Ə. A.ƏLBƏndov

Heterogen  kataliz.  Əgər  katalizatorlar  və  reagentlər  müx-

təlif fazalarda olarsa belə kataliz heterogen kataliz adlanır. 

He-

terogen katalizdə adətən katalizator bərk fazanı təşkil edir. Qaz-

vari  və  ya  maye  maddələrin  kimyəvi  çevrilməsi  katalizatorun 

səthində baş verir. 

Heterogen  katalizdə  reaksiyanın  yekun  sürəti  katalizatorun  

səth sahəsindən asılıdır. Heterogen reaksiyaların mexanizmi çox 

mürəkkəbdir və reaksiyanın təbiətindən asılıdır. Bütün katalitik 

heterogen  proseslər  adsorbsiya  və  desorbsiya  mərhələlərindən 

ibarətdir.  Katalizatorun  səth  atomları  ilə  reagentlərin  adsorbsia 

qarşılıqlı təsir enerjisi nəticəsində reaksiyaya girən hissəciklərdə 

rabitələrin zəifləməsi, bəzi hallarda isə qırılması baş verir. Mə-

sələn, katalizatorun səthində etilenin hidrogenləşməsi aşağıdakı 

mərhələlərdən ibarətdir.  

Adsorbsiya: 

                                                             kat             

. 

                              

C

2

H

4    

→   C

2

H

4  ads.  

                                                              kat.            

                                   H

2   

→    2H

 ads.

 

Desorbsiya: 

 

                              C

2

H

4  ads

 + 2H

 ads.

→ C

2

H

6

 

 

246

Heterogen  kataliz  haqqında  müxtəlif  nəzəriyyələr  mövcud-

dur. Əksər nəzəriyyələrə görə reaksiya katalizatorun bütün sət-

hində  deyil,  aktiv  mərkəzlər  adlanan  sahələrdə  baş  verir.  Belə 

aktiv  mərkəzlərin  sayı  katalizatorun  səth  təbəqəsinin  tərkibin-

dən,  katalizatorun  hazırlanma  üsulundan  və  onun  səthinin  iş-

lənməsindən asılıdır. Adətən heterogen katalizator kimi  yüksək 

səthlə xarakterizə olunan narın xırdalanmış tozlardan, o cümlə-

dən üzərinə nazik katalizator təbəqəsi çəkilmiş  məsaməli daşı-

yıcılardan istifadə olunur. 

Ən  geniş tətbiq olunan sənaye katalizatorlarına Pt, Pd, Rh, 

Ir, Fe, Ni, CuO, RuO

2

 , V

2

O

5

 , NiO, Fe

2

O

3

, ZnO, SiO

2

 , Cr

2

O

3

, 

Al

2

O

3

  ,  AlCl

3

,  WO

3

,  Ag

2

O,  alüminosilikatlar,  seolitlər,  metal 

kompleksləri daxildir. Bu katalizatorlar ammonyakın,  nitrat  və  

sulfat    turşularının,  metanolun,  hidrogenin,  xlorin,  etilenin  və 

digər kimya sənayesi məhsullarının istehsalında, karbohidrogen-

lərin krekinqində, marqarin istehsalında tətbiq olunur. 

 

 

 

                           

 

 

                

     Şəkil 7.7. Avtomobilin işlənmiş qazlarının təmizlənməsi 

    1. Đçərisindən işlənmiş qazlar  keçən boru;                          

    2. Neytrallaşdırıcı; 3. Đçərisində katalizator olan qurğu 

 

Katalizdən həmçinin ekoloji məsələlərin, məsələn, avtomo-

billərdə yanacağın yanma məhsullarının dəm qazından (CO) tə-

mizlənməsində (şək.7.7), çirkab suların təmizlənməsində istifa-

də edilir.    

Katalizatorun seçiciliyi. 

Əgər eyni bir maddə və ya maddə-

lərdən  bir  neçə  istiqamətdə  yeni  maddələrin  əmələ  gəlməsinin 

termodinamik mümkünlüyi varsa, katalizatorun seçiciliyi ön pla-

na çıxır. 

