[[Файл:Activation2 rus.svg|thumb|{{center|Схема протекания реакции с катализатором}}]]
{{Лексема в Викиданных|L115562}}
[[Файл:CatalysisScheme-ru.svg|thumb|Общая диаграмма потенциальной энергии, показывающая влияние катализатора в гипотетической экзотермической химической реакции X + Y с образованием Z. Присутствие катализатора открывает другой путь реакции (показан красным) с более низкой энергией активации. Конечный результат и общая термодинамика совпадают.]]
[[Файл:Zeolite-ZSM-5-vdW.png|thumb|upright|Микропористая молекулярная структура [[Цеолиты|цеолита]] ZSM-5 используется в катализаторах, используемых на нефтеперерабатывающих заводах.]]
[[Файл:Ceolite nax.JPG|thumb|upright|Цеолиты экструдируются в виде гранул для облегчения работы в каталитических реакторах.]]
[[Файл:TiCrPt micropump3.webm|thumb|upright|Трубка из Ti-Cr-Pt (длиной 40 мкм) выделяет пузырьки кислорода при погружении в [[Пероксид водорода|перекись водорода]] (посредством каталитического разложения), образуя [[:en:Micropump|микронасос]].<ref>{{cite journal|doi=10.1039/C1CP20542K|pmid=21505711|url=http://nanomem.fudan.edu.cn/79solovev2011.pdf|title=Регулируемые каталитические трубчатые микронасосы, работающие при низких концентрациях перекиси водорода|journal=Physical Chemistry Chemical Physics|volume=13|issue=21|pages=10131–35|year=2011|last1=Solovev|first1=Alexander A.|last2=Sanchez|first2=Samuel|last3=Mei|first3=Yongfeng|last4=Schmidt|first4=Oliver G.|bibcode=2011PCCP...1310131S|access-date=2021-03-11|archive-date=2021-02-25|archive-url=https://web.archive.org/web/20210225204316/http://nanomem.fudan.edu.cn/79solovev2011.pdf|url-status=live}}</ref>]]
'''Катализа́тор''' — химическое вещество, ускоряющее реакцию, но не расходующееся в [[Химическая реакция|процессе реакции]].
=== Морфологические и синтаксические свойства ===
[[Ингибитор]] не является противоположным понятием, так как расходуется в ходе реакции{{нет АИ|6|10|2019}}.
{{сущ ru m ina 1a
|основа=катализа́тор
|слоги={{по-слогам|ка|та|ли|за́|тор}}
}}
{{морфо-ru|катализ|-атор|и=т}}
== Катализаторы в химии ==
Фундаментальный [[принцип действия]] катализаторов заключается в предоставлении '''альтернативного механизма реакции''', характеризующегося '''меньшей энергией активации'''.
=== Произношение ===
Катализаторы подразделяются на ''гомогенные'' и ''гетерогенные''. Гомогенный катализатор находится в одной [[Термодинамическая фаза|фазе]] с реагирующими веществами, гетерогенный — образует самостоятельную фазу, отделённую границей раздела от фазы, в которой находятся реагирующие вещества<ref name="Химическая энциклопедия">Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — С. 335, 337. — ISBN 5-85270-035-5.</ref>. Типичными гомогенными катализаторами являются кислоты и основания. В качестве гетерогенных катализаторов применяются металлы, их оксиды и сульфиды.
Реакции одного и того же типа могут протекать как с гомогенными, так и с гетерогенными катализаторами. Так, наряду с растворами кислот применяются имеющие кислотные свойства твёрдые [[Оксид алюминия|Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]], [[Оксид титана(IV)|TiO<sub>2</sub>]], [[Оксид тория(IV)|ThO<sub>2</sub>]], алюмосиликаты, [[цеолиты]]. Гетерогенные катализаторы с основными свойствами: [[Оксид кальция|CaO]], [[Оксид бария|BaO]], [[Оксид магния|MgO]]<ref name="Химическая энциклопедия"/>.
==== Значение ====
Гетерогенные катализаторы имеют, как правило, сильно развитую поверхность, для чего их распределяют на инертном носителе ([[силикагель]], [[оксид алюминия(III)|оксид алюминия]], [[активированный уголь]] и др.).
# {{хим.|ru}} [[вещество]], многократно участвующее в химическом превращении реагентов в продукты реакции, ускоряющее эту реакцию, но не входящее в состав её продуктов и регенерирующееся в исходной форме после каждого акта превращения {{пример|}}
# {{п.|ru}} то, что ускоряет развитие чего-либо, какой-либо процесс {{пример|}}
==== Синонимы ====
Для каждого типа реакций эффективны только определённые катализаторы. Кроме уже упомянутых ''кислотно-основных'', существуют катализаторы ''[[Окислительно-восстановительные реакции|окисления-восстановления]]''; для них характерно присутствие [[Переходные металлы|переходного металла]] или его соединения ([[Кобальт|Со]]<sup>+3</sup>, [[Оксид ванадия(V)|V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>]]+[[Оксид молибдена(VI)|MoO<sub>3</sub>]]). В этом случае катализ осуществляется путём изменения степени окисления переходного металла.
