HOMOJEN KATALİZİN KULLANILDIĞI YÖNTEMLER
Bu yöntemler, koordinasyon kimyasındaki araştırmalardan kaynaklanmıştır. Bunlar çoğu zaman, kimyasal tepkimeleri tek bir ürüne doğru yönlendirmeye imkân verir: mesela, rodyum-dikarbonil-diiyodür, metanol ve karbon monoksitten, yüzde 99 oranında asetik asitin oluşmasına yol açar. Diğer yandan, etilen-karbon-monoksit-hidrojen kanşımı, kullanılan katalizöre bağlı olarak çok farklı ürünler verir.
Ham maddeler Katalizör Yapılan madde Kullanma alanı Piyasa çıkış tarihi
propiien + Mo” propiien poliüretan(kopük) 1969
yükseltgen kompleksleri oksit poliyester (plastikler)
metanol + CO [Rh(CO)2I2]- asetik asit vinil asetat (kaplama) 1970
bütadiyen + HCN Ni(L3}4 adiponitril naylon (iplik, plastik) 1971
a-oiefinler RhH(C)(L2)3 aldehitler plastikleştirici, yağlayıcı 1976
etilen Ni(L3 )2 a-olefinler deterjan 1977
CO, h2 (kömür) [Rh(co)2y- asetikanlidrit selüloz asetat (film) 1983
* L: ligant; Lj triaril fosfit: L2: PPh.3; L3- OOCCH2: PPh2; Ph: CĞH5.
Akışkanlaştırılmış yatakta polietilen üretimi. Tepkime kabının içine alttaki bir kompresörle etilen püskürtülür ve aynca, başka bir birimden, katalizör de gönderilir. Her ikisi de akışkan/aştın lir, yani gaz akımı içinde katı asıltı haline getirilir. Tepkimeye girmemiş olan gaz (tam olmayan tepkime) yeniden çevrime sokulur. Üretilen polietilen bir siloya gönderilir ve üretildikçe, buradan alınarak, pazarlanmak üzere, piyasaya sürülmeye hazır hale getirilir (boyarmaddeterin katılması, torbalama vb).
enerji taşımaları gerekir; bu durumda da etkinleştirme enerjisi kavramıyla karşılaşılır; söz konusu bu enerji, altında kalındığında hiçbir şeyin gerçekleşemeyeceği bir eşik değeri oluşturur.
Bileşik tepkimeler
Yalıtık tepkimeler fazla değildir. Genellikle kimyasal dönüşümler birçok yalıtık (birim) tepkimenin üst üste gerçekleşmesinden veya birbirini izlemesinden kaynaklanır. Mesela, amonyağın doğrudan sentezi [N2 (g)+3H2 (g)= 2NH3 (g)], (patlayıcılann üretilmesi ve gübrelerin hazırlanması için o kadar önemlidir ki, bunu geliştirmeyi başaran F. Haber, 1918’de Nobel Kimya Ödülü’ne layık görülmüştür), tüm tepkinler tamamen tüketilmeden sona erer: bu, zıt bir tepkimenin sentezle rekabete girdiği kabul edilerek açıklanabilir. Diğer durumlarda, aynı anda birçok rakip tepkime gerçekleşir.
Diğer yandan, bir tepkimenin sonunda kendileri de dönüşüme uğrayan birtakım ürünler elde edilebilir (ardışık tepkimeler). Tepkimeye giren türlerin zamana bağlı olarak derişimlerinin gözlemlenmesinden hareketle, kimyasal tepkimelerin mekanizması üzerine birtakım temel bilgilerin elde edilebileceği düşünülür.
