logo

KATALIZ NAZARIYALARI

Yuklangan vaqt:

12.08.2023

Ko'chirishlar soni:

0

Hajmi:

3968 KB
KATALIZ  NAZARIYASI
REJA:
I. Kirish.
I.Nazariy qism.
Kataliz nazariyalari.
2.1.  Katalizning  Multplet nazariyasi.
2.2.   Aktiv  Ansanbil  nazariyasi.
2.3. Katalizning elektron nazariyasi
2.4.Teylorning  energetik nazariyasi.
2.5.Oraliq birikmalar nazariyasi.
2 . 6 . Katalizning fizikaviy nazariyasi
    2.7.   Katalizning kimyoviy nazariyasi
    2.8.Katalizning radikal nazariyasi
III. Amaliy qism
      Misol va masalalar echich.
IV. Slaydlar.
V. Xulosa.
VI. Foyda l anilgan adabiyotlar.
Kirish
1 Zamonaviy kimyo va kimyoviy texnalo’giyani katalitik jarayonlardan ajratib    
tasavur qilish mumkin emas. Kimyoviy tehnalo’giya jarayonlarining barchasida ham 
u yoki bu  katalitik jarayonlar qo’llaniladi..Sanoatda katalitik jarayonlarning ko’lami 
yildan-yilga oshib bormoqda. Katalizatorlarning keng ko’lamda qo’llanilishi atrof-
muxitni zaharlovchi moddalarni neytrallashda kuzatilmoqda gaz  va toshko’mirdan  
uglevodorod va kislorod  saqlagan sintetik oqsillar olishda o’rin yanada 
oshmoqda.Yoqilg’i energiyasini elektr energiyasiga aylantirish uchun issiqlik 
elementlarini yaratish yanada istiqbollidir .Katalizning yangi kansebsiyasi ko’plab  
hossalarni mo’zida mujassamlashtirgan. Palimer materiallar va boshqa mahsulotlar 
energiyani oshirish usullarini takomillashtirish oziq ovqat mahsulotlar ishlab 
chiqarishni  hususan oqlillarni alkanlar  va  ammiakdan sintez qilish orqali 
ko’paytirish imkoniyatlarini berayapti .Gen muhandistlik usullarida faolligi va tanlab 
tasiri bo’yicha tabiiy biologik katalizatorga yaqin fermentlar va metal-organik 
birikmalarni  olish imkoniyatlari paydo bo’layapti.
Shuning uchun kataliz nazariyasini urunishlar  doimo bo’lgan va davom 
etmoqda  yuqorida qayd etilganlardan kelib chiqqan holda maskur kurs ishining  
maqsadi  katalitik nazariyalarni  yoritishga bag’ishlangan. 
Zamonaviy kimyoviy ishlab chiqarish jarayonlarning 90% ikatalitik jarayonlarga
asoslangan.
Xozircha   katalizni   to’la   to’kis   tushuntirib   beradigan   yagona   nazariya   yo’q,
lekin   katalizning   turli   tomonlarini   ayrim   ayrim   tushuntirib   beruvchi
nazariyalar bor
2.1  Katalizning Multplet nazariyasi
2 Aktiv   markazlarning   tabiatini   o’rganish,   o’tar   holat   nazariyasini   katalizga
tatbiq   etish,   yuzada   hosil   bo’lgan   oralik   birikmalarning   tabiatini   va   ularning
hosil   bo’lish   mexanizmini   o’rganish   katalizning   ko’pgina   hodisalarini
tushunishga yordam berdi.
Kataliz   prosessining   borishi   xarakteriga   aktiv   markaz larning   tabiati,   soni
va   aktivligidan   tashqari,   ularning   yuzada   bir-biriga   nisbatan   joylashuvi   ham
katta   ta’sir   qili shi   kerak.   Yuzada   ikki   o’lchamda   boradigan   reaksiyalarning
yo’nalishiga,   saylash   hodisasiga   va   boshqa   hodisalarga   aktiv   markazlarning
yuzada   bir-biriga   nisbatan   qanday   joylashganliklari   ta’sir   qilsa   kerak.   Bu
mulo h azalarni   dastlab   A.   A.   Balandin   e’tiborga   oldi.   U   o’ zining   multplet
nazariyasida bu masalalarni yoritdi.
Multplet   nazariyasiga   ko’ra,   adsorbsion   aktiv   markaz   bi lan   katalitik   aktiv
markaz   bir   xil   emas.   Adsorbsion   aktiv   markazlarni   ma’lum   sondagi   gruppasi
katalitik aktiv markazlarni   h osil   q iladi. Aktiv markazlar  yuzada tartibsiz emas,
balki   geometrik   jidatdan   ma’lum   tartibda   joylashgan.   Tartibli   bunday
joylashish   kristall   panjarani   aks   ettiradi.   Katalizator   yuzasida   reaksiyaga
kirishuvchi   moddaning   mole kulasi   birgina   aktiv   markaz   bilan   emas,   balki   ikki
(dublet),   uch   (triplet)   va,   umuman,   bir   q ancha   (multplet)   markazlar   tomonidan
tortilishi   mumkin.   Agar   reaksiyaga   kirishuvchi   moddaning   molekulasi
bittagina aktiv markazga  tortilsa  (bir gina aktiv markaz ta’sirida  b o’ lsa), u juda
kam   deformasiyalanishi   va   natijada,   reaksiya   bormasligi   mumkin.   Agar   reak -
siyaga   kirishuvchi   moddaning   molekulasi   ikki   yoki   bir   sancha   aktiv
markazlarga tortilsa (ularning ta’sirida bulsa), bu aktiv markazlarning maydoni
bittagina   aktiv   markazning   maydoni   kuchli   b o’ lgani   sababli,   adsorbilangan
molekula   kuchli   deformasiyalanadi   va   molekulaning   bu   aktiv   markazlarga
tortilish   kuchi   undagi   bo g’ lanishlar   kuchidan   orti q   b o’ lsa,   mole kula   h atto
dissotsilanadi.
Kataliz   prosessi   sodir   b o’ lishi   uchun   reagentlar   molekulasining   tuzilishi   bilan
aktiv   markazlarning   tuzili shi   orasida   ma’lum   geometrik   muvofislik   bo’lishi   kerak.
3 Masalan,   N
2   molekulasi   deformasiyalanishi   yoki   dissosilanishi   uchun   N   —   N
atomlar   ikki   aktiv   markazga   tortilishi,   buning   uchun   esa   aktiv   markazlar
orasidagi   masofa   N   —   N   bog’lanishi   uzunligiga   taxminan   teng   bo’lishi   kerak.
Agar   shun day   b o’ lmasa,   vodorod   atomlari   ikki   aktiv   markaz   ta’sirida
b o’ lmaydi.
Agar   aktiv   markazlar   tuzilishi   bilan   reagent   molekulalari   tuzilishi   orasida
yu q orida   aytilgan   geomegrik   muvofi q lik   b o’ lsa,   dastlab   reagent   katalizator
bilan   kompleks   hosil   h iladi.   Bu   kompleks   o’tar   h olat   nazariyasida   aktiv
kompleks   emas.   Kataliz   prosessi   borishi   uchun   bu   kompleks   bosh q acha
yo’nalish bilan parchalanishi va  h osil b o’ lgan ma h sulot desorbilanishi kerak.
1 - ra s m. Siklogeksanning sekstet mexanizmi bilan ajralishi.
Aktiv   markazlarning   joylashishi   kristall   panjarani   aks   ettirgani   sababli,
metallarning   katalizatorlik   xossasi   kristallarining   shakliga   bo g’ li q   b o’ ladi.
Shunga   muvofi q   gidrogenlash   reaksiyalari   uchun   tekis   markazlangan   kub   yoki
geksagonal   panjarali     va   atomlar   orasidagi   masofa   2,8A   (Pd)   -   2,47   A   (Ni)
b o’ lgan       metallargina         katalizator       b o’ la       olishi   ani q langan.   Bunday
metallar   Ni,   Co, Fe,Cu,   Ru,   Ph,   Pd,   Jr,   Os   metallari   b o’ lib,   ularning   yuzalarida
aktiv   markazlar turtburchak yoki teng yonli  uchburchak turida joylashadi.
Masalan,   Ni,   Pt,   Pd   singari   metallarning   olti   a’zoli   h al q ali   molekulalarni
vodorodsizlantirish   sababi   q uyidagicha   tushuntiriladi.   Bu   metallar   yo q lari
4 markazlangan   k o’ p yoq   yoki   geksagonal   sistemada   kristallanadi.   Shu   sababdan
ularning   panjarasi   yuzasida   teng   yonli   uchburchaklar   b o’ ladi.   Bu
uchburchaklarning burchaklarida aktiv markazlar joylashadi. Olti a’zoli  h alqali
molekulalar   bu   yuzaga   sekstet   mexanizmi   bi lan   adsorbilanadi,   ya’ni   uning   olti
nu q tasi   olti   aktiv   mar kazning   o’ rtasid a   b o’ ladi   (1-   ra s m).   Q aysi   CH
2
gruppadagi bir H atom A, B va V aktiv markazlarga tortiladi.  Ug lerod atomlari
esa   G,   Ye,   D   aktiv   markazlarga   tortilib   turadi.   Aktiv   markazlar   ta’sirida
deformasiyalanish   va   bog’larning   q ayta   ta qs imlanishi   natijasida   C
6 H
1 2
molekula C
6 H
6  va 6 H ga ajraladi.
Etil   spirtning   suvsizlanishi   (C
2 H
5 OH   →   C
2 H
4 +   H
2 0)   ni   q uyidagi   sxema
bilan ifodalash mumkin:
