Катализатор что это: Автомобильный блог | Обзоры, Тест-драйвы, ПДД и советы по обслуживание автомобилей

Содержание

Катализатор — это… Что такое Катализатор?

Схема протекания реакции с катализатором

Катализа́тор — химическое вещество, ускоряющее реакцию, но не входящее в состав продуктов реакции[1]. Количество катализатора, в отличие от реагентов, после реакции не изменяется. Важно понимать, что катализатор не участвует в реакции. Они обеспечивают более быстрый путь для реакции, катализатор реагирует с исходным веществом, получившееся промежуточное соединение подвергается превращениям и в конце расщепляется на продукт и катализатор. Затем катализатор снова реагирует с исходным веществом, и этот каталитический цикл многократно повторяется.

Катализаторы в химии

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 [1]. 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 [1].

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 [2][3]. Катализатор также может увеличивать скорость одной из стадий каталитического цикла, осуществляемого другим катализатором. Здесь имеет место «катализ катализа», или катализ второго уровня (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: он обеспечивал бы для реакции более медленный путь, но реакция, естественно, пойдёт по более быстрому, в данном случае, не катализированному, пути.

Катализаторы в автомобилях

Задачей автомобильного катализатора является снижение количества вредных веществ в выхлопных газах. Среди них:

  • окись углерода (СО) — ядовитый газ без цвета и запаха
  • углеводороды, также известные как летучие органические соединения — один из главных компонентов смога, образуется за счёт неполного сгорания топлива
  • оксиды азота (NO и NO2, которые часто объединяют под обозначением NOx) — также являются компонентом смога, а также кислотных дождей, оказывают влияние на слизистую человека.[4]

Источники

  1. 1 2 3 Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — С. 335, 337. — ISBN 5-85270-035-5.
  2. Имянитов Н. С. Системы из нескольких катализаторов в металлокомплексном катализе. // Координационная химия. 1984. — Т. 10. — № 11 — С. 1443—1454. — ISSN 0132-344X.
  3. 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.
  4. Автомобильный катализатор и его роль в выхлопной системе. AutoRelease.ru. Архивировано из первоисточника 25 августа 2011.

См. также

Ссылки

что это такое и каковы его функции

Правильное название детали – каталитический нейтрализатор отработавших газов, в народе «катализатор» или «нейтрализатор». Это устройство, которое находится в выхлопной системе и необходимо для очистки выходящих газов. В катализаторе происходят химические реакции, в ходе которых вредные вещества превращаются в менее вредные. Другими словами, благодаря катализатору выхлопная труба выпускает воздух с минимальными загрязнениями. Поскольку выхлоп автомобиля должен строго соответствовать экологическим нормам, ни один автомобиль, сходящий с конвейера, не лишен данного устройства.

Каталитический нейтрализатор находится в выхлопной трубе между двигателем и глушителем. Снизу он закрывается дополнительным экраном, потому что при сильном нагреве он раскаляется докрасна.

Катализатор не работает при пуске холодного двигателя – он включается в работу только после нагревания. Вместе с катализатором начинают функционировать кислородные датчики, или лямбда-зонд, которые определяют состав и соотношение воздуха с бензином в горючей смеси, от которой и зависит, будет ли смесь обогащенная или обедненная. Функционирование катализатора напрямую зависит от работы и показаний датчика. Сигналы с датчиков, расположенных на входе и выходе в устройство, постоянно считываются «мозгами» автомобиля и помогают наилучшим образом оптимизировать рабочую смесь.

Срок службы дорогостоящего катализатора обычно примерно равен сроку службы всего автомобиля, однако нередко он ломается гораздо быстрее положенного и может повлечь за собой поломку двигателя.

Важно помнить, что каталитический нейтрализатор не выходит из строя без причин. Его поломка — признак неправильной работы системы зажигания, неполного сгорания смеси в цилиндрах, сильного износа мотора или длительного использования некачественного топлива. Как правило, катализатор ломается именно из-за некорректной работы системы зажигания и питания. При неисправной системе зажигания топливо в одном или нескольких цилиндрах не сгорает полностью, а попадает в систему выхлопа. Раскалённый катализатор вынужден дожигать повышенные объёмы углеводородов, которые разогревают соты до сверхвысоких температур, что приводит к их спеканию. Причиной крупной неприятности могут быть свечи зажигания, катушки или высоковольтные провода. К аналогичным поломкам приводит и неисправность форсунок, которые начинают переливать топливо. Износ или залегание маслосъёмных колец цилиндропоршневой группы или выход из строя маслосъёмных колпачков приводит к такому же результату, только догорает в катализаторе уже моторное масло.

Ещё одной распространённой причиной выхода из строя катализатора является сильное механическое повреждение, приводящее к деформации корпуса. Важно помнить, что тонкостенные соты легко крошатся даже при незначительных физических нагрузках. Выезжая на бездорожье, нелишним будет озаботиться установкой дополнительной защиты днища автомобиля.

Есть несколько признаков, по которым можно понять,  что вашему катализатору «приходит конец»: снижение производительности мотора (перегрев, тяжелый запуск, резкий неприятный запах), грохочущий шум под днищем (особенно при запуске двигателя и на повышенных оборотах), слабый напор выхлопа из трубы (если на холостых оборотах выхлоп ровный и постоянный, а также если заглушить мотор, а выхлоп еще продолжается), значок «check» на панели приборов (при диагностике ошибка может быть Р0420 или З0430).

Когда катализатор вышел из строя, необходимо менять его на новый. Это решение редко принимается автовладельцем, т.к. деталь дорогая из-за содержания в ней платины и других драгоценных металлов. Но можно купить, например, не оригинальный заводской катализатор, а универсальный или спортивный нейтрализатор выхлопных газов, которые для многих моделей автомобилей стоят гораздо меньше некоторых оригинальных катализаторов. Здесь, разумеется, есть риск неправильного подбора катализатора и установки именно на вашу модель авто. Кроме того, установка неоригинального катализатора может лишить автовладельца заводской гарантии. Также нужно обратить внимание на факт, что датчики контроля расхода газа (датчики кислорода), которые идеально работали с оригинальным катализатором, могут начать неправильно функционировать в неоригинальном нейтрализаторе. Например, это может быть из-за различия в емкости аналогового катализатора. Не исключены дополнительные проблемы в двигателях с турбонаддувом. 

Таким образом, чтобы избежать покупки дорогостоящего нового оригинального катализатора или проблем с заменой на не оригинальный, зачастую автолюбители просто вырезают катализатор (а иногда даже не дожидаясь выхода его из строя).

 С технической точки зрения катализатор не является необходимым устройством. Двигатель будет работать правильно и без него, а при вырезке старого нейтрализатора двигатель будет работать еще лучше. 

Но одной вырезкой не обойтись. Особенно когда речь идет о современных автомобилях, оснащенных несколькими лямбда-зондами (установленными до и после катализатора) экологическим классом не ниже Евро-3. После вырезки катализатора вам не просто придется вырезать катализатор, но и вмешаться в работу электроники. Например, необходимо установить так называемую электронную «обманку» лямбда-зондов. И чем новее автомобиль (значит, выше евростандарт экологического класса), тем больше сложностей после вырезки катализатора. Но инженеры-электронщики, которые занимаются демонтажем катализаторов, справляются с этим очень эффективно.

Главным плюсом вырезания катализатора является небольшой скачок мощности и крутящего момента двигателя. Также автомобиль с вырезанным нейтрализатором получит более приятный, но более громкий звук выхлопа. И при этом никаких проблем с выхлопной системой после демонтажа этого компонента не будет. 

Однако в удалении каталитического нейтрализатора выхлопных газов есть не только преимущества. Например, вмешательство в электронику автомобиля в конечном итоге может вызвать некоторые проблемы в процессе сгорания топливной смеси. Также автомобиль без катализатора может начать потреблять больше топлива. Правда, этот эффект появляется не на всех автомобилях. Но главное – без катализатора ваш автомобиль будет выбрасывать в окружающую среду больше вредных веществ.

Автомобиль, оснащенный катализатором на заводе, как правило, проходит перед началом продаж на рынке сертификацию, в рамках которой проверяются многие параметры безопасности и соответствие принятым в стране ГОСТам. В том числе производятся замеры вредных веществ в выхлопной системе, для того чтобы уровень СО2 соответствовал установленному в России экологическому классу. 

Вырезав катализатор, вы рискуете, что уровень вредных веществ в выхлопе не будет соответствовать установленным нормам. В этом случае автомобиль не сможет пройти легально техосмотр. Но обычно эта проблема легко решается в нашей стране. 

Но в целом, вырезав катализатор, вы даете двигателю «дышать», а еще можете заработать, сдав отработанный катализатор на металл. 

Надеемся, вы получили представление о детали и теперь можете принять правильное решение в случае ее поломки.

Универсальный катализатор — Мастер Глушитель

Универсальный катализатор, что это?

В автомобиле есть очень важная деталь — каталитический нейтрализатор. Он понижает токсичность выхлопных газов. Входящие в их состав окись углерода, углеводороды и окись азота ядовиты. Накапливаясь в атмосфере городов, они становятся причинами смога и ухудшения здоровья жителей. Катализатор, благодаря своей конструкции и ценным металлам, входящим в его состав, дожигает ядовитые вещества, существенно уменьшая их количество в выхлопе.

Если катализатор сломался или начал работать неисправно, его нужно заменить или удалить. Замена на такой же оригинальный от автопроизводителя обойдётся весьма недёшево.

Есть альтернатива – универсальный катализатор. Конструктивно это всё та же деталь. Функционально он тоже ничем не отличается от оригинального и бывает двух видов: керамический и металлический. Внутри находится блок со структурой в виде сот. На их поверхность нанесен слой активаторов, а на нём уже находится каталитически активный слой, состоящий из редких металлов (палладий, платина, родий). Именно эти металлы вступают в реакцию с газами, делая их менее опасными для здоровья человека. При исправном нейтрализаторе очистка отработавших газов достигает 98%.

Почему стоит приобрести универсальный катализатор?

Название «универсальный» говорит само за себя. Такой катализатор подходит практически к любому автомобилю. Деталь подбирается по размеру (объёму) и пропускной способности. Чтобы выяснить объём, мастер замеряет корпус оригинального «родного» (длину и диаметр) и устанавливает универсальный примерно того же объёма. По сути, универсальный катализатор – это такая банка каталитического нейтрализатора, которую вваривают вместо неисправного узла. То есть заменяют сам катализатор, а магистраль (трубу) не трогают. После этого мастер программным способом удаляет ошибку с кодом P0420 или P0430. Только после этого процесс замены катализатора можно считать завершенным, а на приборной панели перестает гореть ошибка «Check Engine».

Плюсы и минусы универсального катализатора.

Единственный существенный минус универсального катализатора в том, что он, как и оригинальный, может выйти из строя из-за некачественного топлива, неисправности работы двигателя и других факторов.

Что же касается плюсов, то их больше чем минусов: цена в разы меньше, чем у оригинала, ваш автомобиль снова будет исправно и эффективно работать, а с приборной панели исчезнет информация об ошибке. При этом автомобиль будет соответствовать строгим экологическим стандартам стран ЕС, что позволит въезжать в них. Уменьшение экологической нагрузки на город тоже будет большим плюсом.

Купить универсальный катализатор в Москве недорого.

Сделать это можно в Мастер Глушитель, автосервисе, специализирующемся на ремонте и тюнинге выхлопных систем. Помимо самой детали мы предложим вам услуги по её установке. Наши специалисты выполнят данные работы в течение нескольких часов и по доступной цене. Вы также получите гарантию 720 дней.

Узнать стоимость работ можно здесь.

Хотите задать нам вопрос? Способы связи указаны на странице Контакты.

что это такое и что ценного в нем, признаки неисправностей и их устранение

Автомобильный катализатор – он же каталитический нейтрализатор – это деталь, которая призвана уменьшить объем вредных веществ, выбрасываемых из выхлопной трубы автомобиля в атмосферу. Достаточно сложное устройство и принцип работы – причины, по которым катализаторы нередко доставляют автовладельцам массу проблем. Что нужно знать об этой детали и надо ли ее убрать?

Что такое катализатор и для чего он нужен?

Выхлопные газы – продукты окисления углеводородного топлива, не полностью сгораемого внутри автомобильного двигателя. В составе выхлопа есть как безвредные, так и токсичные вещества. К первым относится азот, кислород, углекислый газ. Спектр вредных компонентов значительно шире:

  • угарный газ;
  • углеводороды;
  • оксиды азота;
  • альдегиды;
  • бензпирен;
  • частицы сажи.

Все перечисленные выше вещества являются токсичными, а сажа и бензпирен еще и сильные канцерогены. Неправильная настройка двигателя приводит к тому, что концентрация вредных выбросов увеличивается от двух раз для бензиновых моторов и до двадцати раз для дизельных.

Задача катализатора – нейтрализовать негативное действие углеводородов, оксидов углерода и азота в выхлопных газах, и тем самым снизить вред автомобиля с ДВС для окружающей среды. Сам процесс нейтрализации происходит в ходе окислений либо восстановления в зависимости от типа нейтрализатора. В результате реакций токсины превращаются в свободный азот и углекислый газ.

Для контроля катализатора в выхлопной системе устанавливается особый датчик – лямбда-зонд. Он отслеживает концентрацию кислорода в отработанных газах. Показания кислородного датчика влияют на режим работы двигателя авто, от чего в свою очередь зависит состав выхлопных газов.

Как устроен автомобильный катализатор?

Каталитические нейтрализаторы в современных автомобилях имеют весьма простое устройство:

  • корпус из нержавеющей стали;
  • керамический наполнитель;
  • термическая защитная прокладка;
  • кислородный датчик (лямбда-зонд).

В зависимости от типа детали в качестве наполнителя используются металлические либо керамические мелкие соты, покрытие тончайшим слоем редких металлов – иридия, палладия и родия. Лямбда-зонд устанавливается на входе в катализатор и на выходе, т.е с обеих его сторон.

Принцип работы катализатора

Точный принцип работы автомобильного катализатора зависит от того, к какому типу он относится:

  • В восстанавливающем элементе происходит разложение оксидов азота на кислород и молекулярный азот. За эти химические реакции отвечают драгметаллы платина и родий.
  • В окисляющем элементе свободный кислород вступает в активную реакцию окисления с углеводородами и угарным газом из выхлопа, связывая их в безопасные соединения.

В обоих перечисленных случаях вредность отработанных газов для природы заметно уменьшается.

Виды катализаторов

В первую очередь каталитические нейтрализаторы классифицируются по принципу работы на два типа – восстанавливающие и окисляющие. Они уже были рассмотрены ранее. Кроме типа реакций, которые протекают внутри этих устройств, оба типа различаются составом. В первых используется платина и родий, во вторых – платина и палладий. Соответственно, это влияет на стоимость детали.

