tailieunhanh - Giáo trình hóa học: Chất xúc tác

Từ rất lâu, ngành hóa học đã quan tâm nghiên cứu đến hiện tượng làm thay đổi vận tốc phản ứng khi có mặt một lượng rất bé của một chất nào đấy. Có lẽ hiện tượng này xuất phát từ những điều hết sức tình hưởng của chất xúc tác rất mạnh và dưới tác dụng của chúng, tốc độ phảm ứng tăng hàng trăm lần, hàng nghìn lần và hơn nữa. | MỞ ĐẦU Từ rất lâu ngành hóa học đã quan tâm nghiên cứu đến hiện tượng làm thay đổi vận tốc phản ứng khi có mặt một lượng rất bé của một chất nào đấy. Có lẽ hiện tượng này xuất phát từ những điều hết sức tình cờ. Vào khoảng đầu thế kỷ XVIII nhà bác học Nga M. A. Ilinski đã nghiên cứu để điều chế axit sulfurnic thơm là sản phẩm trung gian để tổng hợp phẩm nhuộm từ hợp chất hữu cơ antraquinon C6H4 CO 2C6H4. Theo tính toán của ông antraquinon khi được đun nóng ở 100oC với axit sulfuric H2SO4 sẽ tạo thành axit sulfurnic có cấu tạo xác định. Ông đã tiến hành nhiều thí nghiệm nhưng vẫn không thành công. Một hôm ông đang tiến hành thí nghiệm thì nhiệt kế bị vỡ một giọt thủy ngân rơi vào bình cầu. Và chẳng khác gì phép lạ trong bình cầu tạo thành chất axit sulfurnic. Điều này có nghĩa rằng giọt thủy ngân đã hướng quá trình đi theo chiều mong muốn. Thật khó nói câu chuyện này có đáng tin hay không nhưng có một điều rõ là một lượng nhỏ tạp chất - thủy ngân - có tác động rõ rệt đến phản ứng có nghĩa là Hg đã xúc tác cho phản ứng. Cũng đầu thế kỷ XVIII nhà bác học Anh Đêvi đã thực hiện một thí nghiệm làm các nhà bác học nhiều nước phải chú ý. Ông thổi hỗn hợp CH4 với không khí vào một dây Pt nung nóng thì thấy dây Pt bị nóng đỏ lên trong hỗn hợp đó và tiếp tục nóng đỏ trong thời gian dài. Nhiều lần ông lấy sợi dây ra để nguội trong không khí rồi lại đưa vào hỗn hợp khí sợi dây Pt lại nóng đỏ lên và phát sáng. Dây Pd cũng cho hiện tượng tương tự còn Cu Ag Fe. thì không có. Thì ra Pt và Pd đã gia tốc cho phản ứng oxy hóa metan bằng oxy của không khí có nghĩa chúng là chất xúc tác. CH4 bị đốt cháy biến thành CO2 và H2O giải phóng một lượng nhiệt lớn làm nhiệt độ kim loại tăng lên và kim loại phát sáng. Gần 300 năm trôi qua kể từ khi phát minh phản ứng đốt cháy CH4 trên Pt cho đến bây giờ chất xúc tác đó vẫn chưa mất giá trị của nó. Trong chiến tranh thế giới I và II các nhà bác học Nga đã ứng dụng phản ứng này bằng cách cho đầy sợi amiăng tẩm Pt vào vỏ đạn dạng lưới và giữ vỏ đạn