بعضی از واکنشهای شیمیایی بسیار سریع، یعنی ظرفچند ثانیه رخ می‌دهند. بعضی دیگر از واکنشها بسیار کند هستند و تا هزاران سال بهطول می‌انجامند (فساد یک جسدمومیاییشده باستانی نمونه ای از واکنشهایبسیار کند است).
برای اینکه یک واکنش شیمیایی رخ دهد، باید موادواکنش‌دهنده با هم تماس یابند تا محصولات جدیدی را تشکیل دهند. هر چیزی که تماس بینذرات واکنش‌دهنده را افزایش دهد، سرعت واکنش را زیاد می‌کند. این کار را به چندطریق می‌توان انجام داد:
با افزایشغلظتواکنش‌دهنده‌ها ، بطوری که ذرات بیشتریوجود داشته باشد. به این ترتیب ذرات به دفعات بیشتری به هم برخورد می‌کنند و بنابراین سریعتر واکنش می‌کنند و محصولات واکنش را تشکیل می‌دهند.
راه دیگری برای تغییر سرعت یک واکنش استفاده ازکاتالیزوراست. کاتالیزور ماده ای است که سرعت یک واکنش را تغییر می‌دهد،اما خود آن در پایان واکنش از نظر شیمیایی بدون تغییر می‌ماند. کاتالیزگرها معمولاواکنش را سریعتر می‌کنند. این مواد این کار را با فراهم کردن مسیر دیگری برای واکنشانجام می‌دهند، مسیری که نیاز به انرژی کمتری دارد.
به دلیل پائین آمدن «سد» انرژی ذرات بیشتری واکنش می‌کنند و واکنش سریعتر انجام می‌شود. کاتالیزگرها درتولید صنعتی مواد مختلف، مانندبنزین ،مارگارین،آمونیاکاهمیت زیادی دارند. اکثرکاتالیزگرهای صنعتی فلز هستند و به شکل دانه هایفلزاند. بعضی از کاتالیزگرهابرای کند کردن واکنشها به کار می‌روند و بازدارنده نامیده می‌شوند.
اکسایشوکاهشفرایندهایی هستند که در بعضی واکنشهایشیمیایی رخ می‌دهند: وقتی کهاکسیژن بهماده ای اضافه می‌شود، وقتی که ماده ایهیدروژن از دست می‌دهد و وقتی که ماده ایالکترون از دست می‌دهد.
کاهش ، عکس اکسایش است. این فرایند در سه حالت رخ می‌دهد: وقتی که ماده ای اکسیژن از دست می‌دهد، وقتی که ماده ای هیدروژن بدست می‌آورد ووقتی که مادهای الکترون بدست می آورد.
به عنوان مثال وقتی کهمنیزیم درهوا سوزانده می‌شود، این فلز با به دست آوردن اکسیژن و اکسیده شدن تبدیل به خاکسترمی‌شود. این خاکستر اکسید منیزیم است
اکسایش و کاهش همیشه همراه با هم در یک واکنش رخمی‌دهند.در این صورت، واکنش راواکنش اکسایش- کاهشمی‌نامند. بعضی ازواکنشهای اکسایش- کاهش در صنعت مفید است. مثلا استخراجآهن ازسنگ معدنآن باترکیب کردنسنگ معدن بامنواکسید کربندرکورهبلند آهن انجام می‌شود. در این واکنش سنگ معدن آهن اکسیژن از دست می‌دهد و آهنتشکیل می‌شود و منواکسید کربن ، اکسیژن بدست می‌آورد و تبدیل به دی‌اکسید کربنمی‌شود
سرعت واکنشعبارت از تغییر غلظت هر یک ازمواد اولیهیا مواد حاصل نسبت به زمان انجامواکنش است.
سرعت یک واکنش روند تبدیل مواد واکنش دهنده به محصول در مدت زمانمعینی را نشان می‌دهد. سرعت واکنشها یکی از مهمترین بحثها درسی‌نیتیک شیمیاییاست. شیمیدانها همیشهدنبال راهی هستند که سرعت واکنش مفید را بالا ببرند تا مثلا در زمان کوتاه بازدهبالایی داشته باشند و یا در پی راهی برای کاهش سرعت یا متوقف ساختن برخی واکنشهایمضر هستند. بعنوان مثال رنگ کردن سطح یک وسیلهآهنی روشی برای متوقف ساختن ویا کم کردن سرعتزنگ زدگیو جلوگیری از ایجاداکسید آهناست.