Второй признак, по которому различаются детали – материал, из которого сделана сотовая сетка:

  • Керамические. Главное достоинство деталей с сеткой из керамики – низкая цена. Это обусловлено дешевизной материала и технологии изготовления. Отсюда же вытекает основной недостаток – хрупкость. Даже небольшого удара хватит для растрескивания.
  • Металлические. Отличаются долговечностью, прочностью, надежностью. Хорошо переносят воздействие влажности, удары, вибрацию, тряску. В связи с этим стоимость металлических катализаторов существенно больше, если сравнивать их с керамическими.

Следующий критерий для классификации каталитических нейтрализаторов – место установки в выхлопной системе автомобиля. По этому признаку устройства делятся всего на две категории:

  • Монтируемые на приемной трубе. Деталь может располагаться как на самой трубе, так и сразу после нее, непосредственно перед резонатором. Это удобный в плане замены и ремонта тип размещения, так как демонтировать устройство с приемной трубы очень легко.
  • Монтируемые внутри коллектора. В этом случае элемент является частью выпускного коллектора. Первый серьезный недостаток – неремонтопригодность такого катализатора. Второй – деталь быстро и сильно нагревается до критических температур.

Исходя из преимуществ, оптимальный вид нейтрализатора – керамический с установкой прямо на приемной трубе выхлопной системы. Если позволяет бюджет, лучше купить металлическую деталь.

Причины и признаки неисправности

В теории катализатор может работать на протяжении многих десятилетий, так как расход редких металлов в его составе очень небольшой. На практике все получается не так радужно. Есть целый ряд причин, по которым каталитический нейтрализатор выхлопных газов может выйти из строя:

  • механическое воздействие – критично для керамических катализаторов;
  • попадание воды (особенно холодной) на раскаленную поверхность детали;
  • взрыв топлива внутри катализатора из-за проблем в системе зажигания;
  • регулярное использование низкокачественного и загрязненного топлива;
  • применение этилированного бензина – катализатор может прогореть;
  • попадание в нейтрализатор масла, охлаждающей жидкости или промывки.

Перечисленные причины могут привести к таким распространенным поломкам нейтрализатора, как выгорание активного слоя, оплавление, появление нагара на внутренних стенках устройства.

Эксплуатация автомобиля с неисправным катализатором уменьшает ресурс самого двигателя. По этой причине нельзя откладывать ремонт или замену детали на потом – это выйдет очень дорого.

Как проверить катализатор?

Не надо быть специалистом, чтобы догадаться о неисправности автомобильного катализатора. На его выход из строя и необходимость замены указывает ряд достаточно специфичных признаков:

  • увеличенный расход топлива без видимых причин;
  • автомобиль медленнее набирает скорость;
  • возникли проблемы с тягой, упала мощность мотора;
  • загорелась лампочка проверки двигателя;
  • несколько увеличился расход масла;
  • при нажатии на педаль газа мотор откликается не сразу;
  • при запуске двигателя чувствуется неприятный запах.

Лучший способ диагностики неисправности нейтрализатора – осмотр. Также своего рода средством проверки является приборная панель, а именно лампочка «Check engine» и соответствующий поломке лямбда-зонда или катализатора код ошибки в бортовом компьютере.

Еще один способ – измерить давление выхлопных газов с помощью манометра, после чего сравнить показания с нормативами. Так, нормой считается давление 0,3 кгс/см2. Если это значение больше, скорее всего с деталью есть проблемы, и нужна помощь специалистов из автосервиса.

Как почистить катализатор?

Засорившийся с течением времени катализатор рекомендуется быстро и тщательно прочистить. В противном случае двигатель начнет «задыхаться», его мощность упадет, а расход топлива, наоборот, вырастет. На необходимость заняться очисткой нейтрализатора указывают признаки:

  • упавшая мощность мотора и медленный разгон;
  • возникают проблемы с запуском двигателя;
  • мотор самопроизвольно отключается на ходу;
  • двигатель нестабильно работает на холостом ходу;
  • цвет выхлопа изменился, стал более выраженным.

Визуально на необходимость прочистки нейтрализатора указывает его загрязненность продуктами горения, смолами, маслом и прочими посторонними включениями. Есть два способа его очистки:

  • Механическая. Для такой прочистки применяется наждачная бумага. Нужно демонтировать нейтрализатор, взять кусочек наждачки и счистить налет с металлических или керамических сот, аккуратно надавливая на них. Оставшиеся после процедуры частицы грязи, масла и сажи удаляются из нейтрализатора сжатым воздухом, подаваемым под давлением.
  • Жидкостная. Используется специальная промывка, которую можно купить в магазине автодеталей. Если такой возможности нет, можно использовать этанол или жидкость для очистки карбюратора. Порядок работ – демонтаж катализатора и его погружение в тару. Далее соты обильно поливаются промывкой, а через 20-30 минут – струей горячей воды.

В конце жидкостной очистки нужно тщательно просушить нейтрализатор с помощью сжатого воздуха. Если чистота детали вас не удовлетворит, процедура повторяется еще раз с самого начала.

В случае с механической очисткой важно проявить аккуратность и не давить наждачкой на соты слишком сильно. Керамические детали могут треснуть, раскрошиться и от небольшого давления.

Зачем вырезают катализатор из автомобиля?

Весьма популярна практика самостоятельного удаления катализатора из выхлопной системы авто. Делается это не просто так – демонтаж нейтрализатора предоставляет водителю преимущества:

  • не надо покупать новую деталь;
  • увеличение мощности двигателя;
  • можно заливать «грязное» топливо;
  • уменьшение расхода топлива;
  • отсутствие ошибок лямбда-зонда;
  • нет проблем с запуском двигателя.

Автомобиль вполне исправно работает и без каталитического нейтрализатора. Но последствия все же есть, и в первую очередь для окружающей среды. Выхлоп становится грязным и приобретает неприятный запах. В выхлопной системе могут появляться посторонние звуки, шумы и вибрации.

Если удаление было сделано неправильно, на приборной панели регулярно будут отображаться ошибки. Также машина без катализатора не сможет пройти регулярный технический осмотр.

Как удалить устройство из выхлопной системы?

Для демонтажа катализатора потребуется установить автомобиль над смотровой ямой. Далее из положения снизу демонтируется та часть выхлопной трубы, на которой установлен этот элемент. После этого нейтрализатор срезается болгаркой, и труба заваривается, либо разбирается, если такая возможность предусмотрена конструктивно. Последний этап – монтаж пламегасителя. Он обеспечит нормальную работу резонатора выхлопной трубы и устранит ряд плохих последствий.

Сложность удаления катализатора заключается в риске повредить выхлопную трубу, резонатор или выпускной коллектор в зависимости от того, где установлен элемент. Несмотря на возможность самостоятельного демонтажа катализатора, рекомендуется доверять эту работу специалистам из автосервиса. Так риск негативных последствий для автомобиля будет минимальным или нулевым.

Заключение

Каталитический нейтрализатор, несмотря на благородное предназначение, доставляет водителю больше проблем, нежели пользы. Невысокое качество и чистота топлива делают из теоретически «вечной» детали часто выходящий из строя рудимент. Все больше автовладельцев предпочитают удалять катализатор и устанавливать на его место обманку – такой шаг обходится заметно дешевле.

Каждый автомобилист сам решает, изымать нейтрализатор из выхлопной системы своего авто, или нет. Однако в развитых странах Европы давно приняли решение – наличие катализатора в авто играет большую роль для всей природы и для каждого человека в отдельности. Вот по этой причине катализаторы в обязательном порядке устанавливаются на все современные автомобили мира.

Катализатор — все статьи и новости

Катализатор — вещество, которое способствует ускорению химической реакции, однако не входит в состав продуктов этих реакций. С помощью катализатора можно осуществлять быстрые реакции при небольших температурах. Процесс, при котором осуществляется ускорение химических реакций благодаря катализаторам, называется катализ. Этот термин ввел шведский химик Йёнс Якоб Берцелиус в 1835 году. Процесс, при котором катализатором выступает один из продуктов реакции или ее исходных веществ, называют автокатализом.

Катализаторы можно разделить на два типа: гетерогенные и гомогенные. Гомогенные катализаторы находятся в одной фазе с реагирующими веществами. В качестве гомогенных катализаторов используют кислоты и основания. Гетерогенные катализаторы образуют самостоятельную фазу, которая отделена границей раздела от фазы, в которой находятся реагирующие вещества. К гетерогенным катализаторам можно отнести металлы, а также их оксиды и сульфиды.

У всех живых существ метаболизм зависит от биологических катализаторов, которые называются энзимами. Это молекулы РНК или белковые молекулы, а также их комплексы, которые ускоряют процесс обмена веществ, что является жизненно необходимым для живых организмов.

На действии катализаторов основываются и многие промышленные процессы. Так, при производстве аммиака в качестве катализатора выступает железо. Катализаторы также широко используются при переработке нефти и создании новых материалов, например пластмассы.

Также катализатором называют деталь выхлопной системы в автомобилях, которая снижает содержание вредных веществ в выхлопных газах. Благодаря такому катализатору происходит химическая реакция, в которой участвуют такие вредные вещества, как окись углерода (CO), углеводород и оксиды азота. В результате реакции образуются оксид углерода (CO₂) и азот (N₂), которые являются менее вредными.

Вещество, которое, наоборот, замедляет реакцию, называют ингибитором.

Фото: Bdyczewski/Pixabay

Катализатор что это


Общая информация о катализаторах

Катализатор — это элемент выхлопной системы. Он выполняет две задачи:

  1. Окисление выхлопных газов с целью снижения содержания вредных для экологии примесей
  2. Создание противодавления в выхлопной системе

Устройство катализатора и его разновидности

Существуют три вида катализаторов, разделяющихся по принципу работы:

  • Фильтрующий (катализатор дожигания)
  • Химический
  • Магнитно-стрикционный (МСК)

В данной статье мы рассмотрим самый известный и популярный вид катализатора — катализатор дожигания.

Катализатор дожигания, в свою очередь, делится на два типа:

— Керамический катализатор

— Металлический катализатор

Внутренняя структура катализатора представляет собой соты, выполненные из керамики или металла. По функциональности они идентичны, но катализатор из металла более надежен, тогда как керамические соты довольно хрупки. Стоит металлический катализатор дороже керамического.

На соты наносится тонкий слой платино-иридиевого сплава, который и обеспечивает окисление выхлопных газов. Платина и иридий – дорогие металлы, отсюда такая высокая стоимость катализатора.

Сам катализатор помещается в корпус из нержавеющей стали.

Принцип работы катализатора

Выхлопные газы представляют собой смесь NO (оксид азота), CH (углеводород), CO (оксид углерода – угарный газ). Эти газы опасны как для окружающей среды, так и для самого человека. Смог, который еще недавно был визитной карточкой больших городов, образуется из-за взаимодействия этих и некоторых других соединений, в результате получается вредная для человека дымовая завеса.

Принцип работы катализатора основан на том, чтобы эти элементы до-окислять путем каталитической реакции между элементами газов и сплава катализатора, в результате на выходе получаются либо более низкие концентрации вредных веществ, либо чистые кислород и углекислый газ.

Реакция происходит из-за высокой температуры выхлопных газов (выше 300 градусов). Чем выше температура, тем быстрее протекает реакция. Температура выхлопных газов во многом зависит от заправляемого топлива. Топливо низкого качества может выдавать очень большую температуру отработанных газов, что уменьшает срок службы катализатора.

Стандарты

Экологическая политика привела к появлению норм содержания вредных веществ в выхлопных газах. В зависимости от конкретного стандарта, топливо и катализаторы разделяются по своему качеству (соответствию стандартам).

На данный момент существует 6 стандартов, принятых в Евросоюзе – Евро-1, Евро-2, Евро-3, Евро-4, Евро-5, Евро-6. Евро-6 ввели в 2013 году, тогда как в России максимальным стандартом на данный момент является Евро-5.

Сейчас в России введен закон на запрет эксплуатации транспортных средств со стандартом ниже Евро-3.

Стандарт Евро-3:

оксид углерода (CO) — не более 2,3г/км (грамм на километр пути)
углеводороды (СН) — не более 0,2 г/км
оксиды азота (NO) — не более 0,15 г/км

Выхлопная система

На современных машинах обычно ставится минимум два катализатора, один из которых ставится прямо на выпускной коллектор (катколлектор).

Для нормальной работы катализатора нужно обеспечить постоянное оптимальное соотношение воздуха и топлива в рабочей смеси, поступающей в камеру сгорания.

Этот параметр (количество кислорода) измеряется датчиком лямбда-зонд, который подает сигнал в блок управления, а тот, в свою очередь, соответствующим образом регулирует подачу топлива в двигатель.

После первого катализатора стоит второй лямбда-зонд, который регистрирует изменение содержания кислорода в выхлопе. Если разницы нет или она ниже допустимого значения, подается сигнал о неисправности катализатора.

После второго лямбда-зонда ставится второй катализатор, который располагается примерно под ногами человека на переднем сидении.

Если установлено 4 катализатора, то два других (нижних) располагаются на некотором отдалении от верхних катализаторов. Если из строя выходит один катализатор, то меняют как минимум два верхних, в противном случае возникает неправильное противодавление.

Из-за чего катализатор выходит из строя

Катализатор это фильтр, а фильтры со временем приходится менять.

Существует несколько причин неисправности катализатора.

1. Истек срок службы. В процесс работы катализатор забивается и превращается в пробку. В таком случае машина начинает «тупить», уменьшается мощность работы. Обычно катализатора хватает на 100-120 тысяч километров пробега. После этого катализатор необходимо менять.

2. Стерся платино-иридиевый слой катализатора. В принципе, забившийся катализатор возможно почистить, однако со временем каталитический сплав стирается и чистка становится абсолютно бесполезным занятием.

3. Керамический слой катализатора разрушился. Это либо вторая стадия после «забивки» катализатора, либо наличие чисто механических повреждений типа ударов. Такое чаще всего происходит у автомобилей, предназначенных для загородной езды. В этом случае частички керамики попадают в двигатель и нарушают его работу. Если это запустить, то можно дойти до капитального ремонта или замены двигателя. Если вы слышите странный треск и дребезжание под ногами, это может говорить в пользу разрушения катализатора.

4. Фильтрующая структура катализатора оплавилась. Это происходит, если температура выхлопных газов превышает допустимый порог. В норме катализаторы выдерживают температуру от 300 до 900 градусов. Причина заключается в некачественном топливе. Оплавленный катализатор так же превращается в пробку.

Как правило, при неисправном катализаторе вы увидите сигнал «Check Engine» или при сканировании – код ошибки P0420. Однако, для точного определения причин проблемы необходимо провести диагностику катализатора.

Что делать и кто виноват

Кто или что несет вину за сломанный катализатор – мы уже узнали выше. Возникает вопрос – что делать дальше?