Qora   nuqtalar   bilan   aktiv   markazlar   k o’ rsatilgan.   Aktiv   mar kazlarning
tortish   kuchi   katta   bo’lgani   uchun,   bir   aktiv   mar kaz   bir   vaqtda   ikki   atomni
tortishi  mumkin. H va OH gruppalarning aktiv markazlarga tortilishi natijasida
C  - H va C - OH bog’lar b o’ shashadi va natijada, uziladi.
Etil   spirtning   vodorodsizlanishi   (C
2 H
5 OH   →   H
2   +   CH
3 CHO)   quyidagicha
mexanizm bilan boradi:
Etilasetat efirning parchalanish reaksiyasi  bunday ifodalanadi:
2CH
3 COOC
2 H
5  →  CH
3 COCH
3   + C
2 H
5 OH  + C
2 H
4  + CO
2  
Bu vaqtda bir qancha aktiv markazlar ta’sir  q iladi:
5 /	IMultplet   nazariyasi   saylash   h odisasi   sababini   yaxshi   tu shuntirib   berdi.   Bu
nazariya   za h arlanish   va   aktivlanish   sabablarini   q uyidagicha   tushuntiradi.
Katalizator   zaharlanganda   ayrim   aktiv   markazlarning   ishdan   chiqishi   sababli;
aktiv   markazlar   orasidagi   masofa   buziladi,   natijada   reak siya   tezligi   kamayadi
yoki reaksiya to’htaydi.
Promotorlangan   va   aralashma   kataliza t orda   reaksiyaning   borishini
osonlashtiruvchi yangi aktiv markazlar vujudga keladi.
2.2.  N. I, Kobozevning aktiv   ansambl nazariyasi
N.   I.   Kobozev   fikricha,   aktiv   markazlarning   tabiatini   kristall   h olat   bilan
bo g’ lash,   katalizning   asosiy   turlari   b o’ lmish   gomogen,   geterogen   va
mikrogeterogen   (kolloid   va   ferment)   katalizlarni   bir   nu q tai   nazardan   q arab
izo h lashga   imkon   bermaydi   va   bu   katalizning   umumiy   nazariyasini   yaratishga
to’s q inlik   qiladi.   Demak,   aktiv   markazlarning   ta biatini   kristall   zolat   bilan
bo g’ lash noto’ g’ ridir.
Yoyuvchidagi   katalizatorning   mi q dori   odatda   uning   yoyuvchini   q opla sh
darajasi   ( α )   bilan   ifodalanadi,   α   —yoyuvchiga   so chil gan   katalizator
mi q dorining   yoyuvchi   yuzasini   monomolekulyar   q atlam   bilan   q oplash   uchun
kerak   b o’ lgan   katalizator   mi q doriga   nisbati.   Yoyuvchiga   sochilgan
6 katalizatorning solishtirma aktivligi ( a ), umumiy aktivlik  ( A )   ning  q oplash da -
rajasi ( α )  ga b o’ lgan nisbatiga teng 
Juda   kichik   bo’lganda,   ya’ni   uning   yoyuvchi   yuzasiga   juda   kam   miqdorda
ka talizator sochilgandagi qiymati  katalizatorning suyultirilgan qatlami  deyiladi.
Katalizatorning juda kuchli suyultirilgan qatlamida olib borilgan tajribalar
katalitik   aktivlikning   umumiy   ( A )   va   solishtirma   ( a )   aktivlikning   sochilgan
katalizator   miqdori ga   ekstremal   bog’langanligini   (egri   chiziqning   maksimum
yoki  minimumdan o’tishini) ko’rsatdi 4-  rasm).
Bu   grafikda ordinatalar   o’ q iga   katalizatorning aktivligi, abssissalar   o’ q iga
esa   q oplanish   darajasi   qo’ yilgan.   Rasm dan   k o’ rinadiki,   katalitik   aktivlik
q oplanishning   ma’lum   darajasida   maksimum   qiymatga   ega   b o’ ladi       va   bu
maksimum   juda   kuchli   suyultirishda   (odatda   α   =   0,001—0,01     da)   namoyon
bo’ladi.
4-rasm   katalitik aktivlik ning yoyuvchidagi katalizator mikdoriga ekstremal
bog’liklik grafigi.
Bu   tajribalarning   ma’lumotlariga   asoslanib,   N.   I.   Ko bozev   1939   yilda
uzining   aktiv   ansambl   nazariyasini   yaratdi.   Bu   nazariya   kataliz   tajribasida
kuzatilgan   ko’pgina   faktlarning   sababini   tushuntirib   berdi,   le kin   bu   nazariya
hanuz takomillashtirilmokda.
7 Bu   nazariyaga   ko’ra,   aktiv   mar kazlar   ma’lum   miqdordagi   bir   qancha
atomlar   ansamblidan   ibo rat   bo’ladi.   Ansambl   bir   xil   atomlardan     (fakat
katalizator   atomlaridan)   yoki   h ar   xil   atom lardan   iborat   b o’ lishi   mumkin.   U
amorf   h olatda,   ya’ni   kristallanish   oldi   holatida   b o’ ladi.   Bunday   aktiv
markazlar yuzaning ma’lum joyiga  adsorbsiya kuchi bilan bog’langan.
Amorf   holatdagi   ansambllarga   nisbatan   olganda   kristall   faza   yoyuvchi
vazifasini   o’ taydi.   Kristall   faza,   h ar   kanday   real   yuza   singari,   mozaik
tuzilishda   b o’ ladi.   Uning   yuzasi   ay r im   katakchalardan   tuzilgan   b o’ lib,   bu
katakchalar  siljish (migrasiya) katakchasi  yoki  siljish so h asi  deb ataladi. 
Ka takchalar   bir-biridan   geometrik   va   energetik   g’ovlar   bilan   t o’ silgan.
Shuning   uchun,   ma’lum   temperaturada   atomlarning   gruppasi   ma’lum   katakcha
ichidagina siljib yuradi,  qo’ shni katakchaga esa  o’ ta olmaydi.
Bu   nazariyaning   matematik   ifodasidan   A   va   α   ma’lum   b o’ l sa,   aktiv
markazni   h osil   q ilgan   atomlarni,   ma’lum   temperaturadagi   siljish   so h alarining
o’ rtacha   yuzasini,   bir   aktiv   markazning   katalitik   aktivligini   va   siljish
so h alarining   umumiy   sonini   h isoblab   topish   mumkin.   Nazariyaning   matema tik
ifodasiga   muvofik,   katalizatordagi   aktiv   markaz   (ma’ lum   p   sondagi   atomdan
iborat   ansambl   uchun)   a/a
m ax   va   A/A
t a x   ning   α   ga   q arab   o’ zgarishi
katalizatorning   turiga,   reaksiya ning   hiliga,   yoyuvchiga,   mu h itga,
temperaturaga   va   bosh q a   faktorlarga   bo g’ li q   b o’ lmaydi.   Bir   egri   chizi q   bu
h ollarning  h ammasini  o’ z ichiga oladi.
O’tkazilgan   tajribalar   va   ko’pgi na   katalitik   prosesslar   nazariyaning   bu
xulosasini tasdiqladi.
Katalizator   atomlarining   va   zahar   molekulalarining   sil jish   katakchalari
bo’yicha   taqsimlanishi,   bu   nazariyaga   muvofiq   bir   hil   xarakterga   ega.   Bu
nazariyaga   ko’ra,   zaharlanish   vaqtida   katalizatorning   aktivligi   eksponensial
qonun   asosida   o’zgarishi,   ya’ni   zaharning   dastlabki   qismi   kuchliroq   ta’sir
kilishi   kerak.   Zaharlanish   darajasi   (zaharlangan   ka talizator   aktivligining
zaharlanmagan   katalizator   aktivligiga   nisbati)   zaharning   tabiatiga,   kataliz
prosesining xarakteriga bog’liq bo’lmasdan, faqat  katalizator yuzasidagi  siljish
8 katakchalarining   soniga   bog’liq   bo’lishi   kerak.   Sil jish   katakchalarining   soni
q anchalik   k o’ p   b o’ lsa,   za h arlanish   shunchalik   q iyin   boradi.   Bu   xulosala r   h am
tajribada yaxshi tasdi q landi.
Bu   nazariyaga   k o’ ra,   katalizatorning   aktivligi   siljish   katakchalarining
kattaligiga   va   1   g   katalizatordagi   (yoki   yuza   birligidagi)   siljish
katakchalarining   soniga   bo g’ lik.   Shuning   uchun   aktiv   katalizator   tayyorlash
uchun   siljish   katakchalari ning   sonini   ko’paytirish   kerak.   Bunga   esa
yoyuvchidagi   mozaikalarning   sonini   oshirish,   masalan,   mikrog’ovaklar   va
mikro yoriq larni   buzish   yo’li   bilan   erishish   mumkin.   Metall   yoyuvchilarda,
siljish katakchalarining yuzasi metall oksidi (umuman, gova k)  yoyuvchilardagi
siljish   katakchalariga   nisbatan   ancha   kichik   b o’ ladi.   Binobarin,   metall
yoyuvchida   siljish   katakchalarining   soni   govak   yoyuvchilardagiga   q araganda
k o’ p   bo’ladi.   Shunga   ko’ra,   bu   nazariyaga   muvofi q   metall   katalizator   aktiv   va
za h arlanishga chidamli b o’ ladi.
2.3.  Katalizning elektron nazariyasi
Bu   nazariya   S.   3.   Roginskiy   va   F.   F.   Volkshtayn   tomonidan   ishlab
chi q ilgan   b o’ lib,   asosan   yarim   o’ tkazgich   metall   oksidlar   bilan
