उत्प्रेरक चक्र: Difference between revisions

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[[रसायन विज्ञान|र]]रसायन विज्ञान में, एक उत्प्रेरक चक्र एक बहुपदीय अभिक्रिया तंत्र है जिसमें एक उत्प्रेरक शामिल होता है।है।<ref>''Kinetics of catalytic reactions'' 2005 M. Albert Vannice</ref> उत्प्रेरक चक्र जैव रसायन, कार्बधात्विक यौगिक  रसायन विज्ञान, जैव अकार्बनिक रसायन विज्ञान, सामग्री विज्ञान आदि में उत्प्रेरक की भूमिका का वर्णन करने की मुख्य विधि है।
रसायन विज्ञान में, एक उत्प्रेरक चक्र एक बहुपदीय अभिक्रिया तंत्र है जिसमें एक उत्प्रेरक सम्मिलित होता है।उत्प्रेरक चक्र जैव रसायन, कार्बधात्विक रसायन विज्ञान, जैव अकार्बनिक रसायन विज्ञान, सामग्री विज्ञान आदि में उत्प्रेरक की भूमिका का वर्णन करने की मुख्य विधि है।चूंकि उत्प्रेरक पुनर्जीवित होते हैं, उत्प्रेरक चक्र प्रायः परिपथ के रूप में रासायनिक अभिक्रियाओं के अनुक्रम के रूप में लिखे जाते हैं। ऐसे चक्रों में, प्रारंभिक चरण में उत्प्रेरक द्वारा एक या अधिक अभिकारकों को बांधना सम्मिलित होता है, और अंतिम चरण उत्पाद की रिहाई और उत्प्रेरक का पुनर्जनन होता है। मोनसेंटो प्रक्रिया, वैकर प्रक्रिया और हेक अभिक्रिया पर लेख उत्प्रेरक चक्र दर्शाते हैं।एक उत्प्रेरक चक्र आवश्यक रूप से पूर्ण अभिक्रिया तंत्र नहीं है।  


चूंकि उत्प्रेरक पुनर्जीवित होते हैं, इसलिए उत्प्रेरक चक्रों को आमतौर पर लूप के रूप में रासायनिक अभिक्रियाओं के अनुक्रम के रूप में लिखा जाता है। ऐसे चक्रों में, प्रारंभिक चरण में उत्प्रेरक द्वारा एक या अधिक अभिकारकों को बांधना शामिल होता है, और अंतिम चरण उत्पाद  का  निकलना और उत्प्रेरक का पुनर्जनन होता है।। [[मोनसेंटो प्रक्रिया|मोनसेंटो अभिक्रिया]] , वैकरअभिक्रिया  और हेक अभिक्रिया पर लेख उत्प्रेरक चक्र दिखाते हैं।
उदाहरण के लिए, यह हो सकता है कि मध्यवर्ती का पता लगाया गया हो, लेकिन यह ज्ञात नहीं है कि वास्तविक प्राथमिक अभिक्रियाएं किस तंत्र द्वारा होती हैं।


[[File:Catcycle.png|thumb|center|350px|ए और बी के सी में रूपांतरण के लिए उत्प्रेरक चक्र]]एक उत्प्रेरक चक्र आवश्यक रूप से पूर्ण अभिक्रिया तंत्र नहीं है। उदाहरण के लिए, यह हो सकता है कि [[प्रतिक्रियाशील मध्यवर्ती|अभिक्रियाशील  मध्यवर्ती]] का पता लगाया गया हो, लेकिन यह ज्ञात नहीं है कि वास्तविक [[प्राथमिक प्रतिक्रिया|प्राथमिक]] अभिक्रियाएं  किस तंत्र द्वारा होती हैं।
=== प्रीकैटेलिस्ट ===
प्रीकैटेलिस्ट उत्प्रेरक नहीं हैं लेकिन उत्प्रेरक के पूर्ववर्ती हैं। रिएक्टर में पूर्व उत्प्रेरकों को वास्तविक उत्प्रेरक प्रजातियों में परिवर्तित किया जाता है। उत्प्रेरक बनाम पूर्व उत्प्रेरक की पहचान उत्प्रेरण अनुसंधान में एक महत्वपूर्ण विषय है।


