Očekivani ishodi učenja na razini predmeta (4-10 ishoda učenja) |
Nakon položenog ispita od studenta se očekuje da zna:
- nabrojati i opisati vrste katalizatora
- objasniti princip djelovanja katalizatora u kemijskoj reakciji
- razlikovati komponente katalitičkog sustava i ulogu svake komponente
- objasniti postupke priprave heterogenih katalizatora
- objasniti deaktivaciju, reaktivaciju i regeneraciju katalizatora
- dati primjere djelovanja katalizatora u realnim sustavima
- argumentirati važnost katalizatora za industriju i održivi razvoj |
Sadržaj predmeta detaljno razrađen prema satnici nastave |
1. tjedan: Općenito o katalizi i katalizatorima: definicija katalize i katalizatora, povijesni razvoj katalitičkih procesa, ekonomska važnost katalizatora.
2. tjedan: Podjela katalize i katalizatora.Usporedba homogenih i heterogenih katalizatora i njihov industrijski značaj.Opća teorija katalize. Utjecaj katalizatora na brzinu kemijske reakcije i na položaj kemijske ravnoteže. Aktivacijska energija.
3. tjedan: Mehanizam katalize, inhibicije, inicijacije.Osnovne značajke djelovanja katalizatora: aktivnost, selektivnost i stabilnost.
4. tjedan: Homogena kataliza: u plinovitoj fazi, u kapljevinama. Homogene kataliza: kiselinama i bazama, kataliza ionima i spojevima prijelaznih metala.
5. tjedan: Koordinacijski kompleksi kao katalizatori. Metaloceni.
6. tjedan: Heterogena kataliza: osnovne faze heterogeno katalitičkih reakcija. Fizička i kemijska adsorpcija i njihova usporedba. Toplina adsorpcije (Lennard-Jonesov dijagram).
7. tjedan: Tipovi adsorpcijskih izotermi. Temeljni zakoni adsorpcije. Mehanizmi i kinetika heterogeno-katalitičkih reakcija u plinovitoj fazi: Langmuir-Hinshelwoodov mehanizam. Eley-Ridealov mehanizam.
8. tjedan: Teorije o katalitičkom djelovanju heterogenih katalizatora: teorija nestabilnih međuprodukata, teorija aktivnih centara, teorija geometrijskih faktora.
9. tjedan: Teorija elektronskih faktora. Selektivnost heterogenih katalizatora.
10. tjedan: Trajnost (stabilnost) i otpornost na deaktivaciju. Trovanje i selektivnost, koeficijent otrovnosti. Deaktivacija katalizatora naslagama na površini. Deaktivacija sinteriranjem i faznom transformacijom. Gubitak katalizatora hlapljenjem. Mehanički raspad katalizatora. Sprječavanje deaktivacije te reaktivacija i regeneracija katalizatora.
11. tjedan: Zeoliti: svojstva, katalitička svojstva, selektivnost, kiselost zeolita. Procesi modifikacije zeolita.
12. tjedan: Sastav heterogenih katalizatora: aktivne komponente, nosači, promotori, moderatori, inhibitori, aktivatori.
13. tjedan: Karakterizacija heterogenih katalizatora. Određivanje fizičkih svojstava katalizatora: volumena i veličine pora, ukupne površine katalizatora. Određivanje mehaničkih svojstava katalizatora.
14. tjedan: Postupci proizvodnje heterogenih katalizatora: precipitirani katalizatori, impregnirani katalizatori, kosturni katalizatori, katalizatori s aktivnom ovojnicom. Monolitni katalizatori.
15. tjedan: Biokatalizatori. Završni komentari, rasprava, zaključci. |
