Катализатор это что: ТрансТехСервис (ТТС): автосалоны в Казани, Ижевске, Чебоксарах и в других городах

Чем отличаются катализаторы?

Каталитические нейтрализаторы выхлопных газов плотно вошли в конструкцию европейских автомобилей в 1970-х годов. Их начали устанавливать многие производители для уменьшения количества токсических веществ, которые ежедневно попадают в атмосферу из выхлопной системы транспорта. Принцип действия многих катализаторов похожий, но материалы, конструкция и система установки различается.

Известный автомобилистам катализатор имеет полное название – каталитический нейтрализатор выхлопных газов. Для сокращения его называют катализатором или нейтрализатором. По сути – это одно устройство, представляющее собой фильтрующую систему для выхлопных газов. Катализаторы устанавливают на бензиновые и дизельные двигатели, чтобы уменьшить количество выбросов угарного газа, сажи и других составляющих отработанного топлива.

В зависимости от количества выполняемых задач, устройства бывают:

• двухступенчатые – трансформируют угарный газ в углекислый, оксиды углерода в пар и углекислоту;
• трехступенчатые – преобразуют не только угарный газ и оксиды углерода, но и токсичные оксиды азота в обычный азот.

В зависимости от использованных в производстве материалов, различают устройства из металла и керамики. У каждого вида есть отличительные конструктивные, функциональные и ценовые особенности.

Чем отличается металлический катализатор от керамического?

„Конструктивно и керамический, и металлический катализатор представляет собой корпус, внутри которого находится ячеистая матрица. В одном случае она керамическая, в другом – полностью из металла.  Ячейки обоих устройств имеют напыление драгоценных металлов, катализирующих процессы распада недогоревшего топлива. Производители используют сплавы родия, палладия, платины, иридия“Конструктивно

Преимущества и недостатки керамики:

• Чрезмерная хрупкость – главный минус керамических сот. Они разрушаются под воздействием давления, ударов, при попадании холодных капель воды на раскаленный материал. Керамическая пыль забивает соды, попадает в выхлопную систему, иногда в цилиндры двигателя;
• Умеренная стоимость – один из основных плюсов. Керамические детали по цене дешевле металлических.

Преимущества и недостатки металлических устройств:

• Надежность и длительный срок эксплуатации, по мнению водителей и мастеров СТО, занимают первое место в списке преимуществ. Металлические ячейки выдерживают механическое воздействие, меньше деформируются во время передвижения по некачественным дорогам, не разрушаются при резком перепаде температур;
• Высокая стоимость и 100% реакция на использование низкопробного топлива – главные минусы устройства. Слишком бедное или, наоборот, пере обогащенное присадками ГСМ забивает соты и выводит катализатор из строя раньше заявленного производителем срока.Чем отличается катализатор от сажевого фильтра
• Сажевыми фильтрами оборудуют дизельные двигатели, хотя в конструкции выхлопной системы современных авто используют симбиоз катализатора и сажевого фильтра. Главная задача сажевого фильтра – улавливание сажи. Поэтому внутренняя матрица устройства больше похожа не на соты, а на лабиринты с камерами для оседания отработанных углеводородных соединений. Принцип работы дизельных фильтров также усиливается напылением драгоценных металлов для усиления химических реакций.

Чем отличается катализатор от резонатора?

Пламегаситель или резонатор устанавливают вместо отслуживших нейтрализаторов и сажевых фильтров для стабилизации выхлопов. Устройство позволяет регулировать температуру выхлопных газов, но не их химический состав. Цена резонатора в несколько раз ниже катализатора, но проблему токсических выбросов не решает. Если планируется поездка в страны ЕС, то подобное оборудование не подойдет.

Что находится в катализаторах автомобилей, и почему их покупают

Из-за чего тема с автокатами набирает обороты, и зачем скупают катализаторы в специализированных пунктах скупки в любом состоянии — б/у, неисправные, битые, сломанные?