هدف از مطالعه سرعت یک واکنش این است کهبدانیم آن واکنش چقدر سریع رخ می‌دهد. ترمودینامیک شیمیاییامکان وقوع واکنش راپیش‌بینی می‌کند اما سی‌نتیک شیمیایی چگونگی انجام یک واکنش و مراحل انجام آن وسرعت پیشرفت واکنش را بیان می‌کند. از لحاظ سرعت ، واکنشها به چند دسته تقسیممی‌شوند:
فقطتعداد اندکی از واکنشهای شیمیایی در سراسر فرآیند با سرعت ثابتی پیش می‌روند. بیشترواکنشها در آغاز واکنش که غلظت واکنش‌دهنده‌ها بالا است با سرعت پیش رفته و با کمشدن غلظت از سرعت کاسته شده و با کامل شدن واکنش به صفر می‌رسد. برخی از واکنشها همسرعت آنها پس از مدتی ثابت می‌ماند. چنین واکنشهایی ، واکنشهای تعادلی نام دارند.
عوامل گوناگونی بر سرعت واکنش تاثیر دارند کهبطور مختصر در مورد هر کدام توضیحی ارائه می‌شود.
برای انجام یک واکنش ، واکنش‌دهنده‌ها باید باهم مخلوط شوند تا در مجاورت همدیگر قرار گیرند. اگر واکنش‌دهنده‌ها هم‌فاز باشندیعنی همگیگاز یا بصورت حل شده در حلالیباشند، واکنش با سرعت بیشتری رخ می‌دهد.
غلظت بیشتر واکنش‌دهنده‌ها باعث ایجاد برخورد بیشتر بین آنها می‌شودو هر چه تعداد برخوردها بیشتر باشد، تعداد برخوردهای موثر هم بالا می‌رود بنابراینسرعت واکنش هم بیشتر می‌شود
از مهمترین عواملمؤثر بر سرعت واکنشهای شیمیایی است. در برخی از واکنشها با افزایش چند درجهسانتیگراد سرعت واکنش ممکن است چند برابر بیشتر شود. البته استثناهایی هم وجوددارد.
کاتالیزورها سرعت یک واکنش شیمیایی را که از لحاظ ترمودینامیکی قابل انجام استتغییر می‌دهند. بنابراین نمی‌توانند واکنشهایی را که از نظر ترمودینامیک امکان‌پذیرنیستند به انجام برسانند. کاتالیزورها با پیش بردن یک واکنش از مسیر دیگرانرژیفعالسازی را کم کرده و باعث افزایش سرعت واکنشها می‌شوند.
برای انجام یکواکنششیمیایی باید موکولهای واکنش‌دهنده آنقدر به هم نزدیک شوند تا بین آنها برخوردایجاد شود. این برخوردها وقتی منجر به انجام واکنش می‌شوند که مؤثر باشند. یعنیجهت‌گیری و انرژی برخوردها طوری باشد که بر اثر برخورد برخی پیوندها شکسته شده وپیوندهای جدیدی تشکیل شوند که نتیجه این عمل تولید مولکولهای جدید یعنی محصولاست.
سرعت هر واکنش شیمیایی متناسب است با تعداد برخورد مولکولها در واحدزمان. اگر تمام برخوردهای مولکولها منجر به انجام واکنش شود مدت زمان انجام واکنشهاباید خیلی کمتر باشد. طبق محاسبات مختلف از هر 1014 برخورد فقط یک برخورد به واکنشمنجر می‌شود. یعنی برخوردهایی موجب انجام واکنش می‌شوند که انرژی حاصل از برخوردبرابر یا بیشتر از انرژی فعالسازی باشد.
حداقل انرژی لازم که بایستی واکنش‌دهنده‌ها بگیرند تا بتوانندوارد واکنش شوند. انرژی فعال سازی برای تمام واکنشهای شیمیایی چهگرماگیر و چهگرمادهوجود دارد و معمولا از انرژی برخوردمیان مولکولها تامین می‌شود.
کاتالیزور ماده ای است که سرعت یک واکنش شیمیایی را افزایش می دهد بدون آنکه خود درجریان واکنش مصرف شود
کاتالیزور از دو صفتکاتاولیزورتشکیل شده است. در زبان یونانی "کاتا" به معنایپائین،افتادن، یاپائین افتادناستو "لیزور" به معنیقطعه قطعه کردنمی‌باشد. در برخی زبانها کاتالیزوررا به معنیگردهم آوردن اجسام دور از هممعرفی کرده اند.
اولین گزارش استفاده از کاتالیزور ، مربوط بهکریشفمی‌باشد که با استفاده از یکاسیدبه عنوان کاتالیزور توانستنشاسته رابهقند،هیدرولیزکند. بعدهادیویتوانست واکنش اکسیداسیونهیدروژن را بااکسیژن درحضور کاتالیزورپلاتینانجام دهد که این واکنش یکواکنش گرما گیراست و در نتیجه هنگام انجامواکنش جرقه تولید می‌شد.
اولین کار در توضیح اینکه چرا یک واکنش کاتالیزوریانجام می‌گیرد و کاتالیزور چه نقشی دارد، توسط "فارادی" انجام شد. بیشترینبهره‌برداری از کاتالیزور درجنگ جهانیبود.
