Αρνητικούς Καταλύτες

Καταλύτες είναι εκείνα τα είδη που εισέρχονται σε οποιαδήποτε χημική αντίδραση για να αλλάξουν τον ρυθμό οποιασδήποτε χημικής αντίδρασης. Με άλλα λόγια, μπορούμε να καταλάβουμε ότι οι καταλύτες είναι ουσίες αλλαγής ταχύτητας οποιασδήποτε χημικής αντίδρασης. Οι καταλύτες είναι επίσης δύο τύπων θετικοί καταλύτες και αρνητικοί καταλύτες. Άρα, αρνητικοί καταλύτες είναι εκείνοι οι καταλύτες που αλλάζουν τον ρυθμό αντίδρασης μειώνοντας τον ρυθμό αντίδρασης. Οι θετικοί καταλύτες αλλάζουν τον ρυθμό οποιασδήποτε χημικής αντίδρασης αυξάνοντας τον ρυθμό αντίδρασης.

Αρνητικούς καταλύτες

Το όνομα «αρνητικοί καταλύτες» υποδηλώνει ότι η παρουσία αυτού του καταλύτη σε οποιαδήποτε χημική αντίδραση θα επηρεάσει αρνητικά τον ρυθμό οποιασδήποτε συνεχιζόμενης χημικής απόκρισης αυξάνοντας το επίπεδο ενέργειας ενεργοποίησης σε σύγκριση με το αρχικό επίπεδο. Στην αναστρέψιμη αντίδραση, ένας αρνητικός καταλύτης δεν θα αλλάξει τη θέση ισορροπίας, αλλά θα προσπαθήσει να επιτύχει την κατάσταση ισορροπίας της αντίδρασης για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα.

Λειτουργία αρνητικών καταλυτών 

Όπως γνωρίζουμε, για την ολοκλήρωση οποιασδήποτε χημικής αντίδρασης, απαιτείται μια ελάχιστη ποσότητα ενέργειας από τα αντιδρώντα μόρια αυτής της χημικής αντίδρασης για να επιτευχθεί το ενεργειακό σημείο κατωφλίου.

• Το κατώφλι ενεργειακό σημείο είναι το σημείο όπου σχηματίζεται ένα ενεργοποιημένο σύνθετο είδος και αυτή η κατάσταση είναι γνωστή ως κατάσταση μετάβασης επειδή ο σχηματισμός ενός προϊόντος ξεκινά από αυτήν την κατάσταση.
•  Στα ενεργοποιημένα σύνθετα είδη, υπάρχουν μερικοί δεσμοί του αντιδρώντος και μερικοί δεσμοί του προϊόντος ή υπάρχουν μικτές δεσμοί αντιδραστηρίου και προϊόντος.
• Από την παραπάνω περιγραφή, είναι σαφές ότι η απαιτούμενη ποσότητα ενέργειας είναι γνωστή ως ενέργεια ενεργοποίησης για να φτάσει στο ενεργειακό σημείο κατωφλίου.

Ας υποθέσουμε ότι υπάρχουν αρνητικοί καταλύτες στη χημική αντίδραση. Σε αυτή την περίπτωση, εμποδίζει τη συμμετοχή οποιουδήποτε αντιδρώντος από την αντίδραση. Επίσης δηλητηριάζει τη δεδομένη επιφάνεια για να αποτρέψει την απόκριση του άλλου αντιδραστηρίου. Μειώνει τον ρυθμό της δεδομένης χημικής αντίδρασης παρέχοντας υψηλή ενέργεια ενεργοποίησης.

• Σε όλη τη διαδικασία της αρνητικά καταλυόμενης χημικής αντίδρασης, οι αρνητικοί καταλύτες δεν θα απασχολούνται αποκλειστικά στη χημική αντίδραση.
• Θα παρέχουν διαφορετικές επιλογές για το αντιδρόν.
•  Μετά την ολοκλήρωση της αντίδρασης, παίρνουμε το ίδιο προϊόν και καθαρό καταλύτη που βάζουμε στην αρχική κατάσταση οποιασδήποτε χημικής αντίδρασης.