В первую очередь, необходимо провести диагностику выхлопной системы. Если катализатор вышел из строя, вам предложат его заменить на новый. Вышедший из строя катализатор ремонту не подлежит.

Есть и другой вариант, более дешевый – вы убираете катализатор и ставите на его место пламегаситель. Пламегаситель не фильтрует выхлоп, но зато выполняет вторую функцию катализатора – разбивает поток газов, снижая, тем самым, нагрузку на резонатор. Ставить прямую трубу не рекомендуется — либо катализатор, либо пламегаситель.

Если вы решили поставить пламегаситель, то второй лямбда-зонд будет постоянно подавать сигнал ошибки, что довольно сильно раздражает. Но есть способ его обмануть. Здесь либо вам ставят механический контроллер лямбда-зонда, либо программный.

Механический контроллер представляет собой втулку. Втулка вставляется в выхлопную трубу, а лямбда-зонд уже в нее. В таком случае зонд находится на расстоянии от основного потока выхлопных газов и регистрирует норму.

Программный контролер надежнее. Он подает сигнал на бортовой компьютер, соответствующий нормальной работе катализатора.

Штатный или универсальный?

Это второй выбор, с которым вы сталкиваетесь при замене катализатора. Со штатным или оригинальным катализатором все понятно – его продает ваш дилер. Обычно дилер продает катализатор вместе с коллектором, что еще больше увеличивает цену.

Универсальный катализатор намного дешевле, что является очевидным плюсом, т.к. на катализаторы не дают гарантии. Функциональность такая же, как и у штатного, только штатный предназначен специально для марки вашей машины, а универсальный катализатор необходимо подбирать. Здесь большое значение уделяется сервису, который производит замену катализатора.

Кроме того, некоторые автосервисы, например наш автосервис «Глушак», предоставляют гарантию.

Катализатор. Принцип работы, назначение. Удаление или чистка

На протяжении многих лет авто производители создают много усовершенствований в автомобильных двигателях и топливных системах, чтобы идти в ногу со временем и, безусловно, с законами, направленными на улучшение экологической ситуации на фоне выбросов автомобилей. Одно из кардинальных таких усовершенствований произошло в 1975 году с интересным устройством под названием катализатор. По сути работа катализатора заключается в преобразовании вредных веществ в менее вредные выбросы, прежде чем они покинут выхлопную систему автомобиля.

Устройство и принцип работы каталитического нейтрализатора

В составе выхлопных газов автомобиля содержится довольно много токсичных веществ. Для предотвращения их попадания в атмосферу используется специальное устройство, получившее название «каталитический нейтрализатор» (более известный как «катализатор»). Он устанавливается на автомобилях, оснащенных двигателями внутреннего сгорания, работающих как на бензине, так и на дизельном топливе. Зная принцип работы катализатора, вы сможете понять важность его работы и оценить последствия, которые может вызвать его удаление.

Конструкция и функции катализатора

Нейтрализатор является частью системы выхлопа. Он располагается сразу за выпускным коллектором двигателя. Катализатор состоит из:

  • Металлический корпус (монтажный мат), имеющий входной и выходной патрубки.
  • Керамический блок (монолит). Представляет собой пористую структуру с множеством ячеек, которые увеличивают площадь соприкосновения выхлопных газов с рабочей поверхностью.
  • Каталитический слой — специальное напыление на поверхностях ячеек керамического блока, состоящее из платины, палладия и родия. В последних моделях для напыления иногда используется золото — драгоценный металл, который имеет более низкую стоимость.
  • Металлический кожух. Выполняет функции теплоизоляции и защиты катализатора от механических повреждений.

Главная функция каталитического нейтрализатора — это нейтрализация трех основных токсических компонентов отработавших газов, поэтому он получил свое название — трехкомпонентный. Вот эти нейтрализуемые компоненты:

  • Окислы азота NOx – компонент смога, причина кислотных дождей, ядовиты для человека.
  • Угарный газ СО – смертельно опасен для человека при концентрации в воздухе от 0,1%.
  • Углеводороды CH – компонент смога, отдельные соединения канцерогены.

Принцип действия катализатора

На практике трехкомпонентный каталитический нейтрализатор имеет следующий принцип действия:

Выхлопные газы из двигателя попадают внутрь керамических блоков, где проникают в ячейки, полностью заполняя их.

Металлы-катализаторы палладий и платина провоцируют реакцию окисления, в результате которой несгоревшие углеводороды СН преобразуются в водяной пар, а угарный газ СО в углекислый.

Восстановительный металл-катализатор родий преобразует NOx (оксид азота) в обычный безвредный азот. В атмосферу выпускаются очищенные отработавшие газы. 

Если в автомобиле установлен дизельный двигатель, то возле катализатора всегда находится сажевый фильтр. Иногда эти два элемента могут быть совмещены в единую конструкцию. Рабочая температура катализатора играет решающую роль в эффективности процесса нейтрализации токсичных компонентов. Реальное преобразование начинается только после достижения 300°С. Идеальной, с точки зрения эффективности и срока службы, считается температура от 400 до 800°С. В диапазоне температур от 800 до 1000°С наблюдается ускоренное старение нейтрализатора. Длительная работа при температуре свыше 1000°С оказывает губительное воздействие на катализатор. Альтернативой керамике, выдерживающей высокие температуры, является металлическая матрица из гофрированной фольги. Катализаторами в такой конструкции выступают платина и палладий. 

Что ценного в катализаторах

К сожалению, ценного там оказалось много. В роли катализаторов пришлось применить благородные металлы, наиболее подходящие для этой цели.

Дошло до того, что самым дешёвым из них оказалось золото, но чаще приходится использовать платину, палладий и родий. Многим известно, что эти элементы существенно дороже всем понятного золота.

Одновременно с применением столь недешёвых компонент потребовалось создать геометрически непростую структуру, обеспечивающую контактирование каталитического вещества со всем объёмом выпускаемого цилиндрами газа. Это мельчайшие керамические или металлические соты, сквозь которые и продувается весь поток выхлопа.

В результате автомобиль приобрёл сложное, массивное и дорогое устройство в виде металлического корпуса, высокотехнологичной начинки, да ещё и обрамлённое контрольными датчиками с двух сторон, непрерывно следящими за его сохранностью и правильной работой.

Экологичность даром не даётся. Да и на этом прогресс не остановился, дальнейшее ужесточение требований законодателей продолжает влиять на появление дополнительных систем очистки выхлопа.

В дизеле

Катализаторы в дизельном двигателе работают гораздо хуже в сокращении выбросов NOx. Одной из причин этого является то, что дизельные двигатели имеют более низкую рабочую температуру, чем бензиновые двигатели, и катализатор в целом в дизельном двигателе работает хуже, поскольку он меньше нагревается. Некоторые из ведущих экспертов экологических авто придумали новую систему, которая помогает бороться с этим. Они используют мочевину в решении этой проблемы: прежде чем оксиды азота уходят в катализатор, их принудительно испаряют и смешивают с выхлопом и затем создают химическую реакцию, которая приведёт к сокращению выбросов NOx. Мочевина, также известная как карбамид, представляет собой органическое соединение, изготовленное ​​из углерода, азота, кислорода и водорода. Мочевина содержится в моче млекопитающих и земноводных. Мочевина реагирует с NOx, производя в результате реакции азот и водяной пар и утилизируя более 90 процентов оксидов азота в выхлопных газах.

Виды катализаторов

По своему назначению нейтрализатор может быть двух- или трехкомпонентным.

  1. В первом случае он выполняет относительно простые функции окисления (дожигания) угарного газа и углеводородов до образования воды и двуокиси углерода.
  2. Во втором – добавляется сложная способность устройства работать с окислами азота. Особенно много их образуется в современных дизельных и бензиновых моторах, в силу повышения экономичности, которых конструкторам приходится использовать обеднённые и бедные смеси на впуске.

Трёхкомпонентые катализаторы, а именно такие чаще всего применяются, в свою очередь, могут отличаться по конструктивному признаку, изготавливаясь на базе керамических или металлических сотовых изделий.

Керамические относительно дешевле, но не обладают высокой механической прочностью и долговечностью, склонны к растрескиванию и разрушению, не терпят ударов при наезде на препятствия.

Металлические конструктивы обладают достаточной упругостью, поэтому лучше держат внешние и внутренние удары. Внутренние могут возникать при аномальных процессах горения и разрушительно воздействовать на тонкую сотовую начинку, где, как уже упоминалось, обычно нанесены такие непростые вещества, как платина, палладий и родий.

Но даже металл не спасает от предательского попадания на тонкие соты посторонних веществ из двигателя в виде компонент контрафактных рабочих жидкостей, слишком богатой смеси или всевозможных соединений кремния.

Катализаторы отличаются и по способу их установки. Раньше они располагались в виде врезок выхлопной трубы, подобно глушителям и резонаторам. Но оказалось, что так их очень трудно и затратно прогревать до рабочей температуры, при которой начинаются каталитические реакции.

Поэтому сейчас нейтрализаторы ставят непосредственно за выпускным коллектором, максимально близко к точке выхода раскалённых выхлопных газов. Уже не надо долго ждать выхода прибора на режим, меньше загрязняются кислородные датчики и сокращаются расходы топлива на поддержание температуры.

 

Срок службы катализатора

Средний ресурс катализатора составляет 100 тыс. километров пробега, но при правильной эксплуатации он может исправно функционировать и до 200 тыс. километров. Основные причины раннего износа — неисправность двигателя и качество топлива (топливовоздушной смеси). При наличии обедненной смеси происходит перегрев, а при слишком богатой возникает засорение пористого блока остатками несгоревшего топлива, что препятствует протеканию необходимых химических процессов. Это приводит к тому, что срок службы каталитического нейтрализатора существенно снижается. Еще одной распространенной причиной неисправности керамического катализатора являются механические повреждения (трещины), возникающие при механических воздействиях. Они провоцируют быстрое разрушение блоков. При возникновении неисправностей работа каталитического нейтрализатора ухудшается, что фиксируется при помощи второго лямбда-зонда. В этом случае электронный блок управления сообщит о неисправности, выдав на приборной панели ошибку «CHECK ENGINE». Также признаками выхода из строя являются дребезжание, увеличение расхода топлива и ухудшение динамики. В этом случае его меняют на новый (оригинального производства или универсальный). Почистить или восстановить катализаторы невозможно, а поскольку это устройство имеет высокую цену, многие автомобилисты предпочитают просто удалить его.

Можно ли удалить катализатор? 

При удалении катализатора его очень часто заменяют на пламегаситель. Последний выравнивает поток выхлопных газов. Его установка рекомендуется для устранения неприятных шумов, которые возникают при удалении катализатора. При этом, если вы выбрали именно удаление, лучше полностью снять устройство и не прибегать к рекомендациям некоторых автомобилистов пробить в нем отверстие. Подобная процедура улучшит ситуацию только на время. В автомобилях, соответствующих экологическим стандартам Евро-3, помимо удаления катализатора необходима перепрошивка электронного блока управления. Ее обновляют до версии, в которой отсутствует каталитический нейтрализатор. Также можно установить эмулятор сигнала кислородного датчика, который избавит от необходимости перепрошивать ЭБУ.

Как почистить

В тех случаях, когда соты ещё не повреждены, но пропускная способность нейтрализатора уже снижена смолянистыми отложениями, его можно промыть.

Для этого лучше всего использовать жидкость, обычно применяемую для очистки карбюраторов или топливных форсунок. Только потребуется её значительно больше.

Катализатор заливается промывочной жидкостью, после чего ей предоставляется время на растворение загрязнений, затем её сливают, внутренности детали промываются горячей водой и просушиваются (продуваются).

Обычно процедура требует неоднократного повторения. Существуют также специально предназначенные для подобных промывок составы.

Источники: techautoport.ru, autovogdenie.ru, drive2.ru.

Что такое катализатор на автомобиле, зачем он нужен и что будет, если его убрать

Автомобиль в системе выхлопа имеет каталитический нейтрализатор, который часто выходит из строя из-за некачественного топлива. Давайте разберемся, что это такое, для чего нужен и что делать в случае засора.

Что такое катализатор

Катализатор предназначен для очистки вредных выхлопов. Он расположен в системе выпуска, в процессе его работы происходят химические реакции: опасные вещества переходят в безопасные формы, после чего выбрасываются вместе с выхлопом. Пройдя этот путь выхлопные газы становятся чище. И как результат, автомобиль наносит меньший вред окружающей среде. 

Схема катализатора

Нейтрализатор работает только после нагрева до 300°C, сразу после запуска двигателя очистка не происходит.

Устройство каталитического нейтрализатора

Основой катализатора являются керамические или металлические соты. В зависимости от модели на стенки сот наносится микрослой из палладия и родия или иридия. Эти металлы обладают высокой химической активностью. Касаясь напыления, часть выхлопа входит с ним в химическую реакцию. Часть элементов, образовавшихся при сгорании топлива, связывается.

Современные катализаторы трехкомпонентные.

  • Первый элемент связывает оксиды азота.
  • Второй — удаляет часть несгоревших элементов топлива. В большей части удаляется окись углерода.
  • Третий элемент — это датчик. Он анализирует газы на выходе из катализатора, данные передаются в бортовой компьютер.

Трехкомпонетные катализаторы

Неисправности катализатора и их причины

Производители пишут, что срок службы нейтрализатора 100–150 тысяч километров. Но на практике проблемы могут возникнуть и при меньшем пробеге, особенно в больших городах, где часто приходится стоять в пробках. 

В зависимости от особенностей эксплуатации, замена каталитического нейтрализатора может производиться раз в 3–7 лет.

Основной причиной неисправности становится выгорание слоя металлов, покрывающих соты. Это естественный процесс, в результате которого качество выхлопа ухудшается. Бортовой компьютер показывает горящий «чек», а в некоторых случаях и вообще не позволяет мотору работать, выключая зажигание.

Ускоряет процесс выгорания и некачественное топливо. Зачастую у бензина увеличивают октановое число путем добавки свинца, это усиливает нагрузку на катализатор, уменьшая срок эксплуатации. В ситуации с дизельным топливом выход из строя может ускорить сам владелец, используя в зимнее время добавки-«антигель».

В некоторых случаях причиной поломки может стать неисправный двигатель. При неправильно выставленном зажигании и проблемах в системе питания (последнее особенно актуально для дизельных двигателей) выгорание каталитического слоя ускоряется.