انقلاب تکنولوژیاصلی در زمینه کاتالیزورمربوط به نیمه دوم قرن 20 یعنی بین سالهای1980 ـ 1950 می‌باشد.دهه 1960 ـ 1950 دههای است که با تولیدکاتالیزورهای زیگر _ ناتاترکیبات بسیار مهمو استراتژیک ساخته شد.
کاتالیزور به دو نوعکاتالیزور مرغوب و نامرغوبتقسیم می‌شود:
تجربه نشان داده است که واکنش با کاتالیزور در دمایکمتری صورت می‌گیرد و همچنین کاتالیزور ،انرژی اکتیواسیونرا پائین می‌آورد یا کاهشمی‌دهد یا باعث می‌شود مولکولهای درشت به مولکولهای کوچکتر ، قطعه‌قطعه یا شکستهشوند.
کاتالیزور واکنش را می‌توان بدون تغییر در پایان واکنش بدست آورد. مثلا سرعت تجزیهKClO3را با مقدار کمیMNO2می‌توان فوق‌العاده زیاد کرد. در معادله‌ای که برای این تغییر نوشته می‌شود ،کاتالیزور را بالای پیکان می‌گذارند ، زیرا کاربرد آن در استوکیومتریکل واکنش اثریندارد:
KClO3--------->2KCl+3O2
کاتالیزور نمی‌تواند موجب وقوع واکنشهایی شودکه از نظرترمودینامیکامکان وقوع ندارند. بعلاوه صرفاحضور کاتالیزور نیست که (احتمالا بعنوان یک بخش فعال‌کننده) موجب اثر بر سرعت واکنشمی‌شود. در یک واکنش کاتالیزوردار ، کاتالیزور در یک مرحله عملا مصرف می‌شود و درمرحله بعدی بار دیگر تولید می‌گردد و این عمل بارها تکرار می‌گردد، بدون آنکهکاتالیزور دچار تغییر دائمی شود.
بنابراین کار کاتالیزور آن است که راه تازهای برای پیشرفت واکنش می‌گشاید. بدین ترتیب مکانیسم کاتالیزوردار با یک واکنشبی‌کاتالیزور تفاوت دارد. انرژی فعال سازی راهی که واکنش به کمک کاتالیزور طیمی‌کند، کمتر از انرژی فعالسازی راهی است که همان واکنش بدون کاتالیزور می‌پیماید (شکل 1(
این واقعیتی است که علت سریعتر شدن واکنش را توجیه می‌کند. وقتی کاتالیزور بکاربرده می‌شود، مولکولهای نسبتا بیشتری انرژی لازم برای یک برخورد موفق پیدا می‌کنند (شکل 2). بدین ترتیب عده کل برخوردهای موثر در واحد زمان، که موجب انجامواکنش می‌شوند، افزایش می‌یابد.
در شکل1به دو نکته دیگر نیز پیمی‌بریم. نخست آنکه تغییرات انرژی برای واکنش کاتالیزوردار و واکنش بی‌کاتالیزوریکسان است. دیگر آنکهانرژی فعال سازیواکنش معکوس نیز به هنگاماستفاده از کاتالیزور کاهش می‌یابد و مقدار کاهش آن درست برابر کم شدن انرژی فعالسازی واکنش کاتالیزوردار اصلی است. این بدان معنی است که کاتالیزور بر یک واکنشی وواکنش معکوس آن اثر یکسان دارد. اگر یک کاتالیزور سرعت یک واکنش را دو برابر کند،همان کاتالیزور سرعت واکنش معکوس آن را نیز دو برابر خواهد کرد.
بسیاری ازفرایندهای صنعتیبه اعمالی بستگی دارند که با کاتالیزور صورتمی‌گیرند. ولی کاتالیزورهایی که برای انسان مورد اهمیت بیشتری دارند، کاتالیزورهایطبیعی یعنی آنزیم‌ها هستند. این مواد فوق العاده پیچیده ، فرایندهای حیاتی مانندگوارش و سنتزسلولی را کاتالیز می‌کنند.
عده زیادی از واکنشهای شیمیایی پیچیده که در بدنصورت می‌گیرد و برای حیات ما ضرورت دارد، به علت اثر آنزیم‌ها در دمای پائین بدنامکان وقوع پیدا می‌کنند. هزاران آنزیم وجود دارند که هر یک وظیفه خاصی را انجاممی‌دهند. تحقیق درباره ساختمان و عمل آنزیم‌ها ، نویدهای فراوانی درباره پیشرفتشناخت عامل بیماری و مکانیسم رشد می‌دهد.
درکاتالیزور همگنماده ای که بعنوان کاتالیزورکار می‌کند، با مواد واکنش‌دهنده در یک فازند، ولی در یککاتالیزور ناهمگنیا کاتالیزور سطحی ، موادواکنش‌دهنده و کاتالیزور در دو فاز مجزا کنار هم هستند و واکنش در سطح کاتالیزورصورت می‌گیرد.