 

247

Katalizatorun verilmiş reaksiyalar içərisindən ancaq birinin 

sürətini artırması xassəsi onun seçiciliyi adlanır. 

Məsələn,  katalizatorun  növündən  və  şəraitdən  asılı  olaraq 

etil spirtindən qırxa qədər maddə almaq mümkündür. Məsələn: 

 

                                                                 Katalizator 

                     →  2C

2

H

4

 + 2H

2

O              Al

2

O

3

, H

2

SO

4 

                     →  2CH

3 

CHO + 2H

2

                Cu 

2C

2

H

5

OH –  →  C

4

H

9

OH +  H

2

O                  Na 

                     →  C

4

H

8

 + H

2

 + H

2

O              ZnO, Al

2

O

3 

                     →  CH

3 

COOC

2

H

5

 + 2H

2

          Cu və s. 

 

Uyğun katalizator seçməklə CO və H

2

-dən alkanlar, aroma-

tik  karbohidrogenlər,  spirtlər,  aldehidlər,  ketonlardan  ibarət  ol-

duqca müxtəlif birləşmələr almaq olar. 

Fermentativ  kataliz

.  Orqanizmin  həyat  fəaliyyəti  üçun  la-

zım  olan  reaksiyaları  sürətləndirən  zülal  təbiətli  bioloji  katali-

zatorlara fermentlər deyilir.

 Fermentlərin iştirakı ilə gedən reak-

siyalar daha  yüksək sürət və seçiciliklə xarakterizə olunur. Bü-

tün  fermentlər  zülal  molekullarından  ibarətdir.  Fermentləri  iki 

qrupa ayırmaq olar.  

1.  Təmiz  zülal  fermentlər. 

Bu  fermentlərin  katalitik  təsiri 

zülal  molekulunun  quruluşu  ilə  əlaqədardır.  Belə  fermentlərə 

pepsini, tripsini, ximotripsini, ureazanı, papaini və s. misal gös-

tərmək olar. 

2. Mürəkkəb fermentlər.

 Mürəkkəb ferment molekulları zü-

lal və qeyri-zülal komponentlərindən təşkil olunmuşdur. Bunlara 

oksidləşmə-reduksiya  təsirli  fermentlər  daxildir.  Mürəkkəb  fer-

mentlərin  qeyri-zülal  komponenti  prostetik  qrup,  zülal  kompo-

nenti  isə  apoferment  adlanır.  Asan  dissosiasiya  edən  prostetik 

qruplara  kofermentlər  deyilir.  Prostetik  qruplarını  itirmiş  fer-

mentlər  öz  aktivliyini  də  itirmiş  olur.  Eyni  prostetik  qruplara 

malik fermentlər müxtəlif səciyyəvi təsirlə xarakterizə olunurlar. 

Deməli,  mürəkkəb  fermentin  katalitik  təsiri  prostetik  qruplarla 

əlaqədardırsa, səciyyəvi təsiri isə koferment qrupla əlaqədardır. 

 

248

Adətən  fermentlər  substratların  çevrilməsini  təmin  edən  bir  və 

ya bir neçə aktiv mərkəzə malik olurlar. Aktiv mərkəzlər quru-

luşca bir neçə amin turşuları qalığından təşkil olunur. 

Fermentativ  proseslər  bütün  canlı  orqanizmlərin  həyat  fə-

aliyyətinin əsasında durur. Canlı hüceyrənin kimyəvi funksiyası 

yağların, zülalların, karbohidratların sintezini həyata keçirtmək-

dən  ibarətdir.  Bütün  bu  proseslər  nisbətən  aşağı  temperaturda 

fermentlərin iştirakı ilə həyata keçirilir və qısa müddətdə orqa-

nizm üçün lazım olan maddələr sintez olunur. 

Fermentlər  yeyinti  sənayesində  böyük  tətbiqi  əhəmiyyətə 

malikdir. Fermentlərdən proteinazalar çörək bişirmədə, inverta-

za qənnadı sənayesində, pektinaza şirələr istehsalında, qlükozi-

daza nişastadan qlükozanın alınmasında istifadə olunur. Pendir, 

pivə,  çoxlu miqdarda dərman maddələrinin və insan üçün lazım 

olan müəyyən məhsulların istehsalını fermentsiz təsəvvür etmək 

olmaz.  