q oplanganligidan,   shu   hildagi   metallarga   h am   to’ g’ ri   keladi.   Lekin   metallarga
bevosita   q o’llanila   olmaydi.   Yarim   o’ tkazgichlarga   V,   S,   Si,   Se,   Te,   C   ,   SoO,
ZnO,   V
2 0
5 ,   Zn   (Sb,   Cd)   Sb   va   bosh q alar   kiradi.   Yarim   o’ tkazgich   katalizda
h am  keng tarqalgan.
Yarim  o’tkazgichlarning ideal  modeli sifatida ion kristalini olish mumkin.
Ion   kristallda   yarim   o’ tkazuvchanlik   xossa   tarkibining   stexiometrik   tarkibi
buzilganda   yoki   juda   oz   miqdor   aralashma   mavjudligida   namoyon   bo’ladi.
Masalan,   ZnO   kristalida   bir   oz   rux   atomi   aralashmasi   bor   bo’lsa,   issiq  h arakati
natijasida rux atomi dissosilanishi  mumkin: Zn → Z n + e .  Xosil bo’lgan elektron
bir iondan ikkinchi ionga o’tib yuradi:
Zn +
 +  ye  → Zn
9 Shunday   qilib   Zn +
  panjaraning   bo’g’imlari   bo’ylab   harakat   qiladi.   Bu
prosesslar   natijasida   yuzada   ozod     valentlik   paydo   bo’ladi.   Agar   bunday
yuzaga   qanday   bo’lsin   bir   atom   yaqinlashsa,   u   yuza   bilan   uch   hil   bog’lanib
himiyaviy   adsorbilanishi   mumkin:   a)   bir   elektron   orqali   kuchsiz   gomeopolyar
bog’lanish;   b)   ikki   elektron   orqali   boglanish,   ya’ni   kovalent   bog’lanish   —
mustahkam   gomeopolyar   bog’lanish   va   v)   ion   bog’lanish.   Katalizda   kuchsiz
bog’lanish — kuchsiz gomeopolyar bog’ lanish katta rol o’ynaydi.
  Biz yuqorida adsorbsiyaning qanday borishini ko’rdik.   Elektron tasavvuri
geterogen   katalizni   h am   izo h lab   berishi   mumkin.   Faraz   q ilaylik   q uyidagi
reaksiya borayotgan b o’ lsin:
AV + SD  ↔   AS + VD
Bu   reaksiyaning   borishini   ikki   xil   tasavvur   q ilish   mumkin:   1)   ikkala
molekula   yuzada   dissosilanib,   yuza   bilan   bir   elektronli   bo g’ lanadi.   Shu
kuch s iz   gomeopolyar   bo g’ lanish   h olida   yuzada   h arakat   q ilib   bir-biri   bilan
kombinasiyalashib   reaksiya   ma hs ulotini   h osil   q iladi   va   ular   desorbsilanadi.   2)
molekulalardan   bittasi   yuzada   dissosilanadi   va   kuch s iz   gomeopo lyar
bo g’ lanish   h osil   q iladi.   Ikkinchi   molekula   h avoda   q oladi.   Bu   molekula
yuzadagi   atomlarning   biri   bilan   reaksiyaga   kirishib   reaksiya   ma hs ulotini   h osil
q iladi,   yuzada   bir   atom   kuch s iz   gomeopolyar   bo g’ langan   h olda   q oladi.   136-
ra s mda bu aytilganlar sxema tarzida kursatilgan.
Elektron   nazariyasi   sunggi   va q tlarda   (1948)   yaratilgan   na zariya   b o’ lib
h ali tiklanish va mukamallanish davrini kechiryapti.
10 3-rasm
2 . 4 . T e y l o r n i n g   e n e r g e t i k   n a z a r i y a s i .
Bu   nazariyaga   ko’ra,   katalizator   yuzasidagi   atomlar,   katalizator     ichidagi
atomlardan   o’z   energiyasi   jihatidan   farq   qiladi.   Shuning   uchun   bu   nazariya
energetik   nazariya   deb   ataladi.   Kataliza tor   ichidagi   atomlarni   boshqa   atomlar
bir   tekis   qurshab   olgan   va   shu   sababdan,   ularning   valentliklari   tuyingan,
yuzadagi   atomlarning   valentliklari   esa   tuyingan   emas.   Shu   sababli   ularda
ortiqcha   erkin   energiya   bo’ladi.   Yuzadagi   atom   yuzaning   qanday   joyida
turishiga   qarab,   uning   energiyasi   turlicha   bo’ladi.   Kristallning   q irralarida
joylashgan   atom larning   valentliklari   tekis   yuzada   joylashgan   atomlarning
valentliklaridan   k o’ ra   kamro q   tuyingan.   Xa q i q atan   h am,   kris tall   q irralarining
adsorbilash  xossasi tekis  yuzalarinikiga  q araganda kuchlirok b o’ ladi.
Aktiv markazlarning orti q cha energiyaga  ega  b o’ lishi  kerak degan fikrni
Teylordan oldin D. P. Konovalov aytib  o’ tgan  edi.
11 2 . 5 . O r a l i q   b i r i k m a l a r   n a z a r i y a s i .
  Bu   nazariyaga   ko’ra   kataliz   prosessida   katalizator   reagentlar   bilan
himiyaviy   reaksiyaga   kirishib   katalizator   yuzasida   be q aror   oraliq   bi rikmalar
h osil   q iladi.   Bunday   oraliq   birikmalar   ajratib   olingan   va   ularning   hossalari
o’ rganilgan.
Oralik   birikmalar   h osil   b o’ lishi   bilan   boradigan   kata liz   prosessi   birin-
ketin   boradigan   bir   necha   bos q ichdan   iborat   b o’ ladi.   Har   qaysi   bos q ichning
aktivlanish   energiyasi   barcha   bos q ichlarning,   ya’ni   yig’indi   reaksiyaning
aktivlanish   energiyalari   yig’indisidan   kam   b o’ ladi.   Bo shqacha   q ilib   aytganda,
reaksiyaning   aktivlanish   energiyasi   bir   necha   aktivlanish   energiyasiga
b o’ lingan   b o’ ladi.   Bu   kichik   energiya   g’ ovlarini   yengish   oson   b o’ lganligidan
ularni   yengadigan   molekulalarning   soni   k o’ p   b o’ ladi,   natijada   reaksiya
tezlashadi.
Metall   katalizatorlar   ishtirokida   ammiakni   parchalash   uchun   q uyidagi
mexaniz im  taklif  q ilingan:
NH
3 +M →3H + MN
MN → M + N
NH
3 +M →3H + MN
. . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  
H aqiqatan   ham   bu   reaksiyada   metall   nitrid   (MN)   orali q   birikmasi   hosil
b o’ lishi   tajribalar natijasida tasdiqlangan.  Maydalangan  Cu, Pb, Fe, Co, Ni,  A g
metallari   N
2   +   O
2   aralashmaning   suvga   aylanish   reaksiyasida   katalizator
b o’ ladi.   Lekin   bu   metallarda   katalizatorlik   xossasi   fa q at   ularning   oksidlari
vodorod   bilan   q aytarilishi   mumkin   b o’ lgan   temperaturadan   yu q ori
temperaturadagina   namoyon   b o’ ladi.   Bu   kuzatishdan,   N
2   +   0
2   aralashmaning
metall   katalizatorlar   ishti rokida   suv   h osil   q ilish   reaksiyasi,   birin-ketin
boradigan     oksidlanish- q aytarilish   reaksiyalaridan   iborat   b o’ ladi   degan   xulosa
chi q arilgan:
12 M + O   → MO
MO + N
2  →   M +  N
2 0
M + O → MO
. . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  
Oralik   birikmalar   nazariyasi   gomogen   katalizni   yaxshi   tushuntirib
bersada,   geterogen   katalizda   kuzatilgan   turli   faktlarning   sababini   tushuntirib
berishga   ojizlik   qildi.   Ma salan,   katalizator   yuzasining   tuzilishi   ta’sirini   va
zaharlanish   addisasi   singari   bir   qancha   faktlarni   tushuntirib   bera   olmadi.
Bundan   tanqari,   bu   nazariya   kataliz   hodisasining   ximiyaviy   tomonini   hisobga
olib, fizikaviy tomonini hisobga olmadi. Shubhasizki, bu to’g’ri emas.
So’nggi   vaqtlarda   bu   nazariya   katalizning   fizikaviy   tomo nini   e’tiborga
oldi va natijada kataliz hodisasini to’la roq   tushunishga imkoniyat berdi.
2 . 6   K a t a l i z n i n g  f i z i k a v i y   n a z a r i y a s i .
Bu   nazariya   adsorbilanish   prosessiga   asoslangan.   Fizikaviy   nazariya   ge -
terogen   katalizdagi   k o’ pgina   kuzatishlar   va   tajribadan   olingan   natijalarni
tushuntirib bera oldi.
Geterogen   katalizda   birinchi   prosess   reagentlarning   kata lizator   yuzasiga
adsorbilanishidan   iborat.   Faradey   fikricha,   reaksiyaga   kirishuvchi   moddalar
katalizator   yuzasiga   adsorbilanganda   ular   bir-biriga   shu   q adar   ya q in   masofada
turadiki,   natijada   ular   orasida   himiyaviy   ta’sirlanish   vujudga   kelib,   reaksiya
boshlanadi.   H osil   b o’ lgan   modda   katalizator   yuzasidan   uchib   ketadi   va   uning
o’ rniga reaksiyaga kirishuvchi moddalarning yangi  q ismlari adsorbilanadi.