نمونه ای از کاتالیزور همگن در فاز گازی ، اثرکلر در تجزیه دی‌نیترون اکسیداست. گاز دی‌نیترون اکسید ، دردمای اتاق ، گاز نسبتا بی‌اثری است، اما در دماهای نزدیک به صد درجه طبق معادله زیرتجزیه می شود.
(2N2O(g)--------->2N2(g)+O2(g
مطالعاتسینتیک نشان می‌دهد که واکنش مذکور بر اثر برخورد بین دو ملکول کلر کاتالیزمی‌شود.
کاتالیزور همگن در محلول نیز ممکن است صورت گیرد. بسیاری از واکنشهابوسیلهاسیدهاوبازهاکاتالیز می‌شوند. تجزیههیدروژن پراکسید در حضور پون یدیدکاتالیز می‌شود.
کاتالیزور ناهمگن عمدتا از طریقجذب سطحیشیمیاییمواد واکنش دهنده بر سطح کاتالیزور صورت می‌گیرد. جذب سطحیفرآیندی است که در جریان آنمولکولها به سطح جسمی جامد می‌چسبند. مثلا در ماسکهای گازی ،زغال به عنوان یک ماده جاذب برایگازهای زیان آوربکار می‌رود.
درجذب سطحی فیزیکیمعمولی ، مولکولها ، بوسیلهنیروهای و اندروالسیبه سطح ماده جاذب ، گیرمی‌کنند. بنابراین مولکولهایی از گاز که جذب سطحی شده‌اند، تا همان حد تحت تاثیرقرار گرفته‌اند که گویی مایع شده باشند.
در جذب سطحی شیمیایی ، مولکولهایجذب شده ، با پیوندهایی که قابل مقایسه با پیوندهای شیمیایی است، به سطح مادهکاتالیزور نگه داشته می‌شوند. در فرایند تشکیل پیوند با ماده جاذب ، مولکولهایی کهبطور شیمیایی جذب شده‌اند، دچار تغییرآرایش الکترونیدرونی می‌شوند. پیوندهایدرون بعضی از مولکولهای کشیده و ضعیف و حتی پیوند بعضی از آنها شکستهمی‌شوند.
مثلا هیدروژن بصورت اتمی بر سطحپلاتین جذبمی‌شود. بنابراین تعدادی از ملکولها که بطور شیمیایی جذب سطحی شده‌اند، به صورتکمپلکس فعال شده یک واکنشی که در سطح کاتالیزور شده، عمل می‌کند.
تاکنون مکانیسم دقیق جذب سطحی شیمیایی وکاتالیز سطح کاملا فهمیده نشده است، فقط فرضهایی قابل قبول برای مکانیسم چند واکنشخاصی مطرح شده است:
(N2(g)+3H2(g)----------->2NH3(g
اگرکاتالیزورآهنبا مقدار کمیپتاسیم یاوانادیم آمیخته شده باشد، بیشتر موثر واقع می‌شود.
سموم کاتالیزورموادی هستند که کاتالیزورها را ازفعالیت باز می‌دارند. مثلا مقدار کمی آرسنیک توانایی پلاتین را که کاتالیزور تبدیلسولفور دی‌اکسید،بهسولفور تری‌اکسیداست، از بینمی‌برد.
(2SO2(g)----------->2SO2(g
احتمالادر این عمل بر سطح پلاتین ،پلاتینم ارسیندتشکیل می‌شود و فعالیتکاتالیزوری از میان می‌رود. جذب اتیلن ، کاتالیزور را موقتا مسموم می‌کند، درحالیکهجذب پلاتین ، کاتالیزور را بطور دائم مسموم می‌کند.
فعالیت کاتالیزورها عمدتا بسیار اختصاصیاست. در پاره‌ای موارد ، کاتالیزور معین موجب سنتز نوعی محصولات خاص از بعضی موادمی‌شود، حال آنکه کاتالیزور دیگر موجب سنتز محصولات کاملا متفاوت دیگری از همانمواد می‌شود. البته در این موارد امکان وقوع هر دو واکنش از لحاظ ترمودینامیکی میسراست. مثلاکربن مونوکسیدو هیدروژن بر هم اثر می‌کنندو بسته به شرایط واکنش و نوع کاتالیزور مصرف شده ، محصولات بسیار متنوعی ایجادمی‌کنند.
اگرکبالت یانیکلبعنوان کاتالیزوربکاربرده شود، مخلوطی ازهیدروکربنها بوجود می‌آورد. در این جا نیکل بعنوان یک کاتالیزور نامرغوب عملمی‌کند.
CO(g)+3H2(g)------------>CH4(g)+H2O
واگر مخلوطی ازروی واکسید کرمبعنوان کاتالیزور مصرف شود، از واکنشمتانول تولید می‌شود.
(CO(g)+2H2(g)------------>CH3OH(g
برایاین واکنش ، نیکل یک کاتالیزور مرغوب است.کاتالیزور مرغوب کاتالیزوری است کهانتخابی عمل کند.