                  

                                                      

 

 

 

 

 

                                  

                                                             

                          

 

                   

                                    

 

                            

 

 

 

 

 

 

249

                                 

 

 

BÖLMƏ  

3 

 

 

MƏHLULLAR. 

OKSĐDLƏŞMƏ - REDUKSĐYA 

PROSESLƏRĐ

 

 

 

Səkkizinci fəsil 

 

 

MƏHLULLAR. DĐSPERS SĐSTEMLƏR 

 

8.1. 

MƏHLULLARIN  XARAKTERĐZƏSĐ 

 

Đki  və  daha  çox  komponentlərdən  və  onların  qarşılıqlı təsir 

məhsullarından ibarət dəyişən tərkibli homogen sistemlərə məh-

lullar  deyilir.

  Məhlullar  tərkibcə  həlledicidən  və  həllolan  mad-

dədən (maddələrdən) ibarətdir. Əgər məhlulun komponentlərin-

dən  biri  maye,  digərləri  qaz  və  ya  bərk  maddələr  olarsa,  məh-

lulun həlledicisi maye komponent hesab olunur. Digər hallarda 

miqdarca  çox  olan  komponent  həlledici  kimi  qəbul  edilir.  Mə-

sələn, etil spirti sudan ibarət məhlulda etil spirti ilə müqayisədə 

suyun miqdarı çox olarsa su, əks təqdirdə isə etil spirti həlledici 

rolunu oynayır. 

Məhlulların tərkibcə bircinsliyi onları kimyəvi birləşmələrə,  

qeyri-sabitliyi isə mexaniki qarışıqlara oxşar edir. Odur ki, məh-

lullar  mexaniki  qarışıqlarla  kimyəvi  birləşmələr  arasında  aralıq 

mövqe tutur. 

 

250

Məhlullar aqerqat halına görə qaz (qaz qarışıqları), maye və 

bərk məhlullara təsnif edilir. 

 Məhlullar  içərisində  ən  çox  praktiki  əhəmiyyət  kəsb  edən 

maye  məhlullardır.  Əksər  reaksiyalar  məhlul  mühitində  baş 

verir.  Məhlulda  həll  olan  maddələrin  molekulalar  və  ionlar 

şəklində olması onların görüşərək reaksiyanın elementar aktının 

meydana çıxmasına əlverışli şərait yaradır. 

Məhlulun  qatılığı  və  onun  ifadə  üsulları.

  Temperatur  və 

tə-zyqlə  yanaşı  məhlulun  əsas  hal  parametrlərinə  həmçinin 

qatılıq  daxildir.  Мящлулун  гатылыьы  онун  ващид  кцтлясиня,  ващид 

щяcминя  və  ya  həlledicinin  vahid  miqdarına,  vahid  kütləsinə 

düşən  щялл  олан  маддянин  кцтляси  вя  йа  мигдары  иля  юлчцлцр.

 

Praktikada qatılığın ən çox aşağıdakı ifadə üsüllarından istifadə 

olunur: 

К  ц  т  л  я  п  а  й  ы  (

ω

).  Мящлулун  vahid  kütləsinə  дцшян 

щяллолан маддянин кцтлясини эюстярир: 

       

 

      

 

                            8.1 

m-щялл олан маддянин, g-ися мящлулун кцтлясидир. Фаизля ифадя 

етсяк йаза билярик: 

 

              

g

m

=

,%

ω

.100                                              8.2 

 

 

 

М  о  л  й  а  р  л  ы  г

 

(

)

;

M

C

M

.

  Мящлулун  1  l-дя  щялл  олан 

маддянин моллары сайыны (мигдарыны) эюстярир. 