TEPKİME MEKANİZMALARI
Kimyasal bir tepkimenin denklemi tektir: bir tarafa tepkimenin tepkinleri ve diğer tarafa ürünleri yazılır, Molekül düzeyinde, dönüşüme imkân veren süreç nedir? Ara ürünler hangileridir? Bunlar, kimyacının gerçekten kendi kendine sorduğu sorulardır, çünkü, ancak bu ayrıntıları bildiği sürece müdahale edebilecektir: bir tepkime yavaşsa, bu ayrıntılar içinde hızı sınırlayan aşamayı arayacaktır; yavaş aşamanın kestirme yolunu bularak, yani başka bir yol izleyerek, tüm tepkimeyi hızlandırma imkânını arayabilecektir. Bir dağcı da, zirveye doğru bir yol aradığında karşılaştığı çok büyük engellerin çevresinden dolaşarak, bir bakıma aynı şeyi yapar.
«Akışkan tabaka içinde gaz evresi» yoluyla etilenle polimerleştirme işlemi
Reaktör
Katalizör
toz polietilen deposu
depolar
kompresör
I Gaz akımı devresi: etilen * Polietilen devresi
paketleme
Temel tepkime
Temel tepkime, iki parçacık arasında m çekleşen kimyasal bir etkinliktir. Mesela OH- iyonunun karşılaşması, doğrudan t nün oluşmasına yol açar:
H+ (g) + IO-H-(g)—► H-Ö-H
Ok işaretli (eğri), OH’ iyonuyla ola bir elektron çiftinin, bu çifte sahip olm. yani kararlı olmak için bir çift bağ olu rudan bir su molekülü vereceğini beli temel olduğu söylenir.
Genel olarak, kimyacı, doğanın seçt re geçişe imkân veren temel tepkimek bir tepkimenin molekül miktarı, tamir ken olarak işe karışan parçacıkların s: suz bir tamsayıdır. Nitekim, yukarıdc kül miktarı ikiye eşittir: tepkimenin çı edilir. Bazen, üçmoleküllü tepkimele. çift moleküllü tepkimelerden çok dai da üç parçacığın karşılaşmasını gerel dır. Bir başka parçacığın çarpma etk hangi bir parçacığın da kendiliğindi edilirse, tepkimeler tekmoleküllü de
Kimyasal bir tepkimenin
Kimyasal bir tepkimenin mekanik toplamı gerçekten bu tepkimeyi veri nü araştırmak gerekir. Daha sonra, dmdan genel tepkimenin hesaplan olarak gözlemlenen hızla uyumlu tepkimenin tek bir aşamada gerç aşamalı tepkimeye basit tepkime de dimerleşme tepkimeleri (mesela: 2 tepkimleri ve diğer bazıları bu tür 1
Bir tepkime mekanizmasının ort
– temel tepkimelerde, molekül mi] aşamalara yol açan bir basitlik;
– her aşamada minimum yapı dt aynı anda kopma olasılığı düşükti
– makroskobik tersinirlik (deney yönde izlediği yolun, zıt yönde iz) termiştir). Mesela amonyağın sent de ancak minimum değişikliğin gf de yapılmalıdır:
n2 — 2N,
n+h2^ NH +H,
H+N — ■NH,
NH+H2 — nh3.
Böyle bir mekanizmanın ola tepkime ortamı içinde, N, H, NH ve bulmak gerekir.
BAŞLICA TEMEL
Temel tepkimeler yapılarına nırlı sayıda kategori verir.
Bağın kopması. Bir bağın k lir. Birincisinde, bu bağı oluştuı ron bir atomla birlikte gider; 1 brom molekülünde bu durum ; Br: Br -*• Br+-Br.
Burada, homoîitik kopma söz k İkincisinde, iki elektron bir; yani en elektronegatif olanla g
C1:CH3 — er.- + CH+
Bu heterolitik kopma, tekmot Bir bağın oluşması. Bu da
Br+-CH3 -*■ Br:CH3 kök te H++OH- — H:OH iyon te Her iki durumda da, çiftmc Diğer yandan, bir türden d olabilir; bu durumda yine çift dur, mesela:
Cl-+H2 — HC1+ H- kök tf Aşağıdaki durumda, tepki: ğundan söz edilir:
C2H51+Br- — C2H6Br+I- i