• Что находится в автомобильном катализаторе
• Наиболее ценная часть катализатора
• Какие есть драгоценные металлы в катализаторе
• Сколько в катализаторах ценных металлов по весу
• Почему компании скупают б/у катализаторы
• Что делают с катализаторами от автомобилей

Что находится в автомобильном катализаторе

Катализатор (каталитический конвертер, нейтрализатор, КН, а в обиходе — кат, автокат, каталик) является частью выхлопной системы автомобиля. Внешне выглядит как металлическая деталь цилиндрической формы. Закреплен за выхлопной трубой или во фланце выпускного коллектора. Установлен в количестве от 1 штуки на каждом современном авто, а на новых БМВ, Ауди и Мерседесах может стоять до 4 катов одновременно.

Конструктивно катализатор — это корпус из стального сплава с входным и выходным патрубками. Внутри корпуса закреплены:

• каталитически активный ячеистый блок — главная рабочая часть;
• датчик фиксации уровня загрязненности выхлопа, достигнутого после прохождения центрального рабочего блока;
• защитный кожух — термостойкая прокладка, которая теплоизолирует и защищает содержимое ката от встряски, трения и ударов.

Главная функция каталитического нейтрализатора — очищение выхлопных газов с целью снижения уровня токсичных выбросов в атмосферу. Действующие компоненты, за счет которого происходит очищение выхлопа, начинают функционировать при работающем двигателе. Двигатель разогревает наполнитель ката до температуры в 300℃ и выше. Отработанные горячие газы попадают в корпус катализатора через входной патрубок. Далее газы рассеиваются по полым ячейкам, где активные элементы нейтрализуют опасные вещества. Очищенные выхлопные газы покидают устройство через выходной патрубок, переходя в выхлопную трубу и потом уходя в воздух.

Наиболее ценная часть автоката — носитель

То, что нас интересует в разрезе ценности — это содержимое корпуса, так называемый носитель. Носитель представляет собой керамическую или металлическую ячеистую вставку, напоминающую по структуре пчелиные соты. На стенки ячеек тончайшим слоем нанесено каталитически активное напыление, содержащее редкие и дорогие металлы платиновой группы. Именно дорогостоящий состав напыления делает автомобильный катализатор востребованным вторичным сырьем.

Какие есть драгоценные металлы в катализаторе

Ценными компонентами каталитического слоя являются платина, палладий и родий. Процентное соотношение химических элементов в сплаве варьируется от зависимости от происхождения катализатора:

• Родий и палладий преобладают в напылении катов, снятых с авто с бензиновым типом двигателя.
• Платины обычно больше в автокатализаторах, снимаемых с мощных дизельных двигателей иномарок.

Текущая цена палладия за грамм — $62.75, платины — $30.14, родия — $369.73. И хотя курсы валют и биржевые котировки на LBMA (Лондонский рынок драгоценных металлов), являющемся главным ориентиром расценок, постоянно меняются, все равно стоимость перечисленных драгметаллов в совокупности в десятки раз превышает стоимость золота.

Сколько в катах

ценных металлов по весу

Катализатор — один из самых дорогих узлов автомобиля, хотя содержание ценных компонентов в напылении составляет всего 0,05-0,8% от массы самой детали. Если взять максимально усредненные значения, то получится, что в автомобильном катализаторе весом 1,2 кг на 1 килограмм веса автоката приходится:

• платины — 1,5 г;
• родия — 0,15 г;
• палладия — 1,3-1,4 г.

Точные цифры назвать можно только после рентгенофлуоресцентного анализа. Производители могут ставить разные каты даже на пару аналогичных машин, оснащенных одинаковыми двигателями — выбор зависит от рынка сбыта. К примеру, автомобили, реализуемые в государствах ЕС (Австрия, Бельгия, Германия, Швеция и пр.), оборудуются по стандартам Евро-5 и Евро-6 — более мощными катализаторами с увеличенным количеством активных компонентов. В большей степени интерес представляют устройства на основе керамических носителей, особенно из импортной керамики, поскольку процент драгметаллов в них преимущественно выше. Металлические катализаторы по той же причине немного отстают и по цене, и по популярности на вторичном рынке.