   

 

                       

V

n

c

M

=

  mol/l                                        8.3        

 

n= m/M  олдуьундан йаза билярик 

 

                     

MV

m

c

M

=

 mol/l                                       8.4 

m 

g

 

ω = 

 

251

Бурада  

n

 - щяллолан маддянин мигдарı, m- бу маддянин 

кцтляси  (г-ла),  V  -  мящлулун  щяъми  (l  -  ля),  M  -  ися  мол 

кцтлясидир.  

 

M  o  l  y  a  r  l  ı  q  (c

m

).  Həlledicinin  vahid  kütləsinə  düşən 

həllolan maddənin miqdarı ilə ölçülür.  

 

                        c

m 

=

b

n

 mol/kq                                           8.5 

 

Burada  n  -  həllolan  maddənin  miqdarı,  b  -  isə  həlledicinin 

kütləsidir.  Məsələn,  c

m 

=2mol/kq  olarsa  həlledicinin  1kq-da 

2mol sulfat turşusu həll olunduğu başa düşülür. 

N  о  р  м  а  л  л  ы  г 

(

)

;

N

C N

  мящлулун  1  l-дя  щялл  олан 

маддянин еквивалентляри сайыны ифадя едир: 

 

 

 

 

V

n

c

E

N

=

mol-ekv./l 

                              

E

E

M

m

n =

                           

 olduğundan  

                     

V

M

m

c

E

N

=

 mol-ekv./l                              8.6 

  

olar. Burada m-həllolan maddənin kütləsi (q-la), M

E

-

bu maddə-

nin  ekvivalent  kütləsi,  n

e

-  onun  ekvivalentləri  sayı,  V-isə  məh-

lulun l-lə ifadə olunmuş həcmidir. 

Т и т р (Т). Мящлулун 1 мл (1 см

3

)-дя щялл олан маддянин 

qramlарла кцтляси мящлулун титри адланыр: 

    

                  

 г/мл (

3

sm

)                            8.7 

 

m- h

əllolan maddənin кцтляси, V- ися məhlulunун щяcмидир. 

m 

T

 

V

 

=

 

 

252

M o l   p  a y ı  (N

i 

). Məhlulun i komponentinin molları sayı 

nın (n

i

) onun bütün komponentlərinin molları cəminə (n

1

+ n

2.+…

) 

olan nisbəti i  komponentin mol payı adlanır: 

                       N

i

 = 

...

2

1

+

+n

n

n

i

                                          8.8 

 

Binar (iki komponentli) məhlul üçün yaza bilərik: 

 

        N

B 

=

A

B

B

n

n

n

+

     və    N

A

=

A

B

A

n

n

n

+

                            8.9 

 

Burada  N

B

 

və  N

A

 

-  uyğun  olaraq  həllolan  maddənin  və 

həlledicinin mol payıdır. 

(8.9) ifadəsinə oxşar olaraq məhlulun qatılığını komponent-

lərin həcm payı  (V

i

 

) ilə də ifadə etmək olar:  

                   

                  

A

B

B

B

v

v

v

V

+

=

 və    

A

B

A

A

v

v

v

V

+

=

                         8.10                    

      

Burada  V

B

  və  V

A

  uyğun  olaraq  həll  olan  maddənin  və  həl-

ledicinin həcm payıdır. Qatılığın (8.10) ifadəsi qaz-qaz və maye-

maye sistemlərindən ibarət məhlullar üçün faydalıdır. 

Məhlulların əmələ gəlməsi. 

Məhlulu əmələ gətirən kompo-

nentlər  fərdi  haldan  məhlula  keçdikdə  onlarda  quruluş  dəyiş-

mələri ilə yanaşı həll olan maddə hissəcikləri ilə həllolan maddə 

hissəcikləri  arasında  qarşılıqlı  təsir  baş  verir.  Sonuncu  təsir 

solvatlaşma, 

həlledici su olduqda isə hidratlaşma adlanır. Göstə-

rilənlərlə  əlaqədar  olaraq  sistemin  xassələri  dəyişmiş  olur.  Bu 

proses ilk növbədə istilik effektində (∆H ) və sistemin həcm də-

yişməsində (∆V ) özünü büruzə verir. Məsələn, 1 litr su və 1 litr 

etil spirtindən əmələ gələn məhlulun həcmi 2 litr deyil 1,93 litr 

təşkil  edir.  Bunun  səbəbi  su  və  etil  spirti  molekullarının 

hidroksil  qrupları  arasında  hidrogen  rabitələrinin  əmələgəlməsi 

 

253

hesabına  suyun  buza  oxşar  quruluşunun  pozulması  ilə  izah 

olunur. 

