Чи можна прожити без прискорення? Хімічна кінетика і каталіз.
Без прискорення прожити не можна - і хімічна промисловість зупиниться, і людський організм. Хімія каталізу вивчає каталізатори - речовини, що прискорюють (це кінетика) хімічні реакції. Речовини, що уповільнюють реакції, називаються інгібіторами. Ферменти - Це біологічні каталізатори. Каталізатор не знаходиться в стехіометричних відносинах з продуктами і регенерується після кожного циклу перетворення реагентів у продукти.
Реакція, нагодувати людство (Вирішення проблеми пов'язаного азоту) - цикл Габера-Боша. Аміак отримують з каталізатором - пористим залізом. Протікає при Р = 30 МПа і Т = 420-500 ° C
3Н2 + N2 = 2NH3
Водень для синтезу NH3 отримують шляхом двох послідовних каталітичних процесів: конверсії СН4 (СН4 + Н2Про # 8594- СО + 3Н2) На Ni-каталізаторах і конверсії утворюється оксиду вуглецю (СО + Н2Про # 8594- СО2 + Н2). Для досягнення високих ступенів перетворення останню реакцію здійснюють у дві стадії: високотемпературна (315-480 ° С) - на Fe-Cr-оксидних каталізаторах і низькотемпературна (200-350 ° С) - на Cu-Zn-оксидних каталізаторах. З аміаку одержують азотну кислоту та інші сполуки азоту - від ліків і добрив до вибухових речовин.
Розрізняють каталізу гомогенний, гетерогенний, міжфазовий, мицеллярний, ферментативний.
Енергія активації E каталітичних реакцій значно менше, ніж для тієї ж реакцій за відсутності каталізатора. Наприклад, для некаталітичного розкладання NH3 на азот і водень E = 320 кДж/моль, для того ж розкладання в присутності платини Е = 150 кДж/моль. Завдяки зниженню E забезпечується прискорення каталітичних реакцій в порівнянні з некаталітичні. Незважаючи на появу нових способів активації молекул (плазмохімія, радіаційне і лазерне впливу та ін.), Каталіз - основа хімічних виробництв. Відносна частка каталітичних процесів у промисловості становить 80-90%.
Кілька слів про ферментах або ензимах (Від лат. Fermentum - закваска) - зазвичай білкові молекули або молекули РНК (рибозими) або їх комплекси, прискорюють (Каталізують) хімічні реакції в живих системах. Ферменти діють, наприклад, у кишечнику. При цьому вітамін Е допомагає ферментам досягти в незмінному стані кишечника. Робота ферментів значно скорочує енергетичні витрати організму на переробку їжі. Якщо Ви не любитель сирих фруктів і овочів, то, швидше за все, у Вас в організмі ферментів виробляється недостатньо.
В даний час відомі сотні спадкових захворювань, пов'язані з дефектами ферментів. Розроблено методи лікування та профілактики багатьох з таких хвороб.
Ефективність ферментів значно вище ефективності небілкових каталізаторів - ферменти прискорюють реакцію в мільйони і мільярди разів, небілкові каталізатори - в сотні і тисячі разів.
Ферменти широко використовуються в харчовій, текстильній промисловості, у фармакології.
Працює Інститут каталізу СО РАН (Новосибірськ). Є журнали «Каталозі в промисловості» і «Кінетика і каталіз». Можна почитати: Крилов О.В. Гетерогенний каталіз. М .: Академкнига, 2004- Діксон М., Уебб Е. Ферменти. У 3-х т. Т.1-2. М .: Світ, 1982.