Соты каталитического нейтрализатора

Диагностика автомобильного катализатора

Определить неисправность можно по нескольким признакам:

  • На панели приборов загорелась лампочка “Check Engine”. Она включается при любых ошибках мотора. В нашем случае, как результат нехарактерных показателей датчика, лямбда-зонд. Точно определить, что причина в катализаторе может диагностика сканером.
  • Снижение мощности двигателя. При неисправном катализаторе машина начинает троить, дергаться, хуже разгоняется. Причина в снижении пропускной способности каталитического нейтрализатора, связанной с частичным разрушением сот: они запекаются, забивают проход для выхлопных газов. В итоге мотор «задыхается».
  • Грохот под днищем. Обычно проявляется на высоких оборотах, изредка сразу после запуска. Причина в частичном разрушении керамической конструкции сот. Отпавшие частицы начинают биться о стенки катализатора под воздействием потока газов и центробежных сил.
  • Недостаточно сильный или ровный напор газов из глушителя. При исправном нейтрализаторе, поднеся руку к выхлопной трубе, можно ощутить слабую пульсацию, она возникает вследствие поочередной работы выпускных клапанов. Если поток ровный или ослабленный, вероятно проблема в разрушенных сотах катализатора.

Каталитический нейтрализатор не выходит из строя резко и неожиданно. Обычно перед отказом начинаются мелкие проблемы из списка выше.

Катализатор в разборе

Оригинал или аналог

Оригинальный катализатор — довольно дорогая вещь. Он не производится в нашей стране, все детали в автомагазинах импортные, поэтому на увеличение цены влияют пошлины.

При этом, в случае использования оригинальной детали, автомобиль сохраняет все режимы работы двигателя. Это положительно сказывается на экологии, а также на ресурсе мотора.

Все описанные ниже способы замены катализатора, носят только ознакомительный характер. Не рекомендуется пользоваться данными методами самостоятельно!

Из-за высокой цены автолюбители ищут альтернативу. Вариантов несколько:

  • универсальный катализатор;
  • пламегаситель.

Под универсальным катализатором подразумевается сразу две группы деталей. Первая — катализатор, подходящий под любой автомобиль. Довольно дорогая вещь, но работает безотказно. Второй вариант — блок с сотами. В этом случае в старый катализатор устанавливают новые соты. Недостатком данного варианта считается сложность с выбором сервиса для ремонта, не везде возьмутся за такую работу. Срок службы универсального нейтрализатора 60–90 тысяч километров.

Съём/Установка катализатора

Более дешевый и распространенный способ — пламегаситель. Он может быть готовым, просто предназначенным для установки вместо катализатора. Другой вариант — установка пламегасителя непосредственно в корпус нейтрализатора. Такой способ несколько сложнее, но позволяет скрыть факт замены детали при продаже автомобиля.

Иногда водители просто выбивают соты из корпуса. Способ дешевый, но может привести к увеличению уровня шума и урону экологии.

Особенности удаления катализатора из выхлопной системы

Ниже рассмотрим, какие нюансы удаления катализатора стоит учитывать. В первую очередь, нужно решить, как будет обходиться лямбда-зонд. После удаления нейтрализатора, датчик будет постоянно выдавать ошибку.

Чтобы обойти датчик, обычно делают обманку. Это проставка, которая отдаляет датчик от выхлопных газов, в результате он фиксирует больше кислорода. Обманку вкручивают на место датчика, и уже в нее устанавливают прибор. Такая система работает стабильно, хоть и имеет большое количество минусов. 

  • Любое вмешательство в конструкцию автомобиля приводит к снятию его с гарантии. Подумайте, что будет, если возникнет неисправность двигателя, которая попадает под гарантийный случай.
  • Невозможность пройти государственный техосмотр. Бортовой компьютер вы обманули, но вот при проверке на стенде, обман вскроется. В итоге, вы получите запрет на эксплуатацию транспортного средства. Со станции СТО, вы поедете уже на эвакуаторе.

Еще можно сделать перепрошивку ЭБУ. В результате система будет считать, имеющиеся показатели за норму. Для такой работы требуются дополнительные знания, а также программное обеспечение.

Предупреждения на приборной панели

При перепрошивке нарушаются нормальные циклы работы мотора. Он начинает работать в неправильном режиме. Это снижает ресурс силового агрегата примерно в два раза. В результате перепрошивка вместо экономии принесет вам только больше расходов.

Заключение

В случае возникновения проблем с катализатором, необходимо его заменить. Оптимальным решением будет установка оригинального нейтрализатора. Все аналоги и обманки могут привести к ускоренному выходу двигателя из строя, сделают невозможным получение диагностической карты, а также создадут дополнительную нагрузку на экологию.

Что такое катализатор и чем он опасен для мотора

Каталитический нейтрализатор — один из важнейших компонентов любого современного автомобиля с двигателем внутреннего сгорания. Именно эта неприглядная деталь помогает сохранить атмосферу от вредных выбросов и уберечь экологию планеты. Несмотря на очевидные плюсы, катализатор может доставить автовладельцу немало проблем и даже полностью убить двигатель машины. Разбираемся в устройстве системы и вовремя устраняем неполадки каталитического нейтрализатора.

Устройство

Каталитический нейтрализатор входит в систему выпуска отработавших газов и располагается в непосредственной близости от выпускного коллектора автомобиля. Именно в него попадает раскалённый выхлоп из коллектора ДВС, и уже после, существенно замедленным, охлаждённым и очищенным от вредных веществ оказывается в резонаторе и в глушителе.

Принцип работы устройства основан на химических реакциях, нейтрализующих вредные выбросы окиси азота, углерода и всевозможных групп углеводородов. Основной элемент катализатора выполнен в виде массивного керамического или металлического блока с мелкими сотами, на стенки которых нанесены драгоценные металлы — сплав иридия и платины, а также родия и палладия. При касании химически активных поверхностей вредные соединения сгорают и выводятся из выхлопной трубы в виде безвредных N2 и CO2. Платина и палладий выполняют в устройстве роль окислителей и сильно ускоряют горение углеводородов. Активный элемент помещён в металлический кожух и снабжён слоем теплоизоляции.

что в нем ценного и что будет если его убрать

Резкий скачок уровня автомобилизации общества в конце двадцатого века потребовал глобального усиления требований к экологичности двигателей внутреннего сгорания. Суровые законодательные меры вынудили производителей разработать и внедрить сложные технические комплексы очистки выхлопных газов, главными компонентами которых стали системы электронного управления впрыском топлива и специальные узлы дополнительной переработки продуктов выпуска – каталитические нейтрализаторы.

Содержание статьи:

Зачем нужен в машине каталитический нейтрализатор

Большая часть выхлопных газов состоит из вполне нейтральных и безвредных веществ – азота, водяного пара и двуокиси углерода. Но обойтись только их наличием практически невозможно, такое случается лишь в идеально отрегулированном двигателе, работающем в предсказуемом стационарном режиме.

Во всех других случаях мотор начинает выделять крайне опасные для человека химически активные вещества, моноокись углерода, углеводороды и окислы азота.

Читайте также: Для чего нужна балансировка колес автомобиля

Прямое уничтожение подобных ядов с большой скоростью и в требуемом объёме практически невозможно, поэтому инженеры были вынуждены прибегнуть к известным из химии каталитическим реакциям переработки вредных веществ в относительно нейтральные.

Катализатором в химии называется компонент реакции, который участвует в процессе, хорошо его ускоряет, но сам при этом не расходуется.

Что ценного в устройстве

К сожалению, ценного там оказалось много. В роли катализаторов пришлось применить благородные металлы, наиболее подходящие для этой цели.

Дошло до того, что самым дешёвым из них оказалось золото, но чаще приходится использовать платину, палладий и родий. Многим известно, что эти элементы существенно дороже всем понятного золота.

Одновременно с применением столь недешёвых компонент потребовалось создать геометрически непростую структуру, обеспечивающую контактирование каталитического вещества со всем объёмом выпускаемого цилиндрами газа. Это мельчайшие керамические или металлические соты, сквозь которые и продувается весь поток выхлопа.

Статья по теме: Установка и подключение кнопки Старт/Стоп с алиэкспресс

В результате автомобиль приобрёл сложное, массивное и дорогое устройство в виде металлического корпуса, высокотехнологичной начинки, да ещё и обрамлённое контрольными датчиками с двух сторон, непрерывно следящими за его сохранностью и правильной работой.

Экологичность даром не даётся. Да и на этом прогресс не остановился, дальнейшее ужесточение требований законодателей продолжает влиять на появление дополнительных систем очистки выхлопа.

Виды катализаторов

По своему назначению нейтрализатор может быть двух- или трехкомпонентным.

  1. В первом случае он выполняет относительно простые функции окисления (дожигания) угарного газа и углеводородов до образования воды и двуокиси углерода.
  2. Во втором – добавляется сложная способность устройства работать с окислами азота. Особенно много их образуется в современных дизельных и бензиновых моторах, в силу повышения экономичности, которых конструкторам приходится использовать обеднённые и бедные смеси на впуске.

Трёхкомпонентые катализаторы, а именно такие чаще всего применяются, в свою очередь, могут отличаться по конструктивному признаку, изготавливаясь на базе керамических или металлических сотовых изделий.

Керамические относительно дешевле, но не обладают высокой механической прочностью и долговечностью, склонны к растрескиванию и разрушению, не терпят ударов при наезде на препятствия.

Металлические конструктивы обладают достаточной упругостью, поэтому лучше держат внешние и внутренние удары. Внутренние могут возникать при аномальных процессах горения и разрушительно воздействовать на тонкую сотовую начинку, где, как уже упоминалось, обычно нанесены такие непростые вещества, как платина, палладий и родий.

Но даже металл не спасает от предательского попадания на тонкие соты посторонних веществ из двигателя в виде компонент контрафактных рабочих жидкостей, слишком богатой смеси или всевозможных соединений кремния.

Это интересно: Почему не загорается лампа давления масла при включении зажигания

Катализаторы отличаются и по способу их установки. Раньше они располагались в виде врезок выхлопной трубы, подобно глушителям и резонаторам. Но оказалось, что так их очень трудно и затратно прогревать до рабочей температуры, при которой начинаются каталитические реакции.

Поэтому сейчас нейтрализаторы ставят непосредственно за выпускным коллектором, максимально близко к точке выхода раскалённых выхлопных газов. Уже не надо долго ждать выхода прибора на режим, меньше загрязняются кислородные датчики и сокращаются расходы топлива на поддержание температуры.

Причины и признаки неисправности

Теоретически катализатор должен работать вечно. Благородные металлы не окисляются и не расходуются в химических реакциях каталитического типа. Но реальность выглядит значительно хуже. Тонкие приборы оказываются бессильны перед нарушениями температурного режима и механическими ударами.

Почти все проблемы бывают связаны с нарушением работы систем питания и зажигания двигателя, а также с применением некачественного топлива. Всё это приводит к повышению температуры нейтрализатора, оплавлению и выкрашиванию его сотовой структуры с последующим закупориванием пути свободного прохода выхлопных газов.

При этом катализатор способен нанести страшный ответный удар двигателю. Его близкое расположение к зоне выпускных клапанов привело к опаснейшему эффекту – раскрошенная керамика может попадать в цилиндры.

Это не является парадоксом, дело в том, что импульсный характер движения газов на выпуске приводит к хаотическому перемещению частиц по коллектору и всасыванию их в двигатель перепадами давления.

Результат известен многим мотористам – царапины и задиры на поверхностях, которым это полностью противопоказано. Двигатель отправляется в капитальный ремонт.

Общим признаком неисправности станет потеря мощности двигателя, его неспособность развить большие обороты. В конце концов он просто перестанет запускаться. Это легко себе представить интуитивно, вообразив, что некто коварно заткнул выхлопную трубу. Результат абсолютно идентичен.

Как проверить

Симптомы слишком характерны, чтобы вызывать сложности с диагностикой забитого катализатора.

Изменившийся звук выхлопа, сдавленное шипение в выпускной системе, иногда вообще крайне слабая реакция руки, подведённой к срезу выхлопной трубы. Обычно к тому же зажигается лампочка контроля состояния двигателя, ЭСУД заметит нештатные показания датчиков.

К сведению: Почему перестал работать парктроник (причины, диагностика, ремонт)

Окончательный диагноз будет поставлен после снятия катализатора с автомобиля. Запечённые, заполненные отложениями и раскрошенные соты невозможно не заметить.

Как почистить

В тех случаях, когда соты ещё не повреждены, но пропускная способность нейтрализатора уже снижена смолянистыми отложениями, его можно промыть.

Для этого лучше всего использовать жидкость, обычно применяемую для очистки карбюраторов или топливных форсунок. Только потребуется её значительно больше.

Катализатор заливается промывочной жидкостью, после чего ей предоставляется время на растворение загрязнений, затем её сливают, внутренности детали промываются горячей водой и просушиваются (продуваются).

Обычно процедура требует неоднократного повторения. Существуют также специально предназначенные для подобных промывок составы.

Зачем вырезают катализатор на автомобиле

Подобное удаление имеет негативные последствия в виде увеличения загрязнения окружающей среды.

Выполняется оно обычно по двум причинам – экономии на покупке новой детали, взамен пришедшей в негодность (изделие дорогое по описанным выше причинам) и мощностного тюнинга автомобиля.

Снижение сопротивления на выхлопе позволит мотору раскручиваться более уверенно. К тому не секрет, что экологичность и экономичность пока не могут существовать одновременно. На обслуживание хорошего катализатора требуется значительное количество дополнительного топлива, не несущего полезной нагрузки.

Тонкости удаления устройства из выхлопной системы

Выполнить это без значительных затрат времени иногда невозможно. Прошли времена, когда катализатор представлял собой удобный в обращении жестяной цилиндр с хрупкой керамической начинкой. Два крепких удара ломом — и дело сделано.

Сейчас приходится иметь дело с изделием замысловатой формы, без доступа к внутренностям, да ещё и с крепкими металлическими сотами. Приходится вскрывать корпус и потом его заваривать. В условиях СТО операция не самая дешёвая.

По теме: Почему течет масло из двигателя, как найти и устранить протечку

Завершиться процесс должен перенастройкой «мозгов» двигателя, иначе они сразу вычислят обман. Это делается различными способами, в зависимости от квалификации и привычек исполнителя. Могут применяться как программные, так и аппаратные «обманки» контролирующих датчиков.

Результат один – мотор адаптируется к новым условиям и перестаёт паниковать лампочкой «Check engine». Иногда ставят так называемый пламегаситель – специальную вварку, нормализующую звук, температуру и внутреннюю аэродинамику выхлопа.

что это такое и что ценного в нем, признаки неисправностей и их устранение

Автомобильный катализатор – он же каталитический нейтрализатор – это деталь, которая призвана уменьшить объем вредных веществ, выбрасываемых из выхлопной трубы автомобиля в атмосферу. Достаточно сложное устройство и принцип работы – причины, по которым катализаторы нередко доставляют автовладельцам массу проблем. Что нужно знать об этой детали и надо ли ее убрать?

Что такое катализатор и для чего он нужен?

