उत्प्रेरक का अर्थ (Meaning Of Catalyst )
आज हम लोग जानेंगे की उत्प्रेरक क्या है तथा ये कितने प्रकार के होते है। तो चलिए सुरु करते है।
रसायन विज्ञान में, उत्प्रेरक को उन पदार्थों के रूप में परिभाषित किया जाता है जो प्रतिक्रिया के मार्ग को बदलकर प्रतिक्रिया की दर को बदल देते हैं। अधिकांश समय उत्प्रेरक का उपयोग अभिक्रिया की दर को तेज करने या बढ़ाने के लिए किया जाता है। हालाँकि, यदि हम अधिक गहरे स्तर पर जाते हैं, तो उत्प्रेरक का उपयोग परमाणुओं के बीच रासायनिक बंधों को तोड़ने या पुनर्निर्माण के लिए किया जाता है जो विभिन्न तत्वों या यौगिकों के अणुओं में मौजूद होते हैं। संक्षेप में, उत्प्रेरक अणुओं को प्रतिक्रिया करने के लिए प्रोत्साहित करते हैं और पूरी प्रतिक्रिया प्रक्रिया को आसान और कुशल बनाते हैं।उत्प्रेरक की खोज वर्जीलियस ने की थी।
उत्प्रेरकों की कुछ महत्वपूर्ण विशेषताएं हैं,
एक उत्प्रेरक रासायनिक प्रतिक्रिया शुरू नहीं करता है।
प्रतिक्रिया में उत्प्रेरक का उपभोग नहीं किया जाता है।
उत्प्रेरक मध्यवर्ती बनाने के लिए अभिकारकों के साथ प्रतिक्रिया करते हैं और साथ ही अंतिम प्रतिक्रिया उत्पाद के उत्पादन की सुविधा प्रदान करते हैं। पूरी प्रक्रिया के बाद, एक उत्प्रेरक पुन: उत्पन्न हो जाता है।
उत्प्रेरक या तो ठोस, तरल या गैसीय उत्प्रेरक हो सकते हैं। कुछ ठोस उत्प्रेरकों में सल्फाइड और हैलाइड सहित धातु या उनके ऑक्साइड शामिल हैं। बोरॉन, एल्युमिनियम और सिलिकॉन जैसे अर्ध-धातु तत्व भी उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किए जाते हैं। इसी तरह, तरल और गैसीय तत्व जो शुद्ध रूप में होते हैं, उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किए जाते हैं। कभी-कभी, इन तत्वों का उपयोग उपयुक्त विलायकों या वाहकों के साथ भी किया जाता है।
वह अभिक्रिया जिसमें एक उत्प्रेरक शामिल होता है, उत्प्रेरक अभिक्रिया कहलाती है।
उदाहरण के साथ उत्प्रेरक के प्रकार(Types of Catalysts With Examples)
कई प्रकार के उत्प्रेरक हैं जिनका उपयोग रासायनिक प्रतिक्रिया की आवश्यकता या आवश्यकता के आधार पर किया जा सकता है। वे इस प्रकार हैं;
सकारात्मक उत्प्रेरक (Positive Catalysts)
उत्प्रेरक जो रासायनिक प्रतिक्रिया की दर को बढ़ाते हैं, सकारात्मक उत्प्रेरक होते हैं। यह सक्रियण ऊर्जा बाधाओं को कम करके प्रतिक्रिया की दर को बढ़ाता है जैसे कि बड़ी संख्या में प्रतिक्रिया अणु उत्पादों में परिवर्तित हो जाते हैं, जिससे उत्पादों की उपज का प्रतिशत बढ़ जाता है।
उदाहरण: हैबर प्रक्रिया द्वारा NH 3 के निर्माण में आयरन ऑक्साइड एक सकारात्मक उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है और नाइट्रोजन की कम प्रतिक्रिया के बावजूद अमोनिया की उपज को बढ़ाता है।