Ba’zi   avtorlarning   fikricha,   reaksiyaga   kirishuvchi   modda lar
adsorbilanganda,   ularning   yuza   birligidan   konsentrasiyasi   ortadi   va   natijada,
massalar ta’siri  q onuniga muvofik, himiyaviy reaksiyaning tezligi oshadi.
Bu   nazariyalar   t o’g’ ri   b o’ lsada,   ammo   ular   katalizda   kuza tilgan   turli
h odisalar sababini tushuntirib berishda ojiz lik qildi.
13 Katalizning   asosiy   nazariyasini   D.   I.   Mendeleyev   yaratdi,   Bu   nazariyaga
k o’ ra,   adsorbilangan   molekula   ma’lum   o’ zgarishlarga   uchraydi.   Yuza   ta’siri
natijasida molekuladagi  boglar b o’ shashadi  va  h atto, uziladi. Bu ning  natijasida
reaksiya   uchun   kam   aktivlanish   energiyasi   kerak   b o’ ladi   va   reaksiyaning
borishi   osonlashadi.   Fanning   s o’ nggi   tara qq iyotida   bu   nazariya   t o’ la
tasdi q landi .
Aktivlangan   adsorbilanishda   adsorbent   yuzasida   himiyaviy   birikmalar
hosil   bo’lishini   ko’rib   o’tgan   edik.   Aktivlangan   adsorbilanish   o’z   mexanizmi
jihatidan katalizga yaqin keladi. Uni katalizning birinchi bosqichi desa bo’ladi.
Shu   sababdan   aktivlangan   adsorbilanishni   tekshirish   unga   qaraganda
murakkabrok bo’lgan kataliz prosessini o’rganishga yordam beradi.
So’nggi   vaqtda   olib   borilgan   tekshirishlar   haqiqatan   ham   katalizning
birinchi   bosqichi   reagent   bilan   katalizator   orasi da   himiyaviy   birikmalar   hosil
bo’lishidan   iborat   ekanini   ko’rsatdi.   Shu   jidatdan   olganda   himiyaviy   va
fizikaviy   nazariya lar   orasida   prinsipial   farq   yo’q.   Ximiyaviy   va   fizikaviy
nazariyalar birgalikdagina katalizator hodisasini yaxshirok tushuntiradi.
Bu   nazariyani   kataliz   h odisasiga   tatbi q   q ilsa   b o’ ladi.   Katalizator   yuzasida
reagent   va   katali zator   atomlari   aktiv   kompleks   h osil   kilishi   mumkin.   Bu
prosess sxematik ravishda  q uyidagicha ifodalanadi:
G
2  + Yu
2 ↔ G (G
2 Yu
2 )  ↔ GYuYuG
aktiv          adsorbilangan kompleks     atomlar
Shungra   adsorbilangan   atomlar   geterogen   ravishda   reaksiya ga   kirishi
mumkin.   Yuzada   xosil   bulgan   birikmalarning   tabiati   (tuzilishi   va   ulardagi
bo g’ lar   harakteri),   asosan,   yuza da   birikma   h osil   q ilgan   molekulalarning
tuzilishi   va   himiyaviy   xossalariga,   katalizatorning   tuzilishi   va   himiyaviy
xossalariga, katalizator yuzasining xususiyatiga  bog’liq.
1)   reagent   molekulasi   katalizator   yuzasida   unchalik   defor-
masiyalanmasa,   vodorod   bog’lanish   kabi   kuchsiz   bog’lanishlar
hisobiga birikma hosil buladi, 
14 2 )   molekula   qisman   deformasiyalansa,   gomeopolyar   bog’lanishli
kutblangan birikma xosil bo’ladi, 
3)  reagent  molekulasi  katalizatorning yuzasi  ta’sirida dissosilansa,  radikal
yoki ion birimalar hosil bulishi mumkin.
Yuzada   hosil   bo’lgan   birikmalar   oralik   birikmalar   bo’ lishi   mumkin.   Bu
holda, himiyaviy nazariyada bayon etilgan fikrlar o’z kuchini saqlab qoladi.
Shunday   q ilib,   kataliz   prosessi   adsorbilanish   prosessidan   va   yuzada   birin-
ketin boradigan bir  q ancha himiyaviy prosesslardan iborat.
Aktiv markazlarning tabiati, ularning himiyaviy tarkibi va fizik xolati   h ali
yaxshi   tekshirib   chi q ilgan   emas.   Bu   soxada   asosan   uch   nazariya:   Teylorning
energetik   nazariyasi,   N.   I.   Kobozevning   aktiv   ansambl   nazariyasi,   S.   3.
Roginskiyning   ximiyaviy   nazariyasi,   A.   A.   Balandinning   multplet   nazariyasi
bor. Bu nazariyalarga  q is q acha to’htalib  o’ tamiz.
2.7.    S.  Z .  R o g i n s k i y n i n g   h i m i y a v i y   n a z a r i y a s i .
Bu   nazariyaga   k o’ ra,   turli   katalitik   prosesslarning   mexanizmi   bir-biridan
prinsipial   fark   k iladigan   aktiv   markaz   hillari   b o’ lishi   mumkin.   Aktiv
markazlarning   tabiatini   kristall   yoki   amorf   h olat   bilangina   bo g’ lash   noto’ g’ ri.
Moddani   bu g’ la n ib,   so’ngra   suyu q   h olga   keltirish   usuli   bilan   olib   borilgan
tekshirishlar   juda   kam   mikro q o’shimchalar   h am   katalizator ning   himiyaviy
tabiatiga   va   aktivligiga   katta   ta’sir   q ilishni   k o’ rsatdi.   Har   q anday   katalizatorda
ma’lum   mi q dorda   aralashma   b o’ lishi   mumkin.   Katalizator   tayyorlash   va q tida
bunday   aralashmaning   juda   bulmaganda   mikro q ismi   kirib   q olishi   turgan   ra p .
Shunday  q ilib, bir jinsli emas yuza  h osil b o’ la di. Natijada, katalizatorning turli
joylarida   turlicha   mikrotarkib   va   turlicha   aktivlik   b o’ lishi   mumkin.   O’ z
himiyaviy   tarkibi   ji hatidan   boshqa   uchastkalardan   farq   qilgan   uchastka   va
zonalar   u   yoki   bu   zonalar     chegaralangan   uchastkalargina   aktiv   markaz
b o’ ladi.   Haqiqatdan   ham ,   agar   katalizator   mikro qo’ shimchalardan   tozalansa,
uning aktivligi kamayadi yoki butunlay yo’qoladi.
15 Katalitik   aktiv   modda   termodinamik   ji h atdan   h am   aktiv   bo’lishi   kerak
degan   farazga   asoslanib,   S.   3.   Roginskiy   o’ zining   o’ ta   t o’ yinish   nazariyasini
yaratdi.   Bu   nazariya   aktiv   kata lizatorning   kanday   tayyorlanishi   mumkinligini
ko’rsatib   berdi.   Ma’lumki,   sistema   muvozanat   h olatda   minimum   energiyaga
e ga   b o’ ladi.   Muvozanat   h olatdan   uzo q lashgan   sari   uning   ener giyasi   osha
boradi.   Shuning   uchun   bu   nazariyaga   k o’ ra,   kataliza tor   tayyorlashda   olib
boriladigan   reaksiya   va   prosesslar   mu vozanat   ho latidan   uzoqda,   ya’ni   o’ ta
t o’ yinish   sharoitida   olib   borilishi   kerak.   Katalizator   tayyorlashdagi   barcha
prosesslarning   q anday   q il i b   o’ ta t o’ yinish  sharoitida olib  borilishi   kerakligi, bu
nazariyada anik bayon  q ilingan.
2.8. Katalizning radikal nazariyasi
Bu   nazariya   N.   N.   Semyonov,   V.   V.   Voyevodskiylar   tomonidan
yaratilgan.   Bu   nazariya   katalizning   elektron   nazariyasi   bilan   zanjir   reaksiyalar
mexanizmiga   asoslangan.   A   +   V→2AV   reaksiyasini   bu   nazariya   bilan
kuyidagicha   tasvirlash   mumkin:   A
2 ,   V
2   —   molekulalari   yuzada   ozod   valentlik
orqali yuza bilan bo g’ lanadi.
A
2 +  V = AV + A
B
2  +  V = B V + B
V   —   ozod   valentlik,   A,   V   ozod   atom   yoki   radikallar   zanjir   reaksiyada
q urilgan   aktiv   markaz   vazifasini   bajaradi   va   h ajmda   yoki   geterogen   ravishda
yuzada   zanjir   reaksiyani   boshlab   yuboradi.   Agar   (A)   va   (V)   yuza   bilan   bir
elektron   orkali   bog’langan   atomlar   b o’ lsa,   quyidagicha   reaksiyalar   ma h suloti
hos il b o’ ladi:
A + BV → AV + V
V + AV →AV + V
Masalan,   C
2 H
4   ning   C
2 H
6   gacha   gidrogenlashi   q uyidagi   zan jir   reaksiya
bilan boradi deb faraz  q ilinadi
CH
2  =  CH
2  + V →V CH
2 CH
2  -
16 VCH
2 CH
2  - +  H
2  → VCH
2 CH
3  +  H
VCH
2 CH
3  +  H → CH
3 CH
3  + V
H  + V→HV +  V
va hokazo.
Radikal   nazariya   ham   yangi   nazariya   bo’lib,   o’zining   tiklanish   davrini
kechiryapti.
Misol  va  masalalar.
Getrogen jaroyonlar kinetikasi Diffuziya
Diffuziya jaroyoni Fik tenglamasi bilan ifodalanadi.1-tenglamasining  differensial 
ko’rinishi 
                                                    (1)
 