Həllolma öz-özünə gedən proses (∆G < 0)  olduğundan  isti-

liyin  udulması  (∆H  >  0)  ilə  gedən  həllolma  ∆G  =  ∆H  -  T∆S  

tənliyinə görə sistemin entropiyasının artması (∆S >0) hesabına 

baş yerir. Əgər həllolma istiliyin ayrılması (∆H< 0) ilə gedərsə 

yuxarıdakı ümumi tənliyə müvafiq olaraq sistemin entropiya də-

yişməsi: ∆S > 0 və ya ∆S < 0 ola bilər. Birinci hal mümkün olsa 

da  ən  çox  ikinci  hal  müşahidə  olunur.  Bunun  səbəbi  həll  olan 

maddə  hissəciklərinin  solvatlaşması  hesabına  sistemin 

nizamsızlıq  dərəcəsinin  artması  ilə  əlaqədardır.  Solvatlaşma 

enerjisi  nə  qədər  çox  olarsa  sistemin  nizamlılıq  dərəcəsi  bir  o 

qədər artmış olar. 

Bir  mol  maddənin  standart  şəraitdə  həll  olmasının  istilik 

effekti 

(entalpiyası)  standart  həllolma  istiliyi  (entalpiyası) 

∆H

0

298(h/0

   adlanır. 

Qeyd  etdiyimiz  kimi  həllolma  komponentlərin  quruluş  də-

yişməsi ilə yanaşı həll olan maddə hissəciklərinin həll olan mad-

də hissəcikləri ilə solovatlaşması prosesi baş verir. Bu baxımdan 

kristal  maddələrin  həllolma  istiliyi  iki  istilik  effektinin  cəmi 

kimi özünü büruzə verir: 

 

                        ∆H

h/o 

= ∆H

f/k 

+ ∆H

solv.. 

                       

  8.11 

 

Burada  ∆H

h/o 

- 

həllolma,  ∆H

f/k 

- 

faza  keçidi,  ∆H

solv

  - 

isə 

solvatlaşma  entalpiyasıdır.  Yuxarıdakı  tənliyə  uyğun  olaraq 

məhlu-lun  əmələ  gəlməsində  entropiya  dəyişməsini    isə 

aşağıdakı kimi ifadə edə bilərik: 

 

                       ∆S

h/o 

= ∆S

f/k 

+ ∆S

solv..

                             

8.12 

 

Kristal  maddənin  həll  olmasında  göstərilən  tənliklər  üzrə 

enerji  effektlərini  izah  edək.  Kristal  maddənin  həll  olması  ilk 

növbədə onun kristal qəfəsinin dağılması ilə baş verir. Bu proses 

 

254

istiliyin  udulması  ilə  özünü  büruzə  verir.  Odur  ki,  belə  hallar 

üçün  həmişə  ∆H

f/kx

>0

  olur.  Solvatlaşma  isə  məhlulun  kompo-

nentlərindən  asılı  olmayaraq  bütün  hallarda  həmişə  ekzotermik 

proses olub ∆H

solv

<0

 qiyməti ilə xarakterizə olunur.  

Həllolmanın  yekun  istilik  effekti  bu  iki  istilik  effektlərinin 

ədədi  qiymətlərindən  aslıdır.  Əgər  ədədi  qiymətcə    ∆H

f/k 

> 

∆H

solv

 

olarsa,  həllolma  istiliyin  udulması,  ∆H

f/k 

<  ∆H

sovlv

 

olduqda isə həllolma istiliyin ayrılması ilə  baş verir.   

(8.12)  tənliyi  üzrə  kristalın  həll  olması  ∆S

f/k

  >  0,  

solvatlaşma  isə  ∆S

solv.

