt tính của chất xúc tác phụ thuộc vào kích thước và tính chất của bề mặt của nó. Trong thực tế, chất xúc tác thường được hỗ trợ trên một giá đỡ rắn xốp.

Cơ chế của xúc tác dị thể phức tạp hơn cơ chế của xúc tác đồng thể. Cơ chế của xúc tác dị thể bao gồm năm giai đoạn, tất cả đều thuận nghịch.

• 1. Sự khuếch tán của chất phản ứng lên bề mặt của chất rắn
• 2. Hấp phụ vật lý trên các tâm hoạt động của bề mặt rắn của các phân tử phản ứng và sau đó là sự hấp phụ hóa học của chúng
• 3. Phản ứng hóa học giữa các phân tử tham gia phản ứng
• 4. Giải hấp các sản phẩm khỏi bề mặt chất xúc tác
• 5. Sự khuếch tán của sản phẩm từ bề mặt chất xúc tác vào dòng chảy chung

Một ví dụ về xúc tác dị thể là quá trình oxy hóa SO 2 thành SO 3 trên chất xúc tác V 2 O 5 trong sản xuất axit sunfuric (phương pháp tiếp xúc).

Hầu hết các phản ứng xúc tác được thực hiện trên chất xúc tác xốp, bề mặt bên trong của nó bao gồm các lỗ rỗng, các kênh có kích thước và chiều dài khác nhau. Các lỗ chân lông này có thể biệt lập hoặc liên kết với nhau. Yếu tố chính quyết định tốc độ và bản chất chuyển động của các chất khí trong các lỗ xốp của chất xúc tác là kích thước lỗ xốp. Tốc độ chuyển động tự do của các phân tử có thể đạt tới 1000 m / s, và sự ức chế chuyển động trong các lỗ xốp có liên quan đến va chạm giữa các phân tử khí và với thành lỗ.

Hầu hết các phản ứng xúc tác là không chọn lọc, điều này có những hạn chế nhất định đối với các phương pháp phân tích động học.

Hầu hết các phản ứng xúc tác liên quan đến một số loại nguyên tử và phân tử khác nhau. Việc xác định cơ chế phản ứng và bản chất của các lực tác dụng giữa các nguyên tử và phân tử này và giữa chúng với bề mặt đương nhiên là một nhiệm vụ khó khăn, nhưng có thể đơn giản hóa bằng cách nghiên cứu hành vi hấp phụ của một loại nguyên tử hoặc phân tử. Những nghiên cứu như vậy đã chỉ ra rằng khi một số phân tử bị hấp phụ trên một số chất hấp phụ nhất định, liên kết trong phân tử bị đứt và hai liên kết nảy sinh với chất hấp phụ; trong trường hợp này, phân tử bị hấp phụ chuyển thành hai nguyên tử bị hấp phụ. Quá trình này là một phản ứng hóa học bề mặt, và các nguyên tử được tạo thành bị hấp phụ thường được gọi là nguyên tử được hấp thụ hóa học. Nếu ở nhiệt độ đủ thấp một phản ứng như vậy không xảy ra và các phân tử bị hấp phụ không bị phân hủy thành hai nguyên tử bị hấp phụ, thì các phân tử đó được gọi là hấp phụ vật lý.