2-tenglama
 =D                                                    (2)
Bunda dn-sirt  maydoni S orqali dt vaqt oralig’ida o’tkan modda miqdori;(dc/dx)
(graddc) konsentratsiya gradenti. Konsentratsiya gradenti konsentratsiyaga bog’liq  
  Statsiyanar oqimda
(dc/dt) diffuziyalanadigan modda  konsentratsiyasining  berilgan nuqtada vaqt 
bo’icha o’zgarishi;D-diffuziya kayfisenti:
17 ;         (3)
Bunda   -konstanta;  -diffuziyaningfoallanish energiyasi.
Fik tenglamalarning integral ko’rinishi quydagicha: 
Stansiyanar oqim uchun 1-tenglama
   S;             (4)
Stansiyanarmas oqom uchun 2-tenglama
   (5)
u holda 
       =        ,                     (6)
Agar diffuziya yarim cheksiz kesimda(X 0 dan+ gacha o’zgaradi) qaratilsa uholda 
tenglamaninh yechimi quydagi ko’rinishni oladi.
C= (1-erfZ).          (7)
     =   ,                        (8)
18 Bunda erfZ-xatoning gauss integrali erfZ ning qiymati sprounchniklarda Z ning 
funksiyasi sifatida beriladi.
Z=                                           (9)
Z ning bazi qiymatlari va unga mos keladigan  erfZ ning qiymatlari;
Z……0      2,8     
erf Z….. 0        1            2
(5)    (8)  tenglamalar quydagi shart bajarilganda qo’llanilishi lozim:
t 5,6  .               (10)
bunda     l=  diffuziya o’tadigan modda qavatining qalinligi;
5,6  =L                            (10a)
L-diffuziya oqomining  t  vaqt ichidagi harakat  yo’li (masofasi). 
Diffuziya kayfisentini ishqalanish kayfisenti orqali  Stoko Eynshtein teglamasi  
bo’icha ifodalash mumkun.
D  :         (11)
 Bunda   -qovushqoqlik kayfisenti 
   r-diffuziyalanadigan zarracha radiusi (sferik shakldagi zarracha bo’lsa).
Erish tezligi aralashtirish doimiy bo’lganda Fik tenglamasi bilan ifodaladi. 
Uning defferensianal ko’rinishi:
19 (  ,                         (12)
Bunda D-eriydigan moddaning diffuziya kayfisenti:
S_eriydigan moddaning sirt maydoni:
V-erituvchi hajmi:
 -sirt oldi qavatining qalinligi :
-to’yingan eritma konsentratsiyasi mol/l;
C- eritma kansentratsiyasi.
DS/V = (13)
Agar C=const  bo’lsa u holda erish jaroyoni stansionar bo’ladi.
Bunda  / =const  va  12-tenglamaning integral ko’rinishi quydagicha 
bo’ladi.
n=DS/V  t.               (14)
Bunda  n-t vaqt ichida erigan modda miqdori.
Agar erishda konsentratsiya C-o’zgarsa  u holda
= lg  . (15)
Getrogen monomolekulyar tipidagi reaksiya tezligi uchun,
A
k.m   +B
(gaz yoki suyuq) Eritma
20 Tezlikning samarali kanstantasi;
k*= k/(k+ ,                             (16)
 Bunda birinchi tartibli kimyoviy reaksiyaning hususiy tezlik kanstantasi
-diffuziya tezlik kanstantasi;
D/ ,                      (17)
-reagentni ko’chirish masofasi.
Diffuziya sohasida boruvchi reaksiya uchun ( k*= )  kinetic tenglamaning ko’rinishi 
defferensianal shaklda 
- =  (C- ),             (18)
Bunda  C,  -mos ravishda eritma holidagi B-reagent konsentratsiyasi va 
sirtdagi va sirtdagi A-madda konsentratsiyasi  =o da
- = c;           (19)
Integral shaklda
k= = lg .                                     (20)
21 A(
q) +b
(g)  =AB
(q)   tipidagi reaksiya uchun  reaksiya mohsuloti  AB g’ovak  va A va B 
moddalarning o’zoro to’qnashishlari uchun qiyinchilik bo’lmaydigan bo’lsa  reaksiya 
tartibi no’linci, birinchi ikkinchi va kasr bo’lishi mumkin. Nolinchi tartibli reaksiya 
uchun  kinetic tenglamaning integral ko’rinishi quydagicha bo’ladi.
=k 1 
t.                                            
(21)
Bunda   -modda sirtida AB qavatning hosil bo’lishi hisobiga    reagent
masofasining ko’rinishi S-sirtning reagent maydoni; S=const, tezlik 
doimiysi.
Agar A va B reagentlarning o’zaro tasiri  ABning  zich qavati  orqali amalga oshsa  
qoidaga ko’ra diffuziya  jarayoni limitlovchi,u holda kinetik tenglamaning  integral 
shakli parabola  tenglamasidir.
=k’t, (22)
Bunda k’ A va B reagentlarning  AB ohirgi mahsulot  qavati orqali diffuziyalanish  
kayfisenti D ga  proporsianal bo’lgan tezlik kanstantasi.
Bug’lanish tezligi quydagi tenglama bilan ifodalanadi.
= .                                    (23)
22 Bunda  - sirt yuzasi va vaqt birligi ichida  bug’langan suyuqlikning 
molar soni (bug’lanish tezligi)   - to’yingan bug’bosimi.
N. I.  Kobozev nazariyasiga binoan adsorbsion katalizatormimg 
katalitik faollik tutuvchisi katalizatorning atom fazasidir.
Har qaysi jaroyon uchun malum sondagi  atomlardan iborat ansanbil  faol 
markazdir. (N)
=  ,                                 (24)
Bunda  ,   -maksimal umumiy va solishtirma faollikga erishishga olib keladigan 
katalizator malekulalarning  soni.  Mos holda ko’chish sohasi soni.:
= ,               (25)
Bir   - sohali ansanbillarning mutloq faolligi quydagi tenglama bo’yicha aniqlanadi.
lg =f(N),                         (26)
yoki  
lg =lg(r
n   Z 1-n
)-  ,                ( 27 )
23 Oqimda boruvchi monomolekulyar reaksiya uchun o’zgarmas bosimda  tenglama 
quydagi ko’rinishi oladi. 
ln =  ,                   (28)
Bunda v- katalizator hajmi  va vaqt birligi ichida  dastlabgi modda sarf etilishi  
tezligi mol, y- reagentni mahsulotga o’tish darajasi.
 - katalizaztor sirt yuzasi va sirtda boruvchi reaksiya  kanstantaga bog’liq bo’lgan  
doimiy qiymat; 
 moddaning odsorbsiya kayfisentini harektirlovchi doimiy kattalik.
  kayfisentlar  reaksiyaning kinetik harekterlovchi  kattaliklardir.
Frost-Balandin tenglamasini   ln =  , grafik bo’yicha quydagi 
tenglama bilan ifodalash mumkin.
ln
                                                              lg
                       