معمولا تمام کاتالیزورها دارای یک عمر معین هستندکه پس از سپری شدن آن فعالیت موثر آنها کاهش می‌یابد که ممکن است بطور ناگهانی یاتدریجی باشد (افت فعالیت). در چنین مواقعی معمولا بسته به نوع و مکانیسم غیر فعالشدن ، باید کاتالیروز را بازیابی یا جایگزین کرد. در این مواقع باید تصمیم بگیریمکه آن را تعویض یا احیا کنیم. تصمیم بر اساس مکانیسم های غیر فعال شدن است ومهمترین و متداولترین مکانیسم غیر فعال شدن عبارت است از:
در کاتالیزورهای نفتی ، تجزیه هیدروکربن‌ها در دمای بالا موجب تشکیل لایه ضخیمیاز کربن غیر فعال روی سطوح کاتالیزور می‌گردد که همین دوره باعث می‌شود که روی سایتکاتالیزور پوشیده و از کار می‌افتد.
عملکرد کاتالیزورها در دو فارهموژنوهتروژنانجام می‌گردد. فازهموژنحالتیاست که مواد واکنش‌دهنده و کاتالیزور در یک فاز قرار می‌گیرند. حال آنکه اگر عملکردکاتالیزور و مواد واکنش‌دهنده در دو فاز مختلف باشد و مرز فیزیکی بین کاتالیزور ومواد واکنش‌دهنده وجود داشته باشد، چنین فازی راهتروژنمی‌گویند.
کاتالیزور در سه بخش به کار می رود:
1-صنعت اتومبیل:
در این بخش کاتالیزورها بصورت مستقیم و غیرمستقیم استفادهمی‌شوند. در اگزوز اتومبیلها بستری از فلزات جامد مثل پلاتین روی پایه آلومیناتقرار گرفته و هیدروکربنهای مضر مثل منوکسید کربن و غیره را جذب می‌کند.
بعضی از واکنشهای شیمیایی بسیار سریع، یعنی ظرفچند ثانیه رخ می‌دهند. بعضی دیگر از واکنشها بسیار کند هستند و تا هزاران سال بهطول می‌انجامند (فساد یک جسدمومیاییشده باستانی نمونه ای از واکنشهایبسیار کند است).
برای اینکه یک واکنش شیمیایی رخ دهد، باید موادواکنش‌دهنده با هم تماس یابند تا محصولات جدیدی را تشکیل دهند. هر چیزی که تماس بینذرات واکنش‌دهنده را افزایش دهد، سرعت واکنش را زیاد می‌کند. این کار را به چندطریق می‌توان انجام داد:
با افزایشغلظتواکنش‌دهنده‌ها ، بطوری که ذرات بیشتریوجود داشته باشد. به این ترتیب ذرات به دفعات بیشتری به هم برخورد می‌کنند و بنابراین سریعتر واکنش می‌کنند و محصولات واکنش را تشکیل می‌دهند.
راه دیگری برای تغییر سرعت یک واکنش استفاده ازکاتالیزوراست. کاتالیزور ماده ای است که سرعت یک واکنش را تغییر می‌دهد،اما خود آن در پایان واکنش از نظر شیمیایی بدون تغییر می‌ماند. کاتالیزگرها معمولاواکنش را سریعتر می‌کنند. این مواد این کار را با فراهم کردن مسیر دیگری برای واکنشانجام می‌دهند، مسیری که نیاز به انرژی کمتری دارد.
به دلیل پائین آمدن «سد» انرژی ذرات بیشتری واکنش می‌کنند و واکنش سریعتر انجام می‌شود. کاتالیزگرها درتولید صنعتی مواد مختلف، مانندبنزین ،مارگارین،آمونیاکاهمیت زیادی دارند. اکثرکاتالیزگرهای صنعتی فلز هستند و به شکل دانه هایفلزاند. بعضی از کاتالیزگرهابرای کند کردن واکنشها به کار می‌روند و بازدارنده نامیده می‌شوند.
اکسایشوکاهشفرایندهایی هستند که در بعضی واکنشهایشیمیایی رخ می‌دهند: وقتی کهاکسیژن بهماده ای اضافه می‌شود، وقتی که ماده ایهیدروژن از دست می‌دهد و وقتی که ماده ایالکترون از دست می‌دهد.
کاهش ، عکس اکسایش است. این فرایند در سه حالت رخ می‌دهد: وقتی که ماده ای اکسیژن از دست می‌دهد، وقتی که ماده ای هیدروژن بدست می‌آورد ووقتی که مادهای الکترون بدست می آورد.