Выхлопные газы – продукты окисления углеводородного топлива, не полностью сгораемого внутри автомобильного двигателя. В составе выхлопа есть как безвредные, так и токсичные вещества. К первым относится азот, кислород, углекислый газ. Спектр вредных компонентов значительно шире:

  • угарный газ;
  • углеводороды;
  • оксиды азота;
  • альдегиды;
  • бензпирен;
  • частицы сажи.

Все перечисленные выше вещества являются токсичными, а сажа и бензпирен еще и сильные канцерогены. Неправильная настройка двигателя приводит к тому, что концентрация вредных выбросов увеличивается от двух раз для бензиновых моторов и до двадцати раз для дизельных.

Задача катализатора – нейтрализовать негативное действие углеводородов, оксидов углерода и азота в выхлопных газах, и тем самым снизить вред автомобиля с ДВС для окружающей среды. Сам процесс нейтрализации происходит в ходе окислений либо восстановления в зависимости от типа нейтрализатора. В результате реакций токсины превращаются в свободный азот и углекислый газ.

Для контроля катализатора в выхлопной системе устанавливается особый датчик – лямбда-зонд. Он отслеживает концентрацию кислорода в отработанных газах. Показания кислородного датчика влияют на режим работы двигателя авто, от чего в свою очередь зависит состав выхлопных газов.

Как устроен автомобильный катализатор?

Каталитические нейтрализаторы в современных автомобилях имеют весьма простое устройство:

  • корпус из нержавеющей стали;
  • керамический наполнитель;
  • термическая защитная прокладка;
  • кислородный датчик (лямбда-зонд).

В зависимости от типа детали в качестве наполнителя используются металлические либо керамические мелкие соты, покрытие тончайшим слоем редких металлов – иридия, палладия и родия. Лямбда-зонд устанавливается на входе в катализатор и на выходе, т.е с обеих его сторон.

Принцип работы катализатора

Точный принцип работы автомобильного катализатора зависит от того, к какому типу он относится:

  • В восстанавливающем элементе происходит разложение оксидов азота на кислород и молекулярный азот. За эти химические реакции отвечают драгметаллы платина и родий.
  • В окисляющем элементе свободный кислород вступает в активную реакцию окисления с углеводородами и угарным газом из выхлопа, связывая их в безопасные соединения.

В обоих перечисленных случаях вредность отработанных газов для природы заметно уменьшается.

Виды катализаторов

В первую очередь каталитические нейтрализаторы классифицируются по принципу работы на два типа – восстанавливающие и окисляющие. Они уже были рассмотрены ранее. Кроме типа реакций, которые протекают внутри этих устройств, оба типа различаются составом. В первых используется платина и родий, во вторых – платина и палладий. Соответственно, это влияет на стоимость детали.

Второй признак, по которому различаются детали – материал, из которого сделана сотовая сетка:

  • Керамические. Главное достоинство деталей с сеткой из керамики – низкая цена. Это обусловлено дешевизной материала и технологии изготовления. Отсюда же вытекает основной недостаток – хрупкость. Даже небольшого удара хватит для растрескивания.
  • Металлические. Отличаются долговечностью, прочностью, надежностью. Хорошо переносят воздействие влажности, удары, вибрацию, тряску. В связи с этим стоимость металлических катализаторов существенно больше, если сравнивать их с керамическими.

Следующий критерий для классификации каталитических нейтрализаторов – место установки в выхлопной системе автомобиля. По этому признаку устройства делятся всего на две категории:

  • Монтируемые на приемной трубе. Деталь может располагаться как на самой трубе, так и сразу после нее, непосредственно перед резонатором. Это удобный в плане замены и ремонта тип размещения, так как демонтировать устройство с приемной трубы очень легко.
  • Монтируемые внутри коллектора. В этом случае элемент является частью выпускного коллектора. Первый серьезный недостаток – неремонтопригодность такого катализатора. Второй – деталь быстро и сильно нагревается до критических температур.

Исходя из преимуществ, оптимальный вид нейтрализатора – керамический с установкой прямо на приемной трубе выхлопной системы. Если позволяет бюджет, лучше купить металлическую деталь.

Причины и признаки неисправности

В теории катализатор может работать на протяжении многих десятилетий, так как расход редких металлов в его составе очень небольшой. На практике все получается не так радужно. Есть целый ряд причин, по которым каталитический нейтрализатор выхлопных газов может выйти из строя:

  • механическое воздействие – критично для керамических катализаторов;
  • попадание воды (особенно холодной) на раскаленную поверхность детали;
  • взрыв топлива внутри катализатора из-за проблем в системе зажигания;
  • регулярное использование низкокачественного и загрязненного топлива;
  • применение этилированного бензина – катализатор может прогореть;
  • попадание в нейтрализатор масла, охлаждающей жидкости или промывки.

Перечисленные причины могут привести к таким распространенным поломкам нейтрализатора, как выгорание активного слоя, оплавление, появление нагара на внутренних стенках устройства.

Эксплуатация автомобиля с неисправным катализатором уменьшает ресурс самого двигателя. По этой причине нельзя откладывать ремонт или замену детали на потом – это выйдет очень дорого.

Как проверить катализатор?

Не надо быть специалистом, чтобы догадаться о неисправности автомобильного катализатора. На его выход из строя и необходимость замены указывает ряд достаточно специфичных признаков:

  • увеличенный расход топлива без видимых причин;
  • автомобиль медленнее набирает скорость;
  • возникли проблемы с тягой, упала мощность мотора;
  • загорелась лампочка проверки двигателя;
  • несколько увеличился расход масла;
  • при нажатии на педаль газа мотор откликается не сразу;
  • при запуске двигателя чувствуется неприятный запах.

Лучший способ диагностики неисправности нейтрализатора – осмотр. Также своего рода средством проверки является приборная панель, а именно лампочка «Check engine» и соответствующий поломке лямбда-зонда или катализатора код ошибки в бортовом компьютере.

Еще один способ – измерить давление выхлопных газов с помощью манометра, после чего сравнить показания с нормативами. Так, нормой считается давление 0,3 кгс/см2. Если это значение больше, скорее всего с деталью есть проблемы, и нужна помощь специалистов из автосервиса.

Как почистить катализатор?

Засорившийся с течением времени катализатор рекомендуется быстро и тщательно прочистить. В противном случае двигатель начнет «задыхаться», его мощность упадет, а расход топлива, наоборот, вырастет. На необходимость заняться очисткой нейтрализатора указывают признаки:

  • упавшая мощность мотора и медленный разгон;
  • возникают проблемы с запуском двигателя;
  • мотор самопроизвольно отключается на ходу;
  • двигатель нестабильно работает на холостом ходу;
  • цвет выхлопа изменился, стал более выраженным.

Визуально на необходимость прочистки нейтрализатора указывает его загрязненность продуктами горения, смолами, маслом и прочими посторонними включениями. Есть два способа его очистки:

  • Механическая. Для такой прочистки применяется наждачная бумага. Нужно демонтировать нейтрализатор, взять кусочек наждачки и счистить налет с металлических или керамических сот, аккуратно надавливая на них. Оставшиеся после процедуры частицы грязи, масла и сажи удаляются из нейтрализатора сжатым воздухом, подаваемым под давлением.
  • Жидкостная. Используется специальная промывка, которую можно купить в магазине автодеталей. Если такой возможности нет, можно использовать этанол или жидкость для очистки карбюратора. Порядок работ – демонтаж катализатора и его погружение в тару. Далее соты обильно поливаются промывкой, а через 20-30 минут – струей горячей воды.

В конце жидкостной очистки нужно тщательно просушить нейтрализатор с помощью сжатого воздуха. Если чистота детали вас не удовлетворит, процедура повторяется еще раз с самого начала.

В случае с механической очисткой важно проявить аккуратность и не давить наждачкой на соты слишком сильно. Керамические детали могут треснуть, раскрошиться и от небольшого давления.

Зачем вырезают катализатор из автомобиля?

Весьма популярна практика самостоятельного удаления катализатора из выхлопной системы авто. Делается это не просто так – демонтаж нейтрализатора предоставляет водителю преимущества:

  • не надо покупать новую деталь;
  • увеличение мощности двигателя;
  • можно заливать «грязное» топливо;
  • уменьшение расхода топлива;
  • отсутствие ошибок лямбда-зонда;
  • нет проблем с запуском двигателя.

Автомобиль вполне исправно работает и без каталитического нейтрализатора. Но последствия все же есть, и в первую очередь для окружающей среды. Выхлоп становится грязным и приобретает неприятный запах. В выхлопной системе могут появляться посторонние звуки, шумы и вибрации.

Если удаление было сделано неправильно, на приборной панели регулярно будут отображаться ошибки. Также машина без катализатора не сможет пройти регулярный технический осмотр.

Как удалить устройство из выхлопной системы?

Для демонтажа катализатора потребуется установить автомобиль над смотровой ямой. Далее из положения снизу демонтируется та часть выхлопной трубы, на которой установлен этот элемент. После этого нейтрализатор срезается болгаркой, и труба заваривается, либо разбирается, если такая возможность предусмотрена конструктивно. Последний этап – монтаж пламегасителя. Он обеспечит нормальную работу резонатора выхлопной трубы и устранит ряд плохих последствий.

Сложность удаления катализатора заключается в риске повредить выхлопную трубу, резонатор или выпускной коллектор в зависимости от того, где установлен элемент. Несмотря на возможность самостоятельного демонтажа катализатора, рекомендуется доверять эту работу специалистам из автосервиса. Так риск негативных последствий для автомобиля будет минимальным или нулевым.

Заключение

Каталитический нейтрализатор, несмотря на благородное предназначение, доставляет водителю больше проблем, нежели пользы. Невысокое качество и чистота топлива делают из теоретически «вечной» детали часто выходящий из строя рудимент. Все больше автовладельцев предпочитают удалять катализатор и устанавливать на его место обманку – такой шаг обходится заметно дешевле.

Каждый автомобилист сам решает, изымать нейтрализатор из выхлопной системы своего авто, или нет. Однако в развитых странах Европы давно приняли решение – наличие катализатора в авто играет большую роль для всей природы и для каждого человека в отдельности. Вот по этой причине катализаторы в обязательном порядке устанавливаются на все современные автомобили мира.

Определение катализатора — Химический словарь

Что такое катализатор?

Катализатор — это вещество, которое ускоряет химическую реакцию, но не расходуется в ходе реакции; следовательно, катализатор может быть восстановлен химически без изменений в конце реакции, которую он использовал для ускорения, или катализатора .

Обсуждение

Чтобы химические вещества вступили в реакцию, их связи должны быть перегруппированы, потому что связи в продуктах отличаются от связей в реагентах.Самый медленный шаг в перегруппировке связи приводит к так называемому переходному состоянию. — химическое соединение, которое не является ни реагентом, ни продуктом, но является промежуточным звеном между ними.

Реагент ⇄ Переходное состояние ⇄ Продукт

Для формирования переходного состояния требуется энергия. Эта энергия называется энергией активации или E a . Чтение приведенной ниже диаграммы слева направо показывает прогресс реакции, когда реагенты проходят через переходное состояние и становятся продуктами.

Преодолевая барьер

Энергию активации можно рассматривать как барьер для химической реакции, барьер, который необходимо преодолеть. Если барьер высокий, немногие молекулы обладают достаточной кинетической энергией, чтобы столкнуться, сформировать переходное состояние и пересечь барьер. Реагенты с энергией ниже E a не могут пройти через переходное состояние, чтобы вступить в реакцию и стать продуктами.

Катализатор работает, обеспечивая другой путь реакции, с более низким E .Катализаторы снижают энергетический барьер. Другой путь позволяет упростить перегруппировку связей, необходимую для превращения реагентов в продукты, с меньшим потреблением энергии. В любой заданный интервал времени присутствие катализатора позволяет большей части реагентов набрать достаточно энергии, чтобы пройти через переходное состояние и стать продуктами.

Пример 1. Процесс Габера
Процесс Габера, который используется для получения аммиака из водорода и азота, катализируется железом, которое обеспечивает атомные центры, на которых связи реагентов могут легче перестраиваться с образованием переходного состояния.

N 2 (газ) + 3H 2 (газ) ⇌ 2NH 3 (газ)

Пример 2: Ферменты
В нашем организме и в других живых существах ферменты используются для ускорения биохимических реакций. Фермент — это разновидность катализатора. Сложная жизнь была бы невозможна без ферментов, позволяющих реакциям протекать с подходящей скоростью. Формы ферментов вместе с местами на ферменте, которые связываются с реагентами, обеспечивают альтернативный путь реакции, позволяя конкретным молекулам объединяться, чтобы сформировать переходное состояние с пониженным энергетическим барьером активации.

На схеме ниже длинноцепочечный фермент обеспечивает места для молекул реагентов, которые собираются вместе, чтобы сформировать переходное состояние с низкой энергией активации.

Катализаторы не могут изменить положение химического равновесия — прямая и обратная реакции ускоряются, так что константа равновесия K eq остается неизменной. Однако, удаляя продукты из реакционной смеси по мере их образования, на практике можно увеличить общую скорость образования продукта.

.

Что такое катализатор? (с иллюстрациями)

Катализатор — это любое вещество, которое ускоряет химическую реакцию. Он может быть органическим, синтетическим или металлическим. Процесс, при котором это вещество ускоряет или замедляет реакцию, называется катализом.

Ученые часто добавляют катализатор в химический раствор, чтобы вызвать реакцию.

Для любого процесса требуется энергия, известная как энергия активации. Без помощи катализатора количество энергии, необходимое для разжигания конкретной реакции, велико. Когда он присутствует, энергия активации снижается, благодаря чему реакция протекает более эффективно. Вещество обычно работает либо путем изменения структуры молекулы, либо путем связывания с молекулами реагентов, заставляя их объединяться, реагировать и выделять продукт или энергию. Например, для соединения газов кислорода и водорода с образованием воды требуется катализатор.

Катализаторы важны как в лаборатории, так и на производстве и в промышленности.

Без помощи катализатора химические реакции могут никогда не произойти или на их прохождение потребуется значительно больше времени.Когда происходит химическая реакция, сам катализатор не изменяется и не является частью конечного результата. В большинстве случаев его можно многократно использовать в последующих реакциях.

Иногда вместо ускорения реакции катализатор замедляет реакцию, которая обычно не происходит или происходит очень медленно.Этот тип вещества является отрицательным катализатором, который также называют ингибитором. Ингибиторы важны в медицине, где они имеют решающее значение при лечении психических заболеваний, высокого кровяного давления, рака и множества других проблем со здоровьем.

Катализатор используется в двух типах условий: химических или биохимических.Наиболее часто в биохимических реакциях используются ферменты. Ферменты — это узкоспециализированные белки, которые ускоряют определенные химические реакции. Они делают жизнь возможной. Например, фермент, содержащийся в слюне, при контакте расщепляет пищу для переваривания. Без этого человеку потребовались бы недели, чтобы переварить нашу пищу.