Σημασία των αρνητικών καταλυτών

Εάν οποιεσδήποτε χημικές αντιδράσεις πραγματοποιηθούν απουσία ξένου υλικού όπως ο καταλύτης, τότε δεν έχουμε το αναμενόμενο αποτέλεσμα. Μερικές φορές για το επιθυμητό αποτέλεσμα πρέπει να προσθέσουμε έναν αρνητικό καταλύτη και επιλέγουμε έναν επιθυμητό καταλύτη σύμφωνα με την επιθυμία μας. Άρα στον χημικό κόσμο υπάρχει και η σημασία των αρνητικών καταλυτών και θα χρησιμοποιηθούν για διαφορετικούς σκοπούς με διαφορετική σύνθεση και με διαφορετικές ποσότητες. Και η σημασία των αρνητικών καταλυτών θα γίνει κατανοητή μέσα από τα ακόλουθα παραδείγματα.

Παραδείγματα αρνητικού καταλύτη

• Η βιταμίνη -Ε είναι ένα από τα καλά παραδείγματα αρνητικών καταλυτών καθώς χρησιμοποιείται στη βιολογική οξείδωση βιοχημικών ουσιών, καθώς μειώνουν τον ρυθμό αποικοδόμησης του αντιγηραντικού χημικού ιστού. Σε αυτή την αντίδραση η βιταμίνη Ε θα συμπεριφέρεται ως αντιοξειδωτικό.
• Το μόριο υδρόθειο (H2S) είναι επίσης αρνητικός καταλύτης στη διαδικασία υδρογόνωσης των ακόρεστων λιπαρών οξέων. Δηλητηριάζουν την επιφάνεια του μορίου του νικελίου Raney μέσω του σχηματισμού ενώσεων θειούχου νικελίου.
• Το φωσφορικό οξύ (H3PO4), ένα ανόργανο ανόργανο οξύ, είναι επίσης ένα παράδειγμα αρνητικών καταλυτών καθώς μειώνει τον ρυθμό αποσύνθεσης του μορίου του υπεροξειδίου του υδρογόνου (H2O2).
• Στη διαδικασία οξείδωσης του θειώδους νατρίου (Na2SO3), η αλκοόλη (-ROH) συμπεριφέρεται ως αρνητικός καταλύτης καθώς επιβραδύνει τον ρυθμό της αντίδρασης οξείδωσης.
• Ο μόλυβδος τετρααιθυλίου (T.E.L.) είναι επίσης ένα παράδειγμα αρνητικού καταλύτη καθώς μειώνει την ανάφλεξη των ατμών του πετρελαίου.
• Όταν προσθέτουμε αιθανόλη (C2H5OH) σε ένα χλωροφόρμιο (CHCl3), συμπεριφέρεται ως αρνητικός καταλύτης.
• Το ακετανιλίδιο είναι επίσης αρνητικός καταλύτης και χρησιμοποιείται στην αποσύνθεση του υπεροξειδίου του υδρογόνου στο νερό και στο εκκολαπτόμενο οξυγόνο.

Συμπέρασμα

Η επισκόπηση του αρνητικού καταλύτη θα γίνει κατανοητή από το γεγονός ότι είναι μια ουσία που προστίθεται σε οποιαδήποτε χημική αντίδραση για να μειωθεί ο ρυθμός αυτής της δεδομένης χημικής αντίδρασης. Οι αρνητικοί καταλύτες συμμετέχουν στη συμμετοχή οποιουδήποτε από τα αντιδρώντα με το άλλο αντιδρών και αυξάνουν το επίπεδο ενέργειας ενεργοποίησης για τη δεδομένη χημική αντίδραση που βρίσκεται σε εξέλιξη.