به عنوان مثال وقتی کهمنیزیم درهوا سوزانده می‌شود، این فلز با به دست آوردن اکسیژن و اکسیده شدن تبدیل به خاکسترمی‌شود. این خاکستر اکسید منیزیم است
اکسایش و کاهش همیشه همراه با هم در یک واکنش رخمی‌دهند.در این صورت، واکنش راواکنش اکسایش- کاهشمی‌نامند. بعضی ازواکنشهای اکسایش- کاهش در صنعت مفید است. مثلا استخراجآهن ازسنگ معدنآن باترکیب کردنسنگ معدن بامنواکسید کربندرکورهبلند آهن انجام می‌شود. در این واکنش سنگ معدن آهن اکسیژن از دست می‌دهد و آهنتشکیل می‌شود و منواکسید کربن ، اکسیژن بدست می‌آورد و تبدیل به دی‌اکسید کربنمی‌شود
سرعت واکنشعبارت از تغییر غلظت هر یک ازمواد اولیهیا مواد حاصل نسبت به زمان انجامواکنش است.
سرعت یک واکنش روند تبدیل مواد واکنش دهنده به محصول در مدت زمانمعینی را نشان می‌دهد. سرعت واکنشها یکی از مهمترین بحثها درسی‌نیتیک شیمیاییاست. شیمیدانها همیشهدنبال راهی هستند که سرعت واکنش مفید را بالا ببرند تا مثلا در زمان کوتاه بازدهبالایی داشته باشند و یا در پی راهی برای کاهش سرعت یا متوقف ساختن برخی واکنشهایمضر هستند. بعنوان مثال رنگ کردن سطح یک وسیلهآهنی روشی برای متوقف ساختن ویا کم کردن سرعتزنگ زدگیو جلوگیری از ایجاداکسید آهناست.
هدف از مطالعه سرعت یک واکنش این است کهبدانیم آن واکنش چقدر سریع رخ می‌دهد. ترمودینامیک شیمیاییامکان وقوع واکنش راپیش‌بینی می‌کند اما سی‌نتیک شیمیایی چگونگی انجام یک واکنش و مراحل انجام آن وسرعت پیشرفت واکنش را بیان می‌کند. از لحاظ سرعت ، واکنشها به چند دسته تقسیممی‌شوند:
فقطتعداد اندکی از واکنشهای شیمیایی در سراسر فرآیند با سرعت ثابتی پیش می‌روند. بیشترواکنشها در آغاز واکنش که غلظت واکنش‌دهنده‌ها بالا است با سرعت پیش رفته و با کمشدن غلظت از سرعت کاسته شده و با کامل شدن واکنش به صفر می‌رسد. برخی از واکنشها همسرعت آنها پس از مدتی ثابت می‌ماند. چنین واکنشهایی ، واکنشهای تعادلی نام دارند.
عوامل گوناگونی بر سرعت واکنش تاثیر دارند کهبطور مختصر در مورد هر کدام توضیحی ارائه می‌شود.
برای انجام یک واکنش ، واکنش‌دهنده‌ها باید باهم مخلوط شوند تا در مجاورت همدیگر قرار گیرند. اگر واکنش‌دهنده‌ها هم‌فاز باشندیعنی همگیگاز یا بصورت حل شده در حلالیباشند، واکنش با سرعت بیشتری رخ می‌دهد.
غلظت بیشتر واکنش‌دهنده‌ها باعث ایجاد برخورد بیشتر بین آنها می‌شودو هر چه تعداد برخوردها بیشتر باشد، تعداد برخوردهای موثر هم بالا می‌رود بنابراینسرعت واکنش هم بیشتر می‌شود
از مهمترین عواملمؤثر بر سرعت واکنشهای شیمیایی است. در برخی از واکنشها با افزایش چند درجهسانتیگراد سرعت واکنش ممکن است چند برابر بیشتر شود. البته استثناهایی هم وجوددارد.
کاتالیزورها سرعت یک واکنش شیمیایی را که از لحاظ ترمودینامیکی قابل انجام استتغییر می‌دهند. بنابراین نمی‌توانند واکنشهایی را که از نظر ترمودینامیک امکان‌پذیرنیستند به انجام برسانند. کاتالیزورها با پیش بردن یک واکنش از مسیر دیگرانرژیفعالسازی را کم کرده و باعث افزایش سرعت واکنشها می‌شوند.
برای انجام یکواکنششیمیایی باید موکولهای واکنش‌دهنده آنقدر به هم نزدیک شوند تا بین آنها برخوردایجاد شود. این برخوردها وقتی منجر به انجام واکنش می‌شوند که مؤثر باشند. یعنیجهت‌گیری و انرژی برخوردها طوری باشد که بر اثر برخورد برخی پیوندها شکسته شده وپیوندهای جدیدی تشکیل شوند که نتیجه این عمل تولید مولکولهای جدید یعنی محصولاست.
سرعت هر واکنش شیمیایی متناسب است با تعداد برخورد مولکولها در واحدزمان. اگر تمام برخوردهای مولکولها منجر به انجام واکنش شود مدت زمان انجام واکنشهاباید خیلی کمتر باشد. طبق محاسبات مختلف از هر 1014 برخورد فقط یک برخورد به واکنشمنجر می‌شود. یعنی برخوردهایی موجب انجام واکنش می‌شوند که انرژی حاصل از برخوردبرابر یا بیشتر از انرژی فعالسازی باشد.