Катализаторы

также важны в лабораторных условиях, а также в производстве и промышленности.Одним из самых известных является каталитический нейтрализатор, который помогает предотвратить автомобильные выбросы и снизить расход топлива. Удобрения также являются катализаторами, ускоряющими рост растений.

Катализаторы ускоряют химическую реакцию. .Катализатор

| Примеры, определения и факты

Катализатор , в химии, любое вещество, которое увеличивает скорость реакции, но само не потребляется. Ферменты — это природные катализаторы, ответственные за многие важные биохимические реакции.

Полимеризация этилена по Циглеру-Натта

Полимеризация этилена по Циглеру-Натта Газообразный этилен закачивают под давлением в реакционный сосуд, где он полимеризуется под действием катализатора Циглера-Натта в присутствии растворителя.Суспензия полиэтилена, непрореагировавшего мономера этилена, катализатора и растворителя выходит из реактора. Непрореагировавший этилен отделяют и возвращают в реактор, а катализатор нейтрализуют промывкой спиртом и отфильтровывают. Избыточный растворитель извлекается из бани с горячей водой и рециркулируется, а сушилка обезвоживает влажный полиэтилен до его окончательной порошкообразной формы.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Подробнее по этой теме

Покрытие поверхности: катализаторы и осушители

Еще одним ключевым компонентом покрытий, используемых в низких концентрациях, являются катализаторы и осушители, которые помогают ускорить реакции образования пленки….

Большинство твердых катализаторов представляют собой металлы или оксиды, сульфиды и галогениды металлических элементов и полуметаллических элементов — бора, алюминия и кремния. Газообразные и жидкие катализаторы обычно используются в чистом виде или в сочетании с подходящими носителями или растворителями; твердые катализаторы обычно диспергированы в других веществах, известных как носители катализатора.

В общем, каталитическое действие — это химическая реакция между катализатором и реагентом, с образованием химических промежуточных продуктов, которые могут более легко реагировать друг с другом или с другим реагентом с образованием желаемого конечного продукта.Во время реакции между химическими промежуточными продуктами и реагентами катализатор регенерируется. Способы реакций между катализаторами и реагентами широко варьируются, и в твердых катализаторах часто бывают сложными. Типичными из этих реакций являются кислотно-основные реакции, реакции окисления-восстановления, образование координационных комплексов и образование свободных радикалов. В случае твердых катализаторов на механизм реакции сильно влияют свойства поверхности, электронная или кристаллическая структура. Некоторые твердые катализаторы, называемые полифункциональными катализаторами, способны взаимодействовать с реагентами более чем в одном режиме; бифункциональные катализаторы широко используются для реакций риформинга в нефтяной промышленности.

Катализируемые реакции составляют основу многих промышленных химических процессов. Производство катализаторов само по себе является быстрорастущим промышленным процессом.

Получите эксклюзивный доступ к контенту нашего 1768 First Edition с подпиской. Подпишитесь сегодня
Каталитические процессы и их катализаторы
процесс катализатор
синтез аммиака утюг
производство серной кислоты оксид азота (II), платина
крекинг нефти цеолиты
гидрирование непредельных углеводородов никель, платина или палладий
окисление углеводородов в автомобильных выхлопах оксид меди (II), оксид ванадия (V), платина, палладий
Изомеризация н-бутана в изобутан хлорид алюминия, хлористый водород
.

Что такое катализатор?

Катализатор можно определить как вещество, которое увеличивает скорость химической реакции. Катализатор может быть синтетическим, органическим или просто металлическим. Процесс, посредством которого конкретный катализатор увеличивает скорость конкретной реакции, называется катализом.

Концепция катализа
На самом деле, для возникновения любого процесса всегда требуется энергия, которая называется энергией активации. Для реагентов каждой реакции необходимо достичь этой энергии активации, чтобы превратиться в конечные продукты.Этот энергетический барьер реакции называется энергетическим барьером активации. Для одних только реагентов достижение этого барьера очень утомительно. Но когда катализатор присутствует в конкретной реакции, он снижает энергетический барьер активации. Итак, реакция происходит быстрее, чем раньше.
Катализатор ускоряет реакцию за счет изменения специфической структуры молекул реагента; это изменение заставляет молекулы реагента сталкиваться друг с другом с выделением энергии или продукта. Например, в нормальных условиях водород и кислород не взаимодействуют друг с другом, но в присутствии определенного катализатора они реагируют друг с другом с образованием воды.

Важность катализаторов
Из приведенных выше фактов можно предположить, что без помощи катализаторов химические реакции никогда не могут происходить или они могут длиться несколько лет. Во время каталитической химической реакции катализаторы не претерпевают значительных изменений в своей структуре и составе. Катализаторы не могут изменить характер конечного продукта. Обычно катализатор можно легко восстановить после реакции и повторно использовать для других реакций.

Отрицательные катализаторы
Есть также некоторые отрицательные катализаторы, которые снижают скорость протекающей реакции. Эти отрицательные катализаторы мешают нормальному функционированию обычных катализаторов конкретной реакции. Отрицательные катализаторы также можно назвать ингибиторами. Эти отрицательные катализаторы находят широкое применение в медицине. Они помогают замедлить различные вредные биохимические реакции.

Ферменты против катализаторов

Ферменты не следует путать с катализаторами.Ферменты также относятся к классу катализаторов, но они катализируют только биохимические реакции, поэтому их также называют биохимическими ферментами. На самом деле ферменты — это белковые молекулы, которые присутствуют в живых системах, но они не теряют своей способности катализа при извлечении из живых систем. Благодаря этой исключительной особенности они находят широкое применение в ферментационной промышленности. Ферменты гораздо более специфичны, чем катализаторы, и для правильной работы они зависят от строго оптимальных условий.

Важность ферментов
В живых системах ферменты играют решающую роль.Без ферментов жизнь невозможна. Например, в слюне человека присутствует фермент (амилаза). Этот фермент участвует в переваривании пищи, без его присутствия процесс переваривания одной еды займет миллиарды лет. Катализаторы
также очень важны в обрабатывающей промышленности и в лаборатории. Один очень важный тип катализатора — это «каталитический нейтрализатор»; этот катализатор участвует в предотвращении автомобильных выхлопов, тем самым снижая расход топлива.Фактически, различные удобрения также являются катализаторами, ускоряющими рост растения.

Категория: Химия .

Катализаторы BASF | Дом

Подразделение катализаторов BASF со штаб-квартирой в Изелине, Нью-Джерси, США, является ведущим в мире поставщиком экологических и технологических катализаторов. В группе работает более 5000 человек, на более чем 30 производственных площадках по всему миру.

Как глобальное подразделение BASF SE, Людвигсхафен, Германия, Catalysts предлагает исключительный опыт в разработке технологий, которые защищают воздух, которым мы дышим, производят топливо, которое питает наш мир, и обеспечивают эффективное производство широкого спектра химикатов, пластмасс и других материалов. продукты, включая современные аккумуляторные материалы.

Подразделение катализаторов BASF — лидер мирового рынка катализа.

Мы разрабатываем и производим мобильные катализаторы выбросов, а также технологические катализаторы и технологии для широкого круга клиентов по всему миру. Подразделение катализаторов также предоставляет услуги по закупке и продаже драгоценных металлов и сопутствующие услуги.Мы продолжаем расширять нашу ведущую роль в технологии катализаторов за счет непрерывных инноваций в процессах и продуктах. Ознакомьтесь с информационным бюллетенем Catalysts для получения дополнительной информации.

Непосредственная близость к нашим клиентам

По всему миру:
Ищете список наших производственных площадок, научно-исследовательских и технологических центров, главных офисов и штаб-квартир?

.Катализатор

— Викисловарь

английский [править]

Этимология [править]

Из катализа + -ист .

Произношение [править]
Существительное [править]

катализатор ( несколько катализаторов )

  1. (химия) Вещество, которое увеличивает скорость химической реакции, но не расходуется в процессе.
    • 1988 , Люберт Страйер Биохимия , 3-е издание, стр. 177
      Ферменты, катализаторы биологических систем, представляют собой замечательные молекулярные устройства, которые определяют характер химических превращений.
  2. Кто-то или что-то, что способствует прогрессу или изменениям.
    Экономическое развитие и интеграция служат катализатором мира.
    • 1978 , Эрнест Джордж Швиберт, Форель , том 2:

      Утро было крещено моей первой чашкой кофе, свежесваренной на гравийном огне, пока они праздновали с более крепким Катализатор кисломолочного виски в чашках рыболовных жилетов.

    • 2004 , Майкл Б. Орен, Шесть дней войны: июнь 1967 года и создание современного Ближнего Востока , стр. 76:

      Страх Израиля перед реактором, а не Египта, был сильнее катализатор для войны.

    • 2006 , Писатели свободы, с Эрин Грууэлл, Дневник писателей свободы: как учитель и 150 подростков использовали писательство, чтобы изменить себя и окружающий их мир , Дневник 74
      Роза Паркс была настоящим катализатором перемен, и она была всего лишь одним человеком.Услышав о Розе Паркс и ее протесте, я понял, что у меня и всех учеников в классах г-жи Джи есть надежда на то, чтобы действительно стать катализатором , катализатором перемен, .
    • 2014 8 августа, Руперт Кристиансен, «Правда о фальцетах» [версия для печати: 12 августа 2014 г., с. R8] », в The Daily Telegraph (Review) [1] :

      Он [контртенор Энтони Рот Констанцо] также любит быть катализатором , благодаря которому опера обогащает другие формы искусства: недавно он сотрудничал с японцами. актеры кабуки, а в ближайшем будущем — проект с танцорами из New York City Ballet.

  3. (литература) Подстрекательский инцидент, который приводит в движение очередной конфликт.
  4. (автомобильный) Каталитический нейтрализатор.
Синонимы [править]
Антонимы [править]
  • (то, что побуждает к изменениям): ингибитор
  • (то, что усиливает или ускоряет): демпфер
Производные термины [править]
Переводы [править]

Вещество, которое увеличивает скорость химической реакции, но не расходуется в процессе

кто-то или что-то, что помогает или поощряет прогресс или изменение

См. Также [править]
.

Катализатор – что это? Его функции, виды и зачем его удалять.

Автор Роман Фандорин На чтение 3 мин. Просмотров 121 Опубликовано

Каждый автомобиль во время движения выбрасывает в воздух выхлопные газы. Однако владелец транспортного средства имеет возможность снизить их количество, а также уменьшить токсичность. Для этого необходимо правильно подобрать катализатор и обеспечить правильное техническое обслуживание устройства.

Что такое катализатор?

Катализатор – один из комплектующих элементов каждого автомобиля. Он входит в состав выхлопной системы и отвечает за снижение токсичности выхлопных газов. Это происходит путем ускорения химической реакции сжигания соединений углеводорода, в том числе угарного газа.

Устройство обеспечивает уменьшение объема вредных примесей, а не полное удаление выхлопных газов, которые выделяются во время работы двигателя. Оно помогает улучшить экологические показатели транспортного средства.

Однако есть ситуации, когда катализатор негативно влияет на работу двигателя и даже автомобиля в целом. Поэтому нужно знать особенности применения нейтрализатора, чтобы своевременно заметить проблему и решить ее. При выходе из строя, проводится замена катализатора, или его удаление, т.к. данный узел не подлежит ремонту.

Функционирование автомобильного катализатора

Нейтрализатор имеет специальную форму и содержит химические вещества, поэтому помогает ускорить процесс распада углеводородных соединений на конденсат и менее токсичные компоненты.

Работа устройства проходит по схеме:

  1. Газы, которые выделяются включенным двигателем, поступают в корпус нейтрализатора.
  2. Запускается химическая реакция между газом и металлическим сплавом, которым покрыты соты.
  3. После очищения от вредных примесей газ поступает в трубу выхлопной системы, а затем выводится наружу.

Виды катализаторов: особенности и преимущества

Производители этих комплектующих элементов предлагают широкий ассортимент устройств. Они делятся на виды по нескольким параметрам:

  1. По экологическому классу приспособления выделяют Евро-2, Евро-3, Евро-4, Евро-5, Евро-6. Распределение происходит по типу вещества-катализатора и его концентрации, от чего зависит эффективность работы.
  2. По материалу, из которого изготовлены соты – керамические и металлические. Первые доступные по цене, однако, вторые отличаются надежностью и долгим сроком службы.
  3. По количеству каталитических блоков – двух- и трехкомпонентные. В каждом из блоков отдельный нейтрализатор, что обеспечивает дополнительный уровень очистки.
  4. По унификации приборы делятся на универсальные и оригинальные.
  5. По назначению – предварительные и основные. Часто производители устанавливают два нейтрализатора, после выхлопного коллектора идет предварительный, а перед ним основной.

Пройти диагностику каталитического нейтрализатора можно здесь!

Нужно ли удалять катализатор?

Владельцы транспортных средств часто задаются вопросом, насколько важен этот элемент при работе техники.

При желании его можно демонтировать, чтобы повысить производительность двигателя и надежность машины. Но в таком случае может появиться запах выхлопа, и звук выхлопа. На высоких оборотах пустой корпус блока может издавать звук пустой банки. Поэтому водитель сам делает выбор – если было принято решение оставить нейтрализатор, нужно регулярно проводить диагностику, ремонт или замену.

DOE объясняет … Катализаторы | Министерство энергетики

Катализатор — это вещество, которое ускоряет химическую реакцию или снижает температуру или давление, необходимые для ее начала, но при этом само не расходуется во время реакции. Катализ — это процесс добавления катализатора для облегчения реакции.

Во время химической реакции связи между атомами в молекулах разрываются, перестраиваются и перестраиваются, рекомбинируя атомы в новые молекулы.Катализаторы делают этот процесс более эффективным за счет снижения энергии активации , которая является энергетическим барьером, который необходимо преодолеть для протекания химической реакции. В результате катализаторы облегчают разрушение атомов и образование химических связей для образования новых комбинаций и новых веществ.

Использование катализаторов приводит к более быстрым и энергоэффективным химическим реакциям. Катализаторы также имеют ключевое свойство, называемое селективностью , с помощью которого они могут направлять реакцию для увеличения количества желаемого продукта и уменьшения количества нежелательных побочных продуктов.Они могут производить совершенно новые материалы с совершенно новыми возможностями использования.

За последние несколько десятилетий ученые разработали все более специализированные катализаторы для важнейших реальных приложений. В частности, мощные катализаторы изменили химическую промышленность. Эти достижения привели к появлению биоразлагаемых пластиков, новых фармацевтических препаратов, а также экологически безопасных видов топлива и удобрений.