# —
# [[ускоритель]]
#
==== Антонимы ====
Много реакций осуществлено при помощи катализаторов, которые действуют через [[Комплексные соединения|координацию]] реагентов у атома или иона переходного металла ([[титан (элемент)|Ti]], [[Родий|Rh]], [[Никель|Ni]]). Такой катализ называется ''координационным''.
# [[ингибитор]], [[антикатализатор]]
#
==== Гиперонимы ====
Если катализатор обладает [[Хиральность (химия)|хиральными]] свойствами, то из оптически неактивного субстрата получается оптически активный продукт.
# [[вещество]]
#
==== Гипонимы ====
В современной науке и технике часто применяют ''системы из нескольких катализаторов'', каждый из которых ускоряет разные стадии реакции<ref name="Имянитов">''Имянитов Н. С.'' Системы из нескольких катализаторов в металлокомплексном катализе. // Координационная химия. 1984. — Т. 10. — № 11 — С. 1443—1454. — {{ISSN|0132-344X}}.</ref><ref name="Temkin">''Temkin O.N., Braylovskiy S. M.'' / The mechanism of catalysis in homogeneous polyfunctional catalytic systems. // Fundamental Research in Homogeneous Catalysis. — Ed. by A.E. Shilov. — New York etc: Gordon and Breach Science Publishers, 1986. — Vol. Two. — P.621- 633.</ref>. Катализатор также может увеличивать скорость одной из стадий каталитического цикла, осуществляемого другим катализатором. Здесь имеет место «катализ катализа», или ''катализ второго уровня''<ref name="Имянитов"/>.
# [[биокатализатор]], [[электрокатализатор]]
#
=== Родственные слова ===
В биохимических реакциях роль катализаторов играют [[фермент]]ы.
{{родств-блок
|умласк=
|имена-собственные=
|существительные=катализ, биокатализатор
|прилагательные=катализаторный
|глаголы=катализировать
|наречия=
}}
=== Этимология ===
Катализаторы следует отличать от инициаторов. Например, [[Пероксиды|перекиси]] распадаются на [[свободные радикалы]], которые могут инициировать радикальные [[Цепная реакция (химия)|цепные реакции]]. Инициаторы расходуются в процессе реакции, поэтому их нельзя считать катализаторами.
От {{этимология:|да}}
=== Фразеологизмы и устойчивые сочетания ===
[[Ингибитор]]ы иногда ошибочно считают отрицательными катализаторами. Но ингибиторы, например, цепных радикальных реакций, реагируют со свободными радикалами и, в отличие от катализаторов, не сохраняются. Другие ингибиторы (каталитические яды) связываются с катализатором и его дезактивируют, здесь имеет место подавление катализа, а не отрицательный катализ. Отрицательный катализ в принципе невозможен, так как противоречит [[закон сохранения энергии|закону сохранения энергии]]: он обеспечивал бы для реакции более медленный путь, но реакция, естественно, пойдёт по более быстрому, в данном случае, не катализированному, пути.
Задачей автомобильного катализатора является снижение количества вредных веществ в выхлопных газах. Среди них:
* {{НСЗ-70}}
* [[Монооксид углерода|окись углерода]] (СО) — ядовитый газ без цвета и запаха
* [[углеводороды]], также известные как летучие органические соединения — один из главных компонентов [[смог]]а, образуется за счёт неполного сгорания топлива
* [[оксиды азота]] (NO и NO<sub>2</sub>, которые часто объединяют под обозначением NO<sub>x</sub>) — также являются компонентом [[смог]]а, а также [[кислотные дожди|кислотных дождей]], оказывают влияние на [[слизистая|слизистую]] человека.<ref name="catalytic converter">{{cite web|url=http://autorelease.ru/articles/automobile/374-avtomobilnyj-katalizator-i-ego-rol-v-vyxlopnoj-sisteme.html|title=Автомобильный катализатор и его роль в выхлопной системе|work=AutoRelease.ru|archiveurl=https://www.webcitation.org/61BpTGI5T?url=http://autorelease.ru/articles/automobile/374-avtomobilnyj-katalizator-i-ego-rol-v-vyxlopnoj-sisteme.html|archivedate=2011-08-25}}</ref>
Ошибка скрипта: Модуля «hatnote» не существует.{{#if: | }}
Файл:Activation2 rus.svgШаблон:CenterФайл:CatalysisScheme-ru.svgОбщая диаграмма потенциальной энергии, показывающая влияние катализатора в гипотетической экзотермической химической реакции X + Y с образованием Z. Присутствие катализатора открывает другой путь реакции (показан красным) с более низкой энергией активации. Конечный результат и общая термодинамика совпадают.Файл:Zeolite-ZSM-5-vdW.pngМикропористая молекулярная структура цеолита ZSM-5 используется в катализаторах, используемых на нефтеперерабатывающих заводах.Файл:Ceolite nax.JPGЦеолиты экструдируются в виде гранул для облегчения работы в каталитических реакторах.Файл:TiCrPt micropump3.webmТрубка из Ti-Cr-Pt (длиной 40 мкм) выделяет пузырьки кислорода при погружении в перекись водорода (посредством каталитического разложения), образуя микронасос.<ref>Шаблон:Cite journal</ref>
Катализа́тор — химическое вещество, ускоряющее реакцию, но не расходующееся в процессе реакции.