حداقل انرژی لازم که بایستی واکنش‌دهنده‌ها بگیرند تا بتوانندوارد واکنش شوند. انرژی فعال سازی برای تمام واکنشهای شیمیایی چهگرماگیر و چهگرمادهوجود دارد و معمولا از انرژی برخوردمیان مولکولها تامین می‌شود.
کاتالیزور ماده ای است که سرعت یک واکنش شیمیایی را افزایش می دهد بدون آنکه خود درجریان واکنش مصرف شود
کاتالیزور از دو صفتکاتاولیزورتشکیل شده است. در زبان یونانی "کاتا" به معنایپائین،افتادن، یاپائین افتادناستو "لیزور" به معنیقطعه قطعه کردنمی‌باشد. در برخی زبانها کاتالیزوررا به معنیگردهم آوردن اجسام دور از هممعرفی کرده اند.
اولین گزارش استفاده از کاتالیزور ، مربوط بهکریشفمی‌باشد که با استفاده از یکاسیدبه عنوان کاتالیزور توانستنشاسته رابهقند،هیدرولیزکند. بعدهادیویتوانست واکنش اکسیداسیونهیدروژن را بااکسیژن درحضور کاتالیزورپلاتینانجام دهد که این واکنش یکواکنش گرما گیراست و در نتیجه هنگام انجامواکنش جرقه تولید می‌شد.
اولین کار در توضیح اینکه چرا یک واکنش کاتالیزوریانجام می‌گیرد و کاتالیزور چه نقشی دارد، توسط "فارادی" انجام شد. بیشترینبهره‌برداری از کاتالیزور درجنگ جهانیبود.
انقلاب تکنولوژیاصلی در زمینه کاتالیزورمربوط به نیمه دوم قرن 20 یعنی بین سالهای1980 ـ 1950 می‌باشد.دهه 1960 ـ 1950 دههای است که با تولیدکاتالیزورهای زیگر _ ناتاترکیبات بسیار مهمو استراتژیک ساخته شد.
کاتالیزور به دو نوعکاتالیزور مرغوب و نامرغوبتقسیم می‌شود:
تجربه نشان داده است که واکنش با کاتالیزور در دمایکمتری صورت می‌گیرد و همچنین کاتالیزور ،انرژی اکتیواسیونرا پائین می‌آورد یا کاهشمی‌دهد یا باعث می‌شود مولکولهای درشت به مولکولهای کوچکتر ، قطعه‌قطعه یا شکستهشوند.
کاتالیزور واکنش را می‌توان بدون تغییر در پایان واکنش بدست آورد. مثلا سرعت تجزیهKClO3را با مقدار کمیMNO2می‌توان فوق‌العاده زیاد کرد. در معادله‌ای که برای این تغییر نوشته می‌شود ،کاتالیزور را بالای پیکان می‌گذارند ، زیرا کاربرد آن در استوکیومتریکل واکنش اثریندارد:
KClO3--------->2KCl+3O2
کاتالیزور نمی‌تواند موجب وقوع واکنشهایی شودکه از نظرترمودینامیکامکان وقوع ندارند. بعلاوه صرفاحضور کاتالیزور نیست که (احتمالا بعنوان یک بخش فعال‌کننده) موجب اثر بر سرعت واکنشمی‌شود. در یک واکنش کاتالیزوردار ، کاتالیزور در یک مرحله عملا مصرف می‌شود و درمرحله بعدی بار دیگر تولید می‌گردد و این عمل بارها تکرار می‌گردد، بدون آنکهکاتالیزور دچار تغییر دائمی شود.
بنابراین کار کاتالیزور آن است که راه تازهای برای پیشرفت واکنش می‌گشاید. بدین ترتیب مکانیسم کاتالیزوردار با یک واکنشبی‌کاتالیزور تفاوت دارد. انرژی فعال سازی راهی که واکنش به کمک کاتالیزور طیمی‌کند، کمتر از انرژی فعالسازی راهی است که همان واکنش بدون کاتالیزور می‌پیماید (شکل 1(
این واقعیتی است که علت سریعتر شدن واکنش را توجیه می‌کند. وقتی کاتالیزور بکاربرده می‌شود، مولکولهای نسبتا بیشتری انرژی لازم برای یک برخورد موفق پیدا می‌کنند (شکل 2). بدین ترتیب عده کل برخوردهای موثر در واحد زمان، که موجب انجامواکنش می‌شوند، افزایش می‌یابد.