Управление науки Министерства энергетики США: вклад в исследования катализаторов

Программа фундаментальных энергетических наук Министерства энергетики (DOE) активно поддерживает фундаментальные исследования катализаторов.DOE фокусируется на разработке новых катализаторов и использовании катализаторов для контроля химических превращений на молекулярном и субмолекулярном уровнях. Исследования Министерства энергетики делают упор на понимание этих реакций и на то, как сделать их более эффективными и целенаправленными. Основная цель Министерства энергетики — разработать новые концепции катализа и новых катализаторов, чтобы помочь промышленности производить топливо и химические вещества из ископаемого и возобновляемого сырья более эффективно и устойчиво. Это исследование помогает продвигать солнечное топливо, которое компании производят с использованием солнца и обычных химических веществ, таких как углекислый газ и азот.Это исследование также создает передовые методы преобразования использованного пластика в новые продукты.

Быстрые факты

  • Люди используют катализаторы тысячи лет. Например, дрожжи, которые мы используем для приготовления хлеба, содержат ферменты, которые являются естественными катализаторами, которые способствуют превращению муки в хлеб.
  • Нобелевская премия по химии 2005 г. была присуждена трем исследователям (Ив Шовен, Роберт Х. Граббс и Ричард Р. Шрок) за их работу над катализаторами метатезиса.Доктора Граббс и Шрок были частично профинансированы Министерством энергетики на их исследования, получившие Нобелевскую премию. Доктор Шрок продолжает финансироваться Министерством энергетики США.
  • Нобелевская премия по химии 2018 г. была присуждена Фрэнсис Х. Арнольд за ее новаторскую работу по управлению эволюцией ферментов для таких безвредных для окружающей среды приложений, как возобновляемые виды топлива. Частично она финансируется Министерством энергетики США.
  • Посетите Аргоннскую национальную лабораторию, чтобы узнать еще семь фактов о катализе, которых вы, возможно, не знали.

Ресурсы

Научные термины могут сбивать с толку.DOE Explains предлагает простые объяснения ключевых слов и концепций фундаментальной науки. В нем также описывается, как эти концепции применяются к работе, которую проводит Управление науки Министерства энергетики США, поскольку это помогает Соединенным Штатам преуспевать в исследованиях по всему научному спектру.

Определение катализатора — Химический словарь

Что такое катализатор?

Катализатор — это вещество, которое ускоряет химическую реакцию, но не расходуется в ходе реакции; следовательно, катализатор может быть восстановлен химически без изменений в конце реакции, которую он использовал для ускорения, или катализатор , катализирующий .


Обсуждение

Чтобы химические вещества вступили в реакцию, их связи должны быть перегруппированы, потому что связи в продуктах отличаются от связей в реагентах. Самый медленный шаг в перегруппировке связи приводит к так называемому переходному состоянию. — химическое соединение, которое не является ни реагентом, ни продуктом, но является промежуточным звеном между ними.

Реагент ⇄ Переходное состояние ⇄ Продукт

Для формирования переходного состояния требуется энергия. Эта энергия называется энергией активации или E a .Чтение приведенной ниже диаграммы слева направо показывает прогресс реакции, когда реагенты проходят через переходное состояние и превращаются в продукты.

Преодолевая барьер

Энергию активации можно рассматривать как барьер для химической реакции, препятствие, которое необходимо преодолеть. Если барьер высокий, немногие молекулы обладают достаточной кинетической энергией, чтобы столкнуться, сформировать переходное состояние и пересечь барьер. Реагенты с энергией ниже E и не могут пройти через переходное состояние, чтобы вступить в реакцию и стать продуктами.

Катализатор работает, обеспечивая другой путь реакции, с более низким E a . Катализаторы снижают энергетический барьер. Другой путь позволяет упростить перегруппировку связей, необходимую для превращения реагентов в продукты, с меньшими затратами энергии. В любой заданный интервал времени присутствие катализатора позволяет большей части реагентов набрать достаточно энергии, чтобы пройти через переходное состояние и стать продуктами.

Пример 1. Процесс Габера
Процесс Габера, который используется для получения аммиака из водорода и азота, катализируется железом, которое обеспечивает атомные центры, на которых связи реагентов могут легче перестраиваться с образованием переходного состояния.

N 2 (газ) + 3H 2 (газ) ⇌ 2NH 3 (газ)

Пример 2: Ферменты
В нашем организме и в других живых существах ферменты используются для ускорения биохимических реакций. Фермент — это разновидность катализатора. Сложная жизнь была бы невозможна без ферментов, позволяющих реакции протекать с подходящей скоростью. Формы ферментов вместе с местами на ферменте, которые связываются с реагентами, обеспечивают альтернативный путь реакции, позволяя конкретным молекулам объединяться, чтобы сформировать переходное состояние с пониженным энергетическим барьером активации.

На схеме ниже длинноцепочечный фермент обеспечивает места для молекул реагентов, которые собираются вместе, чтобы сформировать переходное состояние с низкой энергией активации.

Катализаторы не могут изменить положение химического равновесия — прямая и обратная реакции ускоряются, так что константа равновесия K eq остается неизменной. Однако за счет удаления продуктов из реакционной смеси по мере их образования общая скорость образования продукта может быть увеличена на практике.

Определение катализатора

Что такое катализатор?

На фондовых рынках катализатором является событие или другие новости, которые резко повышают или понижают цену ценной бумаги.

Катализатором может быть что угодно: отчет о прибылях и убытках, аналитика, объявление о новом продукте, законодательный акт, судебный процесс, начало войны, предложение о покупке компании, шаг инвестора-активиста, комментарий от генеральный директор или правительственный чиновник, или заметное отсутствие должностного лица компании на специальном мероприятии.

Ключевые выводы

  • Катализатором на рынках может быть все, что приводит к резкому изменению текущего ценового тренда на акции.
  • Наиболее распространенные катализаторы приходят в виде новой, часто неожиданной информации, которая заставляет рынок переоценивать деловые перспективы компании.
  • Некоторые инвесторы и трейдеры ищут катализаторы для создания краткосрочных рыночных возможностей для получения прибыли.

Что такое катализаторы

В финансовых СМИ катализатором является все, что вызывает резкое изменение текущей тенденции акций.Это могут быть негативные новости, которые сбивают с толку инвесторов и нарушают восходящий импульс, или хорошие новости, которые выводят акции из депрессивного состояния. Поскольку катализатор может принимать любое количество форм, лучше привести конкретный пример.

25 августа 2015 года индекс S&P 500 достиг минимума за календарный год 1867,61 на 12,51% ниже своего исторического дневного максимума 2134,72, который он достиг 20 мая того же года. Падение, начавшееся на прошлой неделе и начавшееся 24 августа, было самым резким с 2011 года и привело к падению ряда ценных бумаг из-за явной паники.Nike (NKE) был одним из них: закрывшись на уровне 114,98 доллара 17 августа, он достиг 94,50 доллара 24 августа.

Тем не менее, бизнес был таким же устойчивым, как и прежде, и почти восстановился к закрытию рынка 24 сентября, достигнув 114,79 доллара. На следующий день компания сообщила о квартальной прибыли, которая превзошла ожидания, и акции взлетели до внутридневного максимума в 125 долларов. Другими словами, катализатор неожиданной прибыли привел к росту цены акций Nike на 9,71% менее чем за 24 часа (и на 33,27% чуть более чем за месяц), несмотря на ужасные рыночные условия.

Изменение произошло из-за новой информации и, как следствие, изменения в восприятии инвесторов, а не из-за того, что цена Nike в пятницу была на 109,71% меньше, чем в четверг, или на 133,27% меньше, чем месяц назад.

Важность катализаторов для разных инвесторов

Инвесторы будут приписывать катализаторам разные уровни важности в зависимости от их рыночной философии. Инвесторы с чистой стоимостью полностью игнорируют катализаторы и вместо этого ищут операционную эффективность, целенаправленное управление, разумную оценку и сильные позиции на рынке.Для этих инвесторов катализаторы — приятные сюрпризы , если предположить, что они были правы в своей оценке компании , либо предоставляя возможность дешево создать позицию (в случае падения цен), либо осознавая ценность, которую они увидели. все время (в случае роста цен).

Тем временем инвесторы, использующие чисто импульсный импульс, будут внимательно следить за катализаторами или их влиянием на цены, пытаясь первыми распознать их такими, какие они есть, и купить в случае бычьего разворота или отклониться от медвежьего.В действительности, очень немногие инвесторы относятся к тому или иному типу, но попадают где-то в спектре ценностного импульса.

Инвестор может сосредоточиться в первую очередь на фундаментальных показателях компании, но признать, что для реализации этой ценности потребуется катализатор. Они могут серьезно подумать о том, что может быть этим катализатором, не отрывая глаз от новых продуктов и состояния рынков, на которых работает компания.

В то же время основная масса активных инвесторов будет иметь некоторое представление о том, какие компании могут быть недооценены или которые существуют вне поля зрения основного рынка.Они составят список для наблюдения и разовьют представление о том, какие новости могут вызвать ценовые движения, а не быть провальными катализаторами.

Те, кто хочет узнать больше о катализаторах и других финансовых вопросах, могут захотеть записаться на один из лучших доступных в настоящее время курсов по инвестированию.

Определение катализа в химии

Катализ определяется как увеличение скорости химической реакции за счет введения катализатора .Катализатор, в свою очередь, представляет собой вещество, которое не расходуется в химической реакции, но снижает его энергию активации. Другими словами, катализатор является одновременно реагентом и продуктом химической реакции. Обычно для того, чтобы катализировать реакцию, требуется только очень небольшое количество катализатора.

Единица СИ для катализа — катал. Это производная единица — моль в секунду. Когда ферменты катализируют реакцию, предпочтительной единицей является ферментная единица. Эффективность катализатора может быть выражена с помощью числа оборачиваемости (TON) или частоты оборота (TOF), которая равна TON в единицу времени.

Катализ — это жизненно важный процесс в химической промышленности. Подсчитано, что 90% коммерчески производимых химикатов синтезируются с помощью каталитического процесса.

Иногда термин «катализ» используется для обозначения реакции, в которой вещество расходуется (например, катализируемый основанием гидролиз сложного эфира). Согласно IUPAC, это неправильное использование термина. В этой ситуации добавляемое в реакцию вещество следует называть активатором , а не катализатором.

Ключевые выводы: что такое катализ?

  • Катализ — это процесс увеличения скорости химической реакции путем добавления к ней катализатора.
  • Катализатор является одновременно реагентом и продуктом реакции, поэтому он не расходуется.
  • Катализ работает за счет снижения энергии активации реакции, что делает ее более термодинамически благоприятной.
  • Катализ важен! Около 90% коммерческих химикатов получают с использованием катализаторов.

Как работает катализ

Катализатор предлагает другое переходное состояние для химической реакции с более низкой энергией активации.Столкновения между молекулами реагентов с большей вероятностью приведут к достижению энергии, необходимой для образования продуктов, чем без присутствия катализатора. В некоторых случаях одним из эффектов катализа является снижение температуры, при которой протекает реакция.

Катализ не изменяет химического равновесия, поскольку влияет как на прямую, так и на обратную скорость реакции. Это не меняет константу равновесия. Точно так же это не влияет на теоретический выход реакции.

Примеры катализаторов

В качестве катализаторов можно использовать самые разные химические вещества.Для химических реакций с участием воды, таких как гидролиз и дегидратация, обычно используются протонные кислоты. Твердые вещества, используемые в качестве катализаторов, включают цеолиты, оксид алюминия, графитовый углерод и наночастицы. Переходные металлы (например, никель) чаще всего используются для катализа окислительно-восстановительных реакций. Реакции органического синтеза можно катализировать с использованием благородных металлов или «поздних переходных металлов», таких как платина, золото, палладий, иридий, рутений или родий.

Типы катализаторов

Две основные категории катализаторов — это гетерогенные катализаторы и гомогенные катализаторы.Ферменты или биокатализаторы можно рассматривать как отдельную группу или как принадлежащие к одной из двух основных групп.

Гетерогенные катализаторы — это катализаторы, которые существуют в фазе, отличной от фазы катализируемой реакции. Например, твердые катализаторы, катализирующие реакцию в смеси жидкостей и / или газов, являются гетерогенными катализаторами. Площадь поверхности имеет решающее значение для функционирования этого типа катализатора.

Гомогенные катализаторы существуют в той же фазе, что и реагенты химической реакции.Металлоорганические катализаторы — это один из типов гомогенных катализаторов.

Ферменты — это белковые катализаторы. Они представляют собой один из видов биокатализатора . Растворимые ферменты являются гомогенными катализаторами, а мембраносвязанные ферменты — гетерогенными катализаторами. Биокатализ используется для промышленного синтеза акриламида и кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы.

Связанные термины

Предкатализаторы — это вещества, которые превращаются в катализаторы во время химической реакции.Может быть период индукции, когда предварительные катализаторы активируются, чтобы стать катализаторами.

Сокатализаторы и Промоторы — это названия химических веществ, которые способствуют каталитической активности. Когда используются эти вещества, процесс называется кооперативный катализ .

Источники

  • ИЮПАК (1997). Сборник химической терминологии (2-е изд.) («Золотая книга»). DOI: 10.1351 / goldbook.C00876
  • Knözinger, Helmut and Kochloefl, Karl (2002).«Гетерогенный катализ и твердые катализаторы» в энциклопедии промышленной химии Ульмана . Wiley-VCH, Weinheim. DOI: 10.1002 / 14356007.a05_313
  • Laidler, K.J. и Мейзер, Дж. (1982). Физическая химия . Бенджамин / Каммингс. ISBN 0-618-12341-5.
  • Masel, Ричард И. (2001). Химическая кинетика и катализ . Wiley-Interscience, Нью-Йорк. ISBN 0-471-24197-0.
  • Маттиесен Дж., Вендт С., Хансен Йо, Мадсен Г.К., Лира Е., Галликер П., Вестергаард Е.К., Шауб Р., Лэгсгаард Е., Хаммер Б., Бесенбахер Ф (2009).«Наблюдение всех промежуточных стадий химической реакции на поверхности оксида с помощью сканирующей туннельной микроскопии». САУ Нано . 3 (3): 517–26. DOI: 10.1021 / nn8008245

Что является катализатором в вашем письме? | автор: Iustina Ikert

И как его построить?

Фото Алены Гуменюк на Unsplash

У вас есть авторский рецепт? Искренне приготовленное блюдо, которое вы готовите для своих близких, или в моменты, когда вам нужна комфортная еда, чтобы успокоить ваш разум и душу? Бьюсь об заклад, вы.Знаете ли вы, что делает ваш рецепт таким особенным, что, когда ваша семья или друзья думают о нем, они мгновенно связывают вас с ним? Это ингредиенты, которые вы добавляете. И, конечно, любовь, можно сказать.

Но, в частности, это один элемент. Одна специя. Один секретный ингредиент, который сочетается со всеми остальными и преображает все блюдо. Единственный катализатор, который раскрывает все остальные вкусы и создает красивое и сбалансированное блюдо.

Нет. У нас нет кулинарных уроков.