<  0

  ilə  xarakterizə  olunur.  Lakin  mütləq 

qiymətinə  görə  ∆S

solv.

 

həmişə  ∆S

f/k

 

ilə  müqayisədə  xeyli  kiçik 

olduğundan  həllolma  sistemin  entropiyasının  artması  ilə  baş 

verir.

  

Beləliklə,  ∆H

h/o

<  0,  ∆S

h/o

 

>  0

 

olduqda  həllolma  hər  iki 

amilin,  ∆H

h/o

>0,  ∆S

h/o

>  0 

olduqda  həllolma  ancaq  entropiya 

amilinin hesabına baş verir. 

Həllolma  qabiliyyəti. 

Həllolma  bir  maddə  hissəciklərinin 

digər maddə hissəcikləri mühitində diffuziyası hesabına paylan-

ması ilə baş verən  öz-özünə gedən prosesdir. 

Həllolan maddənin həlledici mühitinə daxil etdikdə öz-özü-

nə həllolma prosesi baş verir (∆G < 0). ∆G < 0 qiyməti ilə xa-

rakterizə olunan məhlullar doymamış məhlul adlanır.  

Həllolma  prosesi  ∆G  =∆H-T∆S  tənliyi  üzrə  sistemin 

entalpiya  və  entropiya  amillərinin  bərabərləşməsinə  (∆G  =  0) 

qədər davam edir. Bu halda həll olmanın hərəkətverici qüvvəsi 

tükənmiş olur və məhlul həqiqi tarazlıq halına keçir. Belə məh-

lullar  doymuş  məhlullar  adlanır.  Deməli,  doymuş  məhlulların 

termodinamik tarazlıq şərti Hibbs enerji dəyişməsinin sıfıra bə-

rabər olmasıdır.

 Xarici şəraitin (p,T) sabitliyi şəraitində doymuş 

məhlulların qatılığı zamandan asılı olmayaraq dəyişməz qalır. 

Maddələrin  həllolma  qabiliyyəti  onların  doymuş  məhlulla-

rının qatılığı ilə ölçülür. 

Maddənin  həllolma  qabiliyyəti  standart  şəraitdə  (t  =  25

0

S,  

p= 1atm) onun doymuş məhlulunun 1 litrində həllolan maddənin 

 

255

molları sayı (miqdarı) və ya kütləsi və 1kq həlledicidə həllolmuş 

kütləsi  ilə  ölçülür. 

Bu  kəmiyyət  həllolma  əmsalı  adlanır. 

Göstərilən  tərifə  əsasən  həllolma  əmsalının  ölçü  vahidi  uyğun 

olaraq mol/l, q/l və q/kq olacaqdır. 

Yaxşı  həll  olan  maddələrin  həllolma  qabiliyyəti  adətən  su-

suz maddənin 25

0

S 100q həlledicini doyduran kütləsi ilə ölçülür.   

Bir  sıra  hallarda  maddələrin  qatılığı  onların  doymuş  məh-

lullarının qatılığından çox olan məhlullarını almaq mümkündür. 

Belə  məhlullar  ifrat  doymuş  məhlullar    adlanır.  Đfrat  doymuş 

məhlullar üçün ∆G > 0 olduğundan onlar zahiri tarazlıqda olan 

davamsız  sistemlərdir.  Odur  ki,  belə  məhlul  olan  qabı  sirkələ-

dikdə,  məhlulu  qarışdırdıqda,  məhlula  həll  olan  və  ya  digər 

maddələrin kristalını daxil etdikdə ifrat doymuş məhlul doymuş 

məhlul  halına  keçir  və  həll  olan  maddənin  artığı  kristallaşaraq 

çökür. Đfrat doymuş məhlulları maddələrin qaynar doymuş məh-

lullarını  ehtiyatla,  tədricən  soyutmaqla  əldə  etmək  olar.  Đfrat 

doymuş  məhlul  əmələ  gətirən  maddələrə  Na

2

SO

4

.10H

2

O, 

Na

2

S

2

O

3

.5H

2

O,  Na

2

B

4

O

7

.10H

2

O,  CH

3

COONa  və  s.  misal 

göstərmək olar.