در شکل1به دو نکته دیگر نیز پیمی‌بریم. نخست آنکه تغییرات انرژی برای واکنش کاتالیزوردار و واکنش بی‌کاتالیزوریکسان است. دیگر آنکهانرژی فعال سازیواکنش معکوس نیز به هنگاماستفاده از کاتالیزور کاهش می‌یابد و مقدار کاهش آن درست برابر کم شدن انرژی فعالسازی واکنش کاتالیزوردار اصلی است. این بدان معنی است که کاتالیزور بر یک واکنشی وواکنش معکوس آن اثر یکسان دارد. اگر یک کاتالیزور سرعت یک واکنش را دو برابر کند،همان کاتالیزور سرعت واکنش معکوس آن را نیز دو برابر خواهد کرد.
بسیاری ازفرایندهای صنعتیبه اعمالی بستگی دارند که با کاتالیزور صورتمی‌گیرند. ولی کاتالیزورهایی که برای انسان مورد اهمیت بیشتری دارند، کاتالیزورهایطبیعی یعنی آنزیم‌ها هستند. این مواد فوق العاده پیچیده ، فرایندهای حیاتی مانندگوارش و سنتزسلولی را کاتالیز می‌کنند.
عده زیادی از واکنشهای شیمیایی پیچیده که در بدنصورت می‌گیرد و برای حیات ما ضرورت دارد، به علت اثر آنزیم‌ها در دمای پائین بدنامکان وقوع پیدا می‌کنند. هزاران آنزیم وجود دارند که هر یک وظیفه خاصی را انجاممی‌دهند. تحقیق درباره ساختمان و عمل آنزیم‌ها ، نویدهای فراوانی درباره پیشرفتشناخت عامل بیماری و مکانیسم رشد می‌دهد.
درکاتالیزور همگنماده ای که بعنوان کاتالیزورکار می‌کند، با مواد واکنش‌دهنده در یک فازند، ولی در یککاتالیزور ناهمگنیا کاتالیزور سطحی ، موادواکنش‌دهنده و کاتالیزور در دو فاز مجزا کنار هم هستند و واکنش در سطح کاتالیزورصورت می‌گیرد.
نمونه ای از کاتالیزور همگن در فاز گازی ، اثرکلر در تجزیه دی‌نیترون اکسیداست. گاز دی‌نیترون اکسید ، دردمای اتاق ، گاز نسبتا بی‌اثری است، اما در دماهای نزدیک به صد درجه طبق معادله زیرتجزیه می شود.
(2N2O(g)--------->2N2(g)+O2(g
مطالعاتسینتیک نشان می‌دهد که واکنش مذکور بر اثر برخورد بین دو ملکول کلر کاتالیزمی‌شود.
کاتالیزور همگن در محلول نیز ممکن است صورت گیرد. بسیاری از واکنشهابوسیلهاسیدهاوبازهاکاتالیز می‌شوند. تجزیههیدروژن پراکسید در حضور پون یدیدکاتالیز می‌شود.
کاتالیزور ناهمگن عمدتا از طریقجذب سطحیشیمیاییمواد واکنش دهنده بر سطح کاتالیزور صورت می‌گیرد. جذب سطحیفرآیندی است که در جریان آنمولکولها به سطح جسم
مجموعه آزمایشات و گزارشات روانشناسی تجربی (شامل شرح 36 آزمایش) کاملترین مجموعه در اینترنت
جزوات و خلاصه کتاب دولت ایران و دولت الکترونیک- تالیف غلامرضا معمارزاده و محمد مبینی و مهدی فقیهی -کارشناسی ارشد مدیریت دولتی +نمونه سوالات
خلاصه جزوه جرایم علیه اموال و مالکیت - دکتر حسین میر محمد صادقی- به صورت PDF
راهنمای نصب و درایور اصلی دستگاه کپی رنگی کونیکا مینولتا C350 برای ویندوز 7 (درایور نصب اسکنر و پرینتر از طریق شبکه)
خلاصه زمینه روانشناسی هیلگارد- نوشته ریتا اتکینسون و ریچارد اتکینسون - ترجمه محمد تقی براهنی و بهروز بیرشک - رشته روانشناسی پیام نور
طرح لایه باز (psd) تقدیرنامه و لوح سپاس شماره 7
خلاصه کتاب PDF تغییر اجتماعی و توسعه (مروري بر نظریات نوسازي، وابستگی و نظام جهانی) نویسنده : الوین، ي، سو
خلاصه کتابPDF روانشناسی پرورشی نوین (روانشناسی یادگیری و آموزش) تالیف دکتر علی اکبر سیف
جزوه کامل اصول حسابداری 1 + راهنما و حل المسائل اصول حسابداری ۱
جزوات و خلاصه کتاب دولت ایران و دولت الکترونیک- تالیف غلامرضا معمارزاده و محمد مبینی و مهدی فقیهی -کارشناسی ارشد مدیریت دولتی +نمونه سوالات
جزوه و خلاصه کتاب ارزشیابی عملکرد دولت و حکومت همراه با نکات مهم - نوشته دکتر علی پورعزت و میریعقوب سیدرضایی
مقاله نقش نیروهای نظامی و مسلح در اقتصاد (57صفحهdoc)دفتر فنی دانشجو