Ингибитор не является противоположным понятием, так как расходуется в ходе реакцииШаблон:Нет АИ.
Фундаментальный принцип действия катализаторов заключается в предоставлении альтернативного механизма реакции, характеризующегося меньшей энергией активации.
Катализаторы подразделяются на гомогенные и гетерогенные. Гомогенный катализатор находится в одной фазе с реагирующими веществами, гетерогенный — образует самостоятельную фазу, отделённую границей раздела от фазы, в которой находятся реагирующие вещества<ref name="Химическая энциклопедия">Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — С. 335, 337. — ISBN 5-85270-035-5.</ref>. Типичными гомогенными катализаторами являются кислоты и основания. В качестве гетерогенных катализаторов применяются металлы, их оксиды и сульфиды.
Реакции одного и того же типа могут протекать как с гомогенными, так и с гетерогенными катализаторами. Так, наряду с растворами кислот применяются имеющие кислотные свойства твёрдые Al2O3, TiO2, ThO2, алюмосиликаты, цеолиты. Гетерогенные катализаторы с основными свойствами: CaO, BaO, MgO<ref name="Химическая энциклопедия"/>.
Гетерогенные катализаторы имеют, как правило, сильно развитую поверхность, для чего их распределяют на инертном носителе (силикагель, оксид алюминия, активированный уголь и др.).
Для каждого типа реакций эффективны только определённые катализаторы. Кроме уже упомянутых кислотно-основных, существуют катализаторы окисления-восстановления; для них характерно присутствие переходного металла или его соединения (Со+3, V2O5+MoO3). В этом случае катализ осуществляется путём изменения степени окисления переходного металла.
Много реакций осуществлено при помощи катализаторов, которые действуют через координацию реагентов у атома или иона переходного металла (Ti, Rh, Ni). Такой катализ называется координационным.
Если катализатор обладает хиральными свойствами, то из оптически неактивного субстрата получается оптически активный продукт.
В современной науке и технике часто применяют системы из нескольких катализаторов, каждый из которых ускоряет разные стадии реакции<ref name="Имянитов">Имянитов Н. С. Системы из нескольких катализаторов в металлокомплексном катализе. // Координационная химия. 1984. — Т. 10. — № 11 — С. 1443—1454. — Шаблон:ISSN.</ref><ref name="Temkin">Temkin O.N., Braylovskiy S. M. / The mechanism of catalysis in homogeneous polyfunctional catalytic systems. // Fundamental Research in Homogeneous Catalysis. — Ed. by A.E. Shilov. — New York etc: Gordon and Breach Science Publishers, 1986. — Vol. Two. — P.621- 633.</ref>. Катализатор также может увеличивать скорость одной из стадий каталитического цикла, осуществляемого другим катализатором. Здесь имеет место «катализ катализа», или катализ второго уровня<ref name="Имянитов"/>.
В биохимических реакциях роль катализаторов играют ферменты.
Катализаторы следует отличать от инициаторов. Например, перекиси распадаются на свободные радикалы, которые могут инициировать радикальные цепные реакции. Инициаторы расходуются в процессе реакции, поэтому их нельзя считать катализаторами.
Ингибиторы иногда ошибочно считают отрицательными катализаторами. Но ингибиторы, например, цепных радикальных реакций, реагируют со свободными радикалами и, в отличие от катализаторов, не сохраняются. Другие ингибиторы (каталитические яды) связываются с катализатором и его дезактивируют, здесь имеет место подавление катализа, а не отрицательный катализ. Отрицательный катализ в принципе невозможен, так как противоречит закону сохранения энергии: он обеспечивал бы для реакции более медленный путь, но реакция, естественно, пойдёт по более быстрому, в данном случае, не катализированному, пути.