Почему компании скупают б/у катализаторы

Ресурс автомобильного катализатора рассчитан на 100 000 — 120 000 км пробега, иногда деталь изнашивается и/или ломается раньше. После выхода из строя КН не подлежит ремонту, только замене в автосервисе. Старый кат после демонтажа обычно отдают владельцу, который может сдать деталь в пункт приема катализаторов и получить взамен определенную сумму.

Что делают с катализаторами от автомобилей

Cобранные катализаторы отправляют на заводы с целью вторичной переработки и утилизации.В процессе переработки из «начинки» отработанных деталей извлекают драгметаллы. К примеру, платину и родий отделяют выщелачиванием. Палладий извлекают гальваникой и электродуговым нагревом с поэтапным повышением температуры до 500℃, охлаждением до 100℃ и добавлением минеральной кислоты на финише. Как видим, технологии разнообразные, но неизменно сложные и трудозатратные. Чтобы их реализовать, необходимы навыки, профессиональное оборудование, специфические реактивы. В гаражных условиях добычей драгметаллов из отработанных автокатов заниматься нерентабельно, больше уйдет материалов, чем выйдет прибыли. Выгоднее сдать катализатор в компанию, которая перенаправит партию на завод, занимающийся переработкой б/у катализаторов в промышленных масштабах.

продать катализаторПосмотреть контакты

Химическая кинетика: в чем разница между катализатором и промежуточным продуктом? Учебное пособие

Swati Talwar

Катализатор – это любой материал, который ускоряет процесс, но не используется.

ВВЕДЕНИЕ

Свертывание молока является естественным явлением. В наших семьях очень распространено, когда молоко долгое время остается на открытом воздухе. Простокваша используется для приготовления сыра. Но производство сыра на промышленном уровне не может полагаться на ожидание, пока молоко свернется. Итак, как вы думаете, что они делают? 🤔
Они вызывают свертывание молока путем добавления катализатора или реагента, который увеличивает скорость процесса. То же самое и с химическими реакциями! Когда нам нужно увеличить скорость реакции, мы просто добавляем в реакцию катализатор.

Источник

КАТАЛИЗАТОРЫ

• В химии катализатором называется любой материал, который ускоряет процесс, но не используется.
• В общем, каталитическая активность представляет собой химическое взаимодействие между катализатором и реагентом, в результате которого образуются промежуточные химические соединения, которые могут быстрее реагировать друг с другом или с другим реагентом с образованием желаемого конечного продукта.
• Катализатор пополняется во время реакции между химическими промежуточными продуктами и реагентами.
• Некоторые химические производственные процессы основаны на катализируемых реакциях.

Источник

ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ

• Промежуточное звено реакции, также известное как промежуточное звено, представляет собой молекулярную единицу, образующуюся из реагентов, которая в дальнейшем взаимодействует с образованием непосредственно видимых продуктов химической реакции.
• Большинство химических реакций являются последовательными, то есть для их завершения требуется более одного основного шага. За исключением предпоследнего этапа, на котором производится конечный продукт, на каждом этапе производится промежуточный продукт.
• Реактивные промежуточные продукты почти никогда не выделяются и обычно имеют короткий срок службы. Они также не остаются в составе продуктов из-за их ограниченного срока службы.

Источник

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

• Катализатор – это любой материал, который ускоряет процесс, но не используется.
• Промежуточный продукт реакции представляет собой молекулярную единицу, образующуюся из реагентов, которая в дальнейшем взаимодействует с образованием непосредственно видимых продуктов химической реакции.
• Катализатор пополняется во время реакции между химическими промежуточными продуктами и реагентами.

Часто задаваемые вопросы:

1. Что такое катализатор в химии?

Катализатор – это любой материал, который ускоряет процесс, не истощая его.

2. Влияют ли катализаторы на промежуточные продукты?

Катализаторы часто реагируют с одним или несколькими реагентами с образованием промежуточных продуктов, обеспечивая конечный продукт реакции, обновляющий катализатор в процессе. Так что да, катализаторы определяют, какой промежуточный продукт будет образовываться в реакции.