                                                                                     
  
24α Abtsisa o’qiga    ardinata o’qiga esa    ln  qo’yilsa to’g’ri chiziq olinadi.
 To’g’ri chiziqning abtsisa o’qi bilan hosil qilgan burchak tenglamasi  ordinata 
o’qining  kesishi  esa  (yani y=0 dagi qiymati )   -kattaligini  beradi.
Masala
C
2 H
5 OH ning suv va etelenga  parchalanish reaksiyasi 653K da 10Ccm 3
(ml) Al2O3 
katralizatorda 64‰ sipirtning sarfi va gazning hajni  V
tash  3 minut davomida 
quydagicha 
n, cm 3
0,144 0,65 0,937 1,15 2,37
V
tash 30,3 85,7 119 131,5 217
Barometrik bosim 100121,63 Pa xona tempraturasi 300K  Frost-Balandin 
tenglamasidagi α va β kayfisentlari  qiymatlarini hisoblang va emprik tenglamani 
yozing.
ECHISH:
Frost-Balandin tenglamasining   α  va  β  kayfisentlarini toppish uchun   ln  ning   
ln gabog’liqlik grafigi tuzulib aniqlanadi.  Buning uchun  , u,  y, ln  ,  larning 
qiymatlari hisoblanadi va olingan natiyjalar asosida grafik tuziladi.
Tajriba natiyjalari asosida    quydagi formula bo’yicha hisoblanadi. 
   