Но просто попытка раскрыть один ингредиент — катализатор — в ваших текстах, который выявляет все остальные элементы вашей истории, раскрывая их истинную красоту и силу.Что, если бы вы могли легко определить катализатор в каждой из историй, которые пишете, и очаровать аудиторию красиво сбалансированным содержанием? Было бы замечательно, правда?

Итак, читайте дальше.

Обычно определяется в Словаре Merriam-Webster как «вещество, которое позволяет химической реакции протекать обычно с большей скоростью или в других условиях [..], чем это возможно в противном случае» , катализатор — это элемент, который ускоряет химическую реакцию. реакция, не изменяясь в конце процесса.Не вдаваясь в химию слишком много, катализатор — это элемент, который предлагает альтернативный путь для всех других элементов, чтобы реагировать, преодолевать свое переходное состояние и становиться продуктами. Это один из мощных элементов. Разве вы не сказали? По этой причине этот термин используется не только в химии, но и в других областях.

Определен Wiktionary.org как «провоцирующий инцидент, приводящий в движение последовательный конфликт» , литературный катализатор является одним из наиболее важных элементов в истории.Фактически, без него не было бы истории. Позволь мне объяснить.

Литературный катализатор может принимать разные формы. Вы наверняка заметили это в прочитанных книгах. Иногда это так просто, как встреча двух персонажей, и их встреча навсегда меняет их судьбу и вовлекает в невообразимые приключения. А иногда это загадочное преступление, которое определяет удивительное множество сцен, вовлекая персонажей в серию неожиданных событий.

«Никогда не знаешь, когда одно, казалось бы, несвязанное событие может стать катализатором, запускающим цепочку синхронных событий […].”, Андреа Геглейн

Проще говоря, катализатором в истории является тот момент, который определяет начало действия: начало войны, убийство, столкновение, нужный человек в нужном месте или, напротив, , не тот человек, не в том месте. Катализатором не всегда бывает событие. Это также может быть персонаж в вашей истории, который будет влиять на всех других персонажей и продвигать действие вперед. Катализатор может быть как положительный, так и отрицательный. Подумайте о книгах, которые вы читаете.Можете ли вы определить катализатор в этих историях?

Независимо от своей природы, этот элемент навсегда меняет будущее развитие всех других элементов истории. Но, как и в химии, литературный катализатор остается неизменным на протяжении всей истории. Это тот единый элемент, который влияет на персонажей, действия и начало истории.

Просто: да, это так. Все книги, которые вы любили, истории, которые вы лелеяли, ненавидели, обсуждали и рецензировали, были бы ничем без катализатора, который объединял бы их, задавал действие, позволяя им раскрыть всю красоту и сложность своих персонажей.Когда вы пишете художественную литературу или нет, помните об этом центральном элементе и опирайтесь на него.

«Не робей. Вы писатель, используйте свою роль, проверьте ее, сделайте что-нибудь из нее. Настали решающие времена; все переворачивается с ног на голову. Участвуйте, присутствуйте », Елена Ферранте

Катализатор, или иногда называемый провоцирующим инцидентом, запускает и задает течение вашей истории. Все события, которые последуют за этим инцидентом, будут напрямую определяться им. Следовательно, это определяющий элемент вашей истории.

Как правило, существует три типа литературных катализаторов:

Причинная

Когда провоцирующий инцидент состоит из преднамеренного выбора персонажа.

Совпадение

Когда катализатор возникает случайно, случайно и персонаж правильный человек в правильном месте или неправильный человек в неправильном месте .

Неоднозначно

Подстрекательский инцидент открыт для интерпретации, и читателю предоставляется возможность вообразить его, или катализатор раскрывается на заре истории.

Мы все узнали, что традиционно у истории есть начало, середина и конец. И если мы подумаем об основной драматической структуре, взятой у древних греков, это именно то, что вам нужно.

Но это еще не все.

В середине девятнадцатого века немецкий драматург Густав Фрейтаг определил пятиактную повествовательную структуру, так называемую пирамиду Фрейтага, состоящую из пяти действий:

Exposition

Подстрекательский инцидент / катализатор, который настраивает историю и определяет другие элементы для взаимодействия.

Восходящее действие

Все препятствия, которые встречаются при попытке разрешить инцидент)

Кульминация

Самая высокая точка напряжения в истории.

Падение

Результат кульминации.

Рассвет

Развязка рассказа.

Как видите, катализатор в истории — это один из самых важных элементов в пирамиде, определяющий все развитие истории, а также путь и действия персонажей.Некоторые считают, что это лучше подходит для написания трагедий, другие находят его структуру полезной в их повседневном сочинении.

Не все из нас пишут художественную литературу, можно сказать.

Действительно.

Тем не менее, универсальность пирамиды Фрейтага позволяет вам в равной степени использовать эту структуру для написания научной литературы. Вкратце, вот как это сделать.

Exposition / Catalyst

Для написания научной литературы катализатором может быть элемент, который зажег искру вашего творчества, или внешний элемент, который создал проблему, над которой нужно действовать, и побудил вас отреагировать.Например, если вы пишете рассказ в режиме учета рабочего времени для писателей, было бы предпочтительнее изложить проблемы, с которыми они сталкиваются по этой конкретной теме.

Растущее действие

Это та часть, где вы объясняете, почему ваша история важна при рассмотрении инициирующего инцидента в самом начале.

Кульминация

Как вы уже определили « почему?» в вашем рассказе и необходимость обратиться к предмету, теперь настал момент выявить решения, инструменты, ссылки и все, что может быть полезно в решении первоначальной проблемы, которую вы выделили.

Падающее действие

После того, как вы предложите решения, инструменты и подходы к исходному вопросу, вы должны подкрепить свою историю достоверными сведениями, такими как данные, исследования (или что-то еще), которые могут принести вашим читателям ценную информацию.

Рассвет

Заключительный акт вашей истории, когда вы делаете выводы и глубоко общаетесь со своими читателями, снова подчеркивая важность, применимость и необходимость вашей истории в раскрытии провоцирующего инцидента.

Когда вы создаете катализатор в своей истории и, кажется, изо всех сил пытаетесь найти идеальный поворот, неожиданное событие, которое будет формировать вашу историю так, как вы его себе представляли, вы определенно можете использовать другой тип катализаторов.

Катализаторы творчества

Поскольку вам нужна вся помощь во время творчества, есть несколько элементов, которые помогут вам очистить голову и создать у вас настроение письма, а также улучшат процесс письма.

Эти катализаторы творчества призваны оживить ваше творчество. Просто чтобы назвать несколько, вы можете найти себе уютное место для письма, составить контрольные списки для своего прогресса в письме или, если у вас есть творческий блок, просто выполните несколько творческих упражнений (помогает даже рисование — или творческая игра, например, 30 творческих кружков ). Или просто возьмите кофе или немного шоколада. И создайте захватывающий катализатор своей истории.

Что такое катализ?

Эти микроорганизмы используются для биологической очистки сточных вод. и являются хорошим примером силы катализа, — говорит Брюс Риттманн, профессор гражданского строительства.Красные порции плотно упакованы скопления бактерий, окисляющих аммоний, являющийся загрязнителем, превращая его в нитрит. Зеленые части — это небольшие скопления бактерий. которые окисляют нитрит, превращая его в менее вредный нитрат.

Что такое катализ?

Катализ — это химическая реакция, вызванная катализатором.Катализатор химическая версия «свахи», потому что физически объединяет два химических вещества таким образом, что их шанс на реакцию максимально.

Однако катализаторы не могут сочетать химические вещества, если нет «химия.» Вместо этого они позволяют реагировать на происходят быстрее, достаточно быстро, чтобы их можно было использовать для очистки окружающей среды или для производства химический продукт.

Катализаторы бывают разных форм. Некоторые из них представляют собой пористые твердые частицы, такие как платина, родиевые и палладиевые сетки, удаляющие оксид азота из автомобиля выхлоп.Другие представляют собой белковые молекулы, называемые ферментами, которые содержатся в в микроорганизмах. Третьи — это твердые вещества природного происхождения, такие как иксиды марганца или железа. Однако независимо от структуры катализатора, он ускоряет реакции, не изменяясь при этом.

Сильная сторона Центра катализа и поверхностных исследований и Институт экологического катализа — это экспертный и научный интуиция его исследователей.В их число входят экспериментаторы, использующие различные методы изучения атомной структуры катализаторов и теоретики, которые проверяют и моделируют экспериментальные результаты.

Например, используя передовые методы электронной микроскопии, Лоуренс Маркс, профессор материаловедения и инженерии, и Винаяк Дравид, доцент кафедры материаловедения и инженерии, сфотографировать электронная структура катализаторов с точностью до нанометра. Разведка отдельного след, Питер Стэр, профессор химии; Эрик Вельц, профессор химии; и Рэндалл Снурр, доцент кафедры химического машиностроения, на карте происходит со временем — с побочными продуктами реакции, а также оригинальные химикаты.

Линда Бродбелт, доцент кафедры химического машиностроения; Дональд Эллис, профессор химии, физики и астрономии; Snurr; и Роберт Чжоу из UOP LLC в Дес-Плейнсе, штат Иллинойс, смоделировал эти атомные и субатомные изменения на компьютерах, сбор информации о кластерах и о том, как их электроны ведут себя.

— М.М.

ВЕРНУТЬСЯ К ИСТОРИИ ПАРАМЕТРОВ

Катализ — обзор | Темы ScienceDirect

3.1 Введение

Катализ часто проводят с материалами в наноразмерном режиме, и, таким образом, высокие достижения науки о катализе за последние несколько десятилетий могут быть тесно связаны с достижениями в нанотехнологиях. Наука о катализе растет в геометрической прогрессии по мере того, как новые методы и стратегии для производства функционально продвинутых и структурно сложных катализаторов входят в арсенал как химиков, так и инженеров. Мокрая химия, а также синтетические инструменты и методы, используемые в них, оказались полезными платформами для выполнения наиболее важной задачи в науке о катализе, разработки и производства активных и селективных катализаторов.

Сложность — один из ключевых элементов, которым у природы были миллионы лет, чтобы развить свои ферментативные каталитические схемы. За счет усложнения химии и структуры ферментов в живых клетках достигается беспрецедентный уровень каталитической селективности. Это схема, которая должна быть смоделирована в науке о катализе и, следовательно, может быть реализована с помощью методов и стратегий в наборе инструментов нанотехнологии. Конечная цель — получить востребованные химические вещества со 100% селективностью и максимально возможной каталитической эффективностью.Путь к этой цели лежит через химическую и структурную сложность, которая достижима с помощью коллоидной химии.

Здравый смысл подсказывает нам, что координация и кристаллографическое завершение ансамблей на поверхностях должны каким-то образом диктовать каталитическое действие, что часто считается само собой разумеющимся в гетерогенном катализе. Основные вопросы заключаются в том, как эти молекулярные факторы превращаются в их микроскопические аналоги и как их можно использовать для дальнейшего улучшения каталитических свойств. Факторы, проявляющиеся в микроскопическом мире, — это размер, морфология, состав и архитектура.Размер и морфология частиц сильно коррелируют с координацией и кристаллографическим завершением, в то время как состав и архитектура являются проявлениями поверхностного ансамбля.

Размер, морфология, состав и архитектура наночастиц теперь можно контролировать с такой высокой однородностью, что катализаторы, изготовленные из таких наночастиц, демонстрируют уникальные каталитические свойства, которые до сих пор невозможно было наблюдать. В результате были зарегистрированы многочисленные примеры улучшенных каталитических свойств и даже тенденций в каталитическом поведении для широкого спектра каталитических реакций за годы, последовавшие за революцией в нанотехнологиях.

Мокрая химия, однако, не безгранична по своим возможностям и возможностям; например, в настоящее время он не предлагает какого-либо жизнеспособного синтетического решения для производства ультрамалых частиц, которые пока еще не интегрированы в единую картину химии коллоидов, поверхности и межфазной границы. Другой способ, которым коллоидная химия не может обеспечить, — это общие синтетические пути получения монометаллических или многокомпонентных наночастиц оксифильных элементов, которые обычно относятся к переходным металлам первой и ранней групп.И, наконец, роль защитных и направляющих агентов не установлена. Хотя можно утверждать, что лиганды могут использоваться в пользу гомогенного катализа в гетерогенной схеме, это еще предстоит продемонстрировать и поместить в общий и систематический контекст, который аналогичен одноцентровым металлоорганическим катализаторам.

Определение характеристик in situ — это вход в динамичный мир катализа. Это особенно важно с точки зрения коллоидно-химического синтеза, потому что коллоидно полученные наночастицы обычно кинетически захватываются в своих синтезированных формах и, таким образом, являются метастабильными в условиях давления, температуры и времени каталитических реакций.Точно так же оксиды с большой площадью поверхности, часто используемые в качестве сокатализаторов и носителей, а также продукты сольвотермического синтеза, подвергаются кристаллографическим и морфологическим превращениям в термических условиях и в условиях химически активного газа. В конце концов, катализ — это динамический процесс, который имеет тенденцию изменять поверхностные и объемные свойства нанокатализаторов.

Инструменты и методы in situ служат для определения молекулярных факторов, управляющих каталитическими процессами, и помогают понять их связь с каталитическими свойствами и механизмом реакции в условиях, подходящих для катализа.Поверхностная чувствительность, элементный и химический состав, а также высокое пространственное и временное разрешение являются ключевыми характеристиками идеального зонда in situ. Тем не менее, не существует технологии, позволяющей удовлетворить все эти потребности одновременно. Серьезной задачей является разработка методов, которые позволили бы исследовать отдельные каталитические центры и измерять отдельные каталитические события и обороты реакций, которые ожидают внимания ученых в этой области.

Комбинаторные стратегии необходимы для оценки бесконечно большого пула нанокатализаторов, которые благодаря коллоидной химии становятся доступными для катализа.На сегодняшний день комбинаторная методология коллоидной химии неизвестна, а общие протоколы производства нанокатализаторов не разработаны. В этом направлении коллоидный синтез наночастиц с компьютерным управлением является развивающейся областью в зачаточном состоянии и потенциально может стать локомотивом как для коллоидной химии, так и для ее приложений в области катализа.

В этой главе книги рассматриваются вопросы о том, какую пользу в области катализа принесла коллоидная химия, и какие задачи ждут дальнейшего прогресса и развития этой области.В первой части будут представлены молекулярные факторы катализа, связанные с размером, морфологией, составом и архитектурой наночастиц коллоидной химии. Во второй части будут обсуждаться примеры корреляций структур-функций за последнее десятилетие с использованием химически приготовленных нанокатализаторов в широком диапазоне каталитических реакций. Также в этой части используются инструменты и методы in situ, такие как рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия при атмосферном давлении (APXPS), спектроскопия поглощения рентгеновских лучей in situ (XAS) и просвечивающая электронная микроскопия in situ / окружающей среды (ETEM) Будет объяснена химия поверхности и области катализа.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.