3. В чем разница между промежуточным и переходным состоянием?

Разница между промежуточным состоянием и переходным состоянием заключается в том, что промежуточное состояние имеет прерывистую продолжительность (от нескольких наносекунд до нескольких дней). Однако переходное состояние длится только один цикл колебаний связи. Промежуточное соединение может быть очень нестабильным соединением (нестабильное промежуточное соединение) или стабильным соединением (нереакционноспособное промежуточное соединение).

4. Является ли катализатор промежуточным продуктом?

В начале процесса используется катализатор, который затем регенерируется по завершении. В ходе процесса образуется промежуточное соединение, но оно исчезает по завершении. Таким образом, катализатор — это не то же самое, что промежуточное звено.

Мы надеемся, что вам понравился этот урок, и вы узнали что-то интересное о Химическая кинетика: в чем разница между катализатором и промежуточным продуктом ! Присоединяйтесь к нашему сообществу Discord, чтобы получить ответы на любые вопросы и пообщаться с другими студентами, такими же, как и вы! Не забудьте загрузить наше приложение, чтобы испытать наши веселые классы виртуальной реальности — мы обещаем, это делает учебу намного веселее! 😎

ИСТОЧНИКИ:

1. Химическая кинетика: в чем разница между катализатором и промежуточным продуктом?. https://www.ck12.org/c/chemistry/reaction-intermediate/lecture/Chemical-Kinetics:-Whats-the-Difference-Between-a-Catalyst-and-an-Intermediate/. По состоянию на 7 февраля 2022 г.
2. Катализатор. https://www.britannica.com/science/catalyst. По состоянию на 7 февраля 2022 г.

Что такое катализатор? Понимание катализа

Эта запись была опубликована 21 сентября 2022 г. от Anne Helmenstine (обновлено 29 сентября 2022 г. )

Катализатор снижает энергию активации реакции, увеличивая ее скорость. Он не потребляется процессом.

В химии и биологии катализатор — это вещество, которое увеличивает скорость химической реакции, но не расходуется ею. Катализ — это процесс ускорения реакции с помощью катализатора. Слово «катализатор» происходит от греческого слова kataluein , что означает ослаблять или развязывать. Британский химик Элизабет Фулхэм впервые описала концепцию катализа в своей работе 1794 книга, описывающая ее работу по окислительно-восстановительным реакциям.

• Катализатор снижает энергию активации реакции, делая ее более термодинамически благоприятной и, следовательно, более быстрой.
• Катализаторы не расходуются в реакции. Они являются как реагентами, так и продуктами.
• Около 90% коммерческого химического производства зависит от катализаторов.

Как работает катализ

Катализ — это другой путь химической реакции, который имеет более низкую энергию активации. Когда реакция имеет более низкую энергию активации, она протекает легче и, следовательно, быстрее. Катализатор связывается с реагентом и увеличивает количество столкновений между молекулами реагента, делая реакцию более термодинамически благоприятной. Когда катализатор представляет собой фермент, фермент связывается с субстратом, что приводит к катализу. Иногда связывание катализатора и реагента изменяет температуру реакции, улучшая ее протекание. Иногда промежуточные этапы катализа потребляют катализатор, но более поздние этапы высвобождают его до завершения реакции.

Обратите внимание, что катализатор не изменяет равновесие химической реакции, поскольку он влияет как на скорость прямой, так и на обратную скорость реакции. Таким образом, катализатор не влияет на константу равновесия или теоретический выход. Кроме того, свободная энергия Гиббса реакции остается неизменной.