25    = ,   (a)
Bunbda  m  
C2H5OH   =ndb/M100  -spirt massasi; 
b- siprtning eritmadagi ulishi;d  
C2H5OH   =0,9g/  
cm3  spirtning zichligi;  t-spirtning berilish 
vaqti  V
kat   katalizator hajmi  (cm
3 ).
U holda
m
1  = =0.0018 mol       (b)
= =0.006 mmol (sm 2
min).          (s)
Ajralib chiqgan gaz hajmini n.sh. da keltiramiz.
V= (d)
(P
H2O =3212,63 Pa  berilgan tempraturada  suv bug’ining to’yingan  bosimi )  berilgan 
tajriba uchun C
2 H
4  ning  n. sh. dagi xajmi;  
V= =27.7 sm 2
       (e)
 bundan etelenning  molar soni 
m C
2 H
5 = = =0.0012 mol.            (g)
26  U holda    = = =0.667;
y =0.060 66.7 10 -2
 =0.040;
ln =0.0060 ln  =0.0060 ln =0.0060 
ln3=0.0060 0986=0.0066
(f)
Barcha tajribalar uchun etanolning berilish tezligi va uning  va uning 
mahsulotg a aylantirishi quydagicha.
0,0060 0,0272 0,0392 0,0482 0,0995
y∙10 -2
66,7 41,7 40,2 36,5 26,6
y 0,0040 0,0114 0,0157 0,0176 0,0264
ln 0,0066 0,01460 0,0200 0,0218 0,0306
Berilgan  α=0,012, β=1 ekanligini btopamiz.   U holda  emprik tenglama 
quydagicha bo’ladi.
ln = y +0,012.
27 28 XULOSA
1. Kataliz  nazariyalariga doir  ilmiy adabiyotlardagi  malumotlar  yig’ilgan va  
umumlashtirilgan.
2. Kataliz nazariyasi mavzusiga doir masalalardan namunalar echilgan.
3. Kataliz nazariyasi mavzusiga doir slaydlar  Power Point da  yasalgan va bazi 
katalitik reaksiyalarning  videosi  keltirilgan.
FOYDALANILGAN  ADABIYOTLAR .
1. H.U Usmonov. H.R Rustamov Fizikaviy kimyo toshkent 1974 yil
2.   X.U.Usmonov "Fizik kimyo".  N8 1970 yil.
29 3.   Raximov X.R. "Fizik va kolloid kimyo", Щituvchi. T.1978 y.
4.   Rustamov X.R. "Fizik kimyo" T.,  Щ ituvchi, 1983 y.
5.   Nazarov A.N. "Fizik kimyo va kolloid kimyo",  Щ ituvchi, T.
   1990 y.
6.   V.A.Kireyev Kratkiy kurs fizicheskoy ximii M. 1970 g.
7.   Kisileva Ye.V. Fizik kimyodan misollar va masalalar tuplami.  T.63.
8.   Kuznesov V.V. "Fizicheskaya i kolloidnaya kimyo" M.1969 g.
9.   Lukyanov "Fizik*kolloid kimyo" M. 1988 g.
10.   Ravich M.I. "Fizik va kolloid kimyo", T.Ukituvchi, 1983 y.
30