नकारात्मक उत्प्रेरक ( Negative Catalysts)
उत्प्रेरक जो प्रतिक्रिया की दर और नकारात्मक उत्प्रेरक को कम करते हैं। यह सक्रियण ऊर्जा अवरोध को बढ़ाकर प्रतिक्रिया की दर को कम करता है जिससे उत्पादों में बदलने के लिए अभिकारक अणुओं की संख्या कम हो जाती है और इसलिए प्रतिक्रिया की दर कम हो जाती है।
उदाहरण: एसिटानिलाइड का उपयोग करके हाइड्रोजन पेरोक्साइड का पानी और ऑक्सीजन में अपघटन धीमा हो जाता है, यह हाइड्रोजन पेरोक्साइड के अपघटन की दर को कम करने के लिए नकारात्मक उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है।
प्रमोटर (Promoter)
एक पदार्थ जो उत्प्रेरक गतिविधि को बढ़ाता है उसे प्रमोटर या त्वरक के रूप में जाना जाता है।
उदाहरण: हैबर की प्रक्रिया में मोलिब्डेनम या पोटेशियम और एल्युमिनियम ऑक्साइड का मिश्रण प्रमोटर के रूप में कार्य करता है।
उत्प्रेरक विष (Catalyst Poisons)
वे पदार्थ जो उत्प्रेरक गतिविधि को कम करते हैं, उत्प्रेरक विष या अवरोधक कहलाते हैं।
उदाहरण: एल्कीन से एल्कीन के हाइड्रोजनीकरण में, उत्प्रेरक पैलेडियम को क्विनोलोन के घोल में बेरियम सल्फेट के साथ जहर दिया जाता है और प्रतिक्रिया को एल्केन स्तर पर रोक दिया जाता है। उत्प्रेरक को लिंडलर के उत्प्रेरक के रूप में जाना जाता है।
उत्प्रेरक(Catalysis)
जब किसी रासायनिक प्रतिक्रिया की दर को बढ़ाने के लिए उत्प्रेरक का उपयोग किया जाता है तो इस घटना को उत्प्रेरण के रूप में जाना जाता है।
उतप्रेरक के प्रकार क्या हैं?(What are the Types of Catalysis?)
रासायनिक अभिक्रिया में प्रयुक्त पदार्थ की प्रकृति और भौतिक अवस्था के आधार पर उत्प्रेरण तीन प्रकार का होता है;
1.विषमांग उत्प्रेरण(Heterogeneous catalysis)
2.समांग उत्प्रेरण (Homogeneous catalysis )
3.स्व उतप्रेरक (Autocatalyss)
विषमांग उत्प्रेरण(Heterogeneous catalysis)
इस प्रकार के उत्प्रेरण में अभिक्रिया में अभिक्रिया करने वाले पदार्थ तथा उस अभिक्रिया में प्रयुक्त उत्प्रेरक पदार्थ की एक ही अवस्था में नहीं होते हैं।
उदाहरण 1: हैबर विधि द्वारा अमोनिया का निर्माण।
शुद्ध और शुष्क नाइट्रोजन और हाइड्रोजन गैसों को 1:3 के अनुपात में एक कंप्रेसर के माध्यम से पारित किया जाता है जहां 200 - 30 वायुमंडल का उच्च दबाव बना रहता है। इस प्रक्रिया में उत्प्रेरक के रूप में आयरन ऑक्साइड का उपयोग किया जाता है। यह एक ऐसी प्रक्रिया में नियोजित ठोस ऑक्साइड है जहां अभिकारक गैसीय अवस्था में होते हैं। नाइट्रोजन (g) हाइड्रोजन (g) के साथ प्रतिक्रिया करके अमोनिया (g) बनाता है, आयरन ऑक्साइड ठोस के दबाव में, इस प्रकार यह विषम उत्प्रेरण है
उदाहरण 2: संपर्क प्रक्रिया द्वारा सल्फ्यूरिक एसिड का निर्माण।