Примеры катализаторов

• Ферменты представляют собой биологические катализаторы (белки), которые реагируют с субстратом и образуют нестабильное промежуточное соединение. Поскольку интермедиат нестабилен, реакция достигает равновесия быстрее, чем без фермента. Например, карбоангидраза — фермент, катализирующий реакцию превращения угольной кислоты в воду и углекислый газ:
  H ₂ CO ₃ (водн.) ⇆ H ₂ O(л) + CO ₂ (водн.)
  Этот фермент помогает углекислому газу диффундировать из крови в легкие, так что организм выдыхает и удаляет его .
• Многие катализаторы представляют собой переходные металлы. Например, платина является катализатором автомобильного каталитического нейтрализатора, который превращает монооксид углерода в диоксид углерода. Другими металлами, которые являются хорошими катализаторами, являются золото, палладий, рутений, родий и иридий (благородные металлы).
• Перманганат калия действует как катализатор разложения перекиси водорода на воду и кислород. В этом случае катализатор изменяет температуру реакции (повышает ее), увеличивая скорость реакции.
• Другими распространенными катализаторами являются цеолиты, графитовый углерод и оксид алюминия.

Положительные и отрицательные катализаторы (ингибиторы)

Положительный катализатор снижает энергию активации реакции и увеличивает ее скорость. Напротив, отрицательный катализатор делает реакцию менее благоприятной и замедляет ее скорость. Обратите внимание, что IUPAC предпочитает избегать этой терминологии и рекомендует использовать термины «катализатор» и «ингибитор». Примером ингибитора является серная кислота, замедляющая разложение перекиси водорода.

Другие термины, относящиеся к катализаторам

• Прекатализатор представляет собой вещество, которое превращается в катализатор во время химической реакции.
• Промотор представляет собой вещество, повышающее активность катализатора, но само по себе не являющееся катализатором. Другим названием промотора является сокатализатор . Некоторые промоторы активно удаляют материал, который может помешать реакции. Другие помогают диспергировать катализатор или связывать катализатор с реагентом.
• Каталитический яд инактивирует катализатор. Обратите внимание, что некоторые ингибиторы обратимо инактивируют катализаторы. Действие каталитического яда необратимо.

Катализаторы

Для катализа используются три общих блока. Единицей СИ является катал, производная единица, выражающая скорость реакции в молях в секунду. При сравнении эффективности катализатора полезными единицами являются число оборотов (TON) и частота оборотов (TOF), то есть TON в единицу времени. TON и TOF описывают скорость повторного использования катализатора в реакции.

Типы катализаторов и катализа

Существуют две широкие категории катализа: гомогенный катализ и гетерогенный катализ:

• Гетерогенные катализаторы находятся в фазе, отличной от катализируемой реакции. Примером гетерогенного катализа является использование твердого катализатора, такого как цеолит или оксид алюминия, для катализа реакции в смеси жидкостей и/или газов. Связанные с мембраной ферменты являются еще одним примером гетерогенных катализаторов.
• Гомогенные катализаторы являются той же фазой, что и химические реагенты. Растворимые ферменты являются примерами гомогенных катализаторов.

Демонстрация: См. Катализ в действии

Отличным примером катализа является реакция «слоновья зубная паста». В классической реакции йодид калия является катализатором разложения перекиси водорода на воду и кислород. Версия для детей использует дрожжи в качестве катализатора и более низкую концентрацию перекиси, но основной принцип остается тем же. Обычно перекись водорода разлагается медленно, что дает срок ее хранения около 3 лет в закрытом виде и до шести месяцев после вскрытия упаковки на бутылке. Но в присутствии катализатора реакция длится всего несколько секунд.

«Джин в бутылке» — еще один пример демонстрации, основанной на катализаторе. В результате этой реакции образуется облако пара, напоминающее джина, выходящего из бутылки.

Ссылки

• ИЮПАК (1997). «Катализатор». Сборник химической терминологии («Золотая книга») (2-е изд.). Оксфорд: Научные публикации Блэквелла. doi:10.1351/goldbook.C00876
• Лейдлер, Кит Дж.; Корниш-Боуден, Атель (1997). «Элизабет Фулхэм и открытие катализа: за 100 лет до Бюхнера». В Корниш-Боуден, Атель (ред.). Новое пиво в старой бутылке: Эдуард Бюхнер и рост биохимических знаний . Валенсия: Университет Валенсии. ISBN 9788437033280 .
• Лейдлер, К.Дж.; Мейзер, Дж.Х. (1982). Физическая химия . Бенджамин/Каммингс. ISBN 0-618-12341-5.