KATALIZ NAZARIYASI REJA: I. Kirish. I.Nazariy qism. Kataliz nazariyalari. 2.1. Katalizning Multplet nazariyasi. 2.2. Aktiv Ansanbil nazariyasi. 2.3. Katalizning elektron nazariyasi 2.4.Teylorning energetik nazariyasi. 2.5.Oraliq birikmalar nazariyasi. 2 . 6 . Katalizning fizikaviy nazariyasi 2.7. Katalizning kimyoviy nazariyasi 2.8.Katalizning radikal nazariyasi III. Amaliy qism Misol va masalalar echich. IV. Slaydlar. V. Xulosa. VI. Foyda l anilgan adabiyotlar. Kirish 1

Zamonaviy kimyo va kimyoviy texnalo’giyani katalitik jarayonlardan ajratib tasavur qilish mumkin emas. Kimyoviy tehnalo’giya jarayonlarining barchasida ham u yoki bu katalitik jarayonlar qo’llaniladi..Sanoatda katalitik jarayonlarning ko’lami yildan-yilga oshib bormoqda. Katalizatorlarning keng ko’lamda qo’llanilishi atrof- muxitni zaharlovchi moddalarni neytrallashda kuzatilmoqda gaz va toshko’mirdan uglevodorod va kislorod saqlagan sintetik oqsillar olishda o’rin yanada oshmoqda.Yoqilg’i energiyasini elektr energiyasiga aylantirish uchun issiqlik elementlarini yaratish yanada istiqbollidir .Katalizning yangi kansebsiyasi ko’plab hossalarni mo’zida mujassamlashtirgan. Palimer materiallar va boshqa mahsulotlar energiyani oshirish usullarini takomillashtirish oziq ovqat mahsulotlar ishlab chiqarishni hususan oqlillarni alkanlar va ammiakdan sintez qilish orqali ko’paytirish imkoniyatlarini berayapti .Gen muhandistlik usullarida faolligi va tanlab tasiri bo’yicha tabiiy biologik katalizatorga yaqin fermentlar va metal-organik birikmalarni olish imkoniyatlari paydo bo’layapti. Shuning uchun kataliz nazariyasini urunishlar doimo bo’lgan va davom etmoqda yuqorida qayd etilganlardan kelib chiqqan holda maskur kurs ishining maqsadi katalitik nazariyalarni yoritishga bag’ishlangan. Zamonaviy kimyoviy ishlab chiqarish jarayonlarning 90% ikatalitik jarayonlarga asoslangan. Xozircha katalizni to’la to’kis tushuntirib beradigan yagona nazariya yo’q, lekin katalizning turli tomonlarini ayrim ayrim tushuntirib beruvchi nazariyalar bor 2.1 Katalizning Multplet nazariyasi 2

Aktiv markazlarning tabiatini o’rganish, o’tar holat nazariyasini katalizga tatbiq etish, yuzada hosil bo’lgan oralik birikmalarning tabiatini va ularning hosil bo’lish mexanizmini o’rganish katalizning ko’pgina hodisalarini tushunishga yordam berdi. Kataliz prosessining borishi xarakteriga aktiv markaz larning tabiati, soni va aktivligidan tashqari, ularning yuzada bir-biriga nisbatan joylashuvi ham katta ta’sir qili shi kerak. Yuzada ikki o’lchamda boradigan reaksiyalarning yo’nalishiga, saylash hodisasiga va boshqa hodisalarga aktiv markazlarning yuzada bir-biriga nisbatan qanday joylashganliklari ta’sir qilsa kerak. Bu mulo h azalarni dastlab A. A. Balandin e’tiborga oldi. U o’ zining multplet nazariyasida bu masalalarni yoritdi. Multplet nazariyasiga ko’ra, adsorbsion aktiv markaz bi lan katalitik aktiv markaz bir xil emas. Adsorbsion aktiv markazlarni ma’lum sondagi gruppasi katalitik aktiv markazlarni h osil q iladi. Aktiv markazlar yuzada tartibsiz emas, balki geometrik jidatdan ma’lum tartibda joylashgan. Tartibli bunday joylashish kristall panjarani aks ettiradi. Katalizator yuzasida reaksiyaga kirishuvchi moddaning mole kulasi birgina aktiv markaz bilan emas, balki ikki (dublet), uch (triplet) va, umuman, bir q ancha (multplet) markazlar tomonidan tortilishi mumkin. Agar reaksiyaga kirishuvchi moddaning molekulasi bittagina aktiv markazga tortilsa (bir gina aktiv markaz ta’sirida b o’ lsa), u juda kam deformasiyalanishi va natijada, reaksiya bormasligi mumkin. Agar reak - siyaga kirishuvchi moddaning molekulasi ikki yoki bir sancha aktiv markazlarga tortilsa (ularning ta’sirida bulsa), bu aktiv markazlarning maydoni bittagina aktiv markazning maydoni kuchli b o’ lgani sababli, adsorbilangan molekula kuchli deformasiyalanadi va molekulaning bu aktiv markazlarga tortilish kuchi undagi bo g’ lanishlar kuchidan orti q b o’ lsa, mole kula h atto dissotsilanadi. Kataliz prosessi sodir b o’ lishi uchun reagentlar molekulasining tuzilishi bilan aktiv markazlarning tuzili shi orasida ma’lum geometrik muvofislik bo’lishi kerak. 3

Masalan, N 2 molekulasi deformasiyalanishi yoki dissosilanishi uchun N — N atomlar ikki aktiv markazga tortilishi, buning uchun esa aktiv markazlar orasidagi masofa N — N bog’lanishi uzunligiga taxminan teng bo’lishi kerak. Agar shun day b o’ lmasa, vodorod atomlari ikki aktiv markaz ta’sirida b o’ lmaydi. Agar aktiv markazlar tuzilishi bilan reagent molekulalari tuzilishi orasida yu q orida aytilgan geomegrik muvofi q lik b o’ lsa, dastlab reagent katalizator bilan kompleks hosil h iladi. Bu kompleks o’tar h olat nazariyasida aktiv kompleks emas. Kataliz prosessi borishi uchun bu kompleks bosh q acha yo’nalish bilan parchalanishi va h osil b o’ lgan ma h sulot desorbilanishi kerak. 1 - ra s m. Siklogeksanning sekstet mexanizmi bilan ajralishi. Aktiv markazlarning joylashishi kristall panjarani aks ettirgani sababli, metallarning katalizatorlik xossasi kristallarining shakliga bo g’ li q b o’ ladi. Shunga muvofi q gidrogenlash reaksiyalari uchun tekis markazlangan kub yoki geksagonal panjarali va atomlar orasidagi masofa 2,8A (Pd) - 2,47 A (Ni) b o’ lgan metallargina katalizator b o’ la olishi ani q langan. Bunday metallar Ni, Co, Fe,Cu, Ru, Ph, Pd, Jr, Os metallari b o’ lib, ularning yuzalarida aktiv markazlar turtburchak yoki teng yonli uchburchak turida joylashadi. Masalan, Ni, Pt, Pd singari metallarning olti a’zoli h al q ali molekulalarni vodorodsizlantirish sababi q uyidagicha tushuntiriladi. Bu metallar yo q lari 4

markazlangan k o’ p yoq yoki geksagonal sistemada kristallanadi. Shu sababdan ularning panjarasi yuzasida teng yonli uchburchaklar b o’ ladi. Bu uchburchaklarning burchaklarida aktiv markazlar joylashadi. Olti a’zoli h alqali molekulalar bu yuzaga sekstet mexanizmi bi lan adsorbilanadi, ya’ni uning olti nu q tasi olti aktiv mar kazning o’ rtasid a b o’ ladi (1- ra s m). Q aysi CH 2 gruppadagi bir H atom A, B va V aktiv markazlarga tortiladi. Ug lerod atomlari esa G, Ye, D aktiv markazlarga tortilib turadi. Aktiv markazlar ta’sirida deformasiyalanish va bog’larning q ayta ta qs imlanishi natijasida C 6 H 1 2 molekula C 6 H 6 va 6 H ga ajraladi. Etil spirtning suvsizlanishi (C 2 H 5 OH → C 2 H 4 + H 2 0) ni q uyidagi sxema bilan ifodalash mumkin: Qora nuqtalar bilan aktiv markazlar k o’ rsatilgan. Aktiv mar kazlarning tortish kuchi katta bo’lgani uchun, bir aktiv mar kaz bir vaqtda ikki atomni tortishi mumkin. H va OH gruppalarning aktiv markazlarga tortilishi natijasida C - H va C - OH bog’lar b o’ shashadi va natijada, uziladi. Etil spirtning vodorodsizlanishi (C 2 H 5 OH → H 2 + CH 3 CHO) quyidagicha mexanizm bilan boradi: Etilasetat efirning parchalanish reaksiyasi bunday ifodalanadi: 2CH 3 COOC 2 H 5 → CH 3 COCH 3 + C 2 H 5 OH + C 2 H 4 + CO 2 Bu vaqtda bir qancha aktiv markazlar ta’sir q iladi: 5