इस प्रक्रिया में सल्फर डाइऑक्साइड का ऑक्सीकरण एक प्रमुख चरण है। इस ऑक्सीकरण में, सल्फर डाइऑक्साइड एक गैस है और ऑक्सीजन एक गैस है जबकि वैनेडियम पेंटोक्साइड एक ठोस उत्प्रेरक है। इस प्रक्रिया में, अभिकारक और उत्प्रेरक पदार्थ की विभिन्न अवस्थाओं में होते हैं।
समांग उत्प्रेरण (Homogeneous catalysis )
वह उत्प्रेरण जिसमें अभिक्रिया में प्रयुक्त उत्प्रेरक और अभिकारक पदार्थ की एक ही अवस्था में होते हैं, उस प्रक्रिया को समांगी उत्प्रेरण कहा जाता है। अभिकारकों के समान चरण में, समांगी उत्प्रेरक कार्य करते हैं। आमतौर पर, सब्सट्रेट वाले सजातीय उत्प्रेरक एक विलायक में घुल जाते हैं। कार्बोक्जिलिक एसिड के एस्टरीफिकेशन पर एच + का प्रभाव, जैसे कि एसिटिक एसिड और मेथनॉल से मिथाइल एसीटेट का निर्माण, सजातीय कटैलिसीस का एक उदाहरण है। हाइड्रोफॉर्माइलेशन, हाइड्रोसिलिलेशन, हाइड्रोसाइनेशन में उच्च मात्रा वाली प्रक्रियाएं शामिल होती हैं जिनमें एक सजातीय उत्प्रेरक की आवश्यकता होती है। सजातीय कटैलिसीस अक्सर अकार्बनिक रसायनज्ञों के लिए ऑर्गोमेटेलिक उत्प्रेरक का पर्याय है। हालांकि, कई सजातीय उत्प्रेरक ऑर्गेनोमेटेलिक नहीं हैं, जैसा कि कोबाल्ट लवण के उपयोग से प्रदर्शित होता है जो पी-ज़ाइलिन के ऑक्सीकरण को टेरेफ्थेलिक एसिड में उत्प्रेरित करता है।
उदाहरण 1: तनु अम्ल की उपस्थिति में एथिल एसीटेट का जल-अपघटन।
एथिल एसीटेट एक तरल है जिसमें एक एस्टर कार्यात्मक समूह होता है। यह तनु सल्फ्यूरिक अम्ल की उपस्थिति में जल के साथ अभिक्रिया करता है जो एक द्रव है जो एथिल एल्कोहल और एसिटिक अम्ल देता है।
एथिल एसीटेट एक तरल है जिसमें एक एस्टर कार्यात्मक समूह होता है। यह तनु सल्फ्यूरिक अम्ल की उपस्थिति में जल के साथ अभिक्रिया करता है जो एक द्रव है जो एथिल एल्कोहल और एसिटिक अम्ल देता है।
उपरोक्त प्रतिक्रिया में अभिकारक और उत्प्रेरक पदार्थ की एक ही अवस्था में होते हैं। इसलिए, यह सजातीय उत्प्रेरण है
स्व उतप्रेरक (Autocatalyss)
ऑटोकैटलिटिक प्रतिक्रिया में, कोई विशिष्ट उत्प्रेरक नहीं जोड़ा जाता है। इसके बजाय, उत्पादों में से एक उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है और उत्पादों के निर्माण की दर को बढ़ाता है।
उदाहरण 1: आर्सेनिक का अपघटन (एएसएच ३ ) रिएक्टर में बनने वाले आर्सेनिक द्वारा "ऑटोकैटालिस्ट" होता है।
2As H 3 → 2As + 3H 2
इस प्रक्रिया में As उत्प्रेरक का कार्य करता है।
उदाहरण 2: KMnO द्वारा Oxalic एसिड के ऑक्सीकरण 4
उत्प्रेरक किसे कहते है तथा उनके प्रकार आप लोगो को कैसा लगा उम्मीद करता हूँ की अच्छा लगा होगा।
Hello dosto mera name anand kumar hai aur mai mechanical engineer hun .mujhe logo ko help karana kafi achha lagta hai .es blog me maine naye naye trick sabhi subject ke deta rahta hu.
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