=== पूर्व उत्प्रेरक ===
प्रीकैटेलिस्ट को उत्प्रेरक में बदलने की प्रक्रिया को उत्प्रेरक सक्रियण कहा जाता है। कई धातु हैलाइड एल्कीन बहुलकीकरण के लिए precatalysts हैं, कमिंसकी उत्प्रेरक और ज़िग्लर-नट्टा उत्प्रेरक देखें। पूर्व उत्प्रेरक, उदा. टाइटेनियम ट्राइक्लोराइड, ऑर्गेनोएल्युमिनियम यौगिकों द्वारा सक्रिय किया जाता है, जो उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता हैधातु आक्साइड को उत्प्रेरक के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, लेकिन वास्तव में लगभग हमेशा पूर्व उत्प्रेरक होते हैं।अनुप्रयोगों में ओलेफ़िन मेटाथिसिस और हाइड्रोजनीकरण सम्मिलित  हैं। उत्प्रेरक चक्र में प्रवेश करने के लिए धातु ऑक्साइड को कुछ सक्रिय अभिकर्मक, साधारणतया कम करने वाले कारको की आवश्यकता होती है।
पूर्व उत्प्रेरक उत्प्रेरक नहीं हैं परन्तु उत्प्रेरक के पूर्ववर्ती हैं। रिएक्टर में पूर्व उत्प्रेरकों को वास्तविक उत्प्रेरक प्रजातियों में परिवर्तित किया जाता है। उत्प्रेरक बनाम पूर्व उत्प्रेरक की पहचान उत्पेरण अनुसंधान में एक महत्वपूर्ण विषय है।


पूर्व उत्प्रेरक को उत्प्रेरक में बदलने की प्रक्रिया को उत्प्रेरक सक्रियण कहा जाता है। कई धातु हैलाइड एल्कीन बहुलकीकरण के लिए पूर्व उत्प्रेरक हैं, कमिंसकी उत्प्रेरक और ज़िग्लर-नट्टा उत्प्रेरक देखें। पूर्व उत्प्रेरक, उदा. टाइटेनियम ट्राइक्लोराइड, ऑर्गेनोएल्युमिनियम यौगिकों द्वारा सक्रिय किया जाता है, जो उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है।<ref>{{cite journal|title=The Chemistry of Catalyst Activation: The Case of Group 4 Polymerization Catalysts|author=Manfred Bochmann|journal=Organometallics|year=2010|volume=29|pages=4711–4740|doi=10.1021/om1004447}}</ref>धातु आक्साइड को प्रायः उत्प्रेरक के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, परन्तु वास्तव में ये पूर्व उत्प्रेरक होते हैं। अनुप्रयोगों में ओलेफ़िन मेटाथिसिस और हाइड्रोजनीकरण सम्मिलित हैं। इनके लिए धातु आक्साइड की आवश्यकता होती है ।
प्रायः उत्प्रेरक चक्र उत्प्रेरक के लिए एक पूर्व उत्प्रेरक के रूपांतरण को दर्शाते हैं।
 
प्रायः उत्प्रेरक चक्र उत्प्रेरक के लिए एक पूर्व उत्प्रेरक के रूपांतरण को  दर्शाते हैं।


=== हानिकर उत्प्रेरक ===
=== हानिकर उत्प्रेरक ===
प्रत्येक चक्र में 'सच्चे' उत्प्रेरक को पुन: उत्पन्न करने के उद्देश्य से अक्सर एक तथाकथित हानिकर उत्प्रेरक भी प्रतिक्रिया प्रणाली का हिस्सा होता है। जैसा कि नाम से पता चलता है, बलि उत्प्रेरक को पुनर्जीवित नहीं किया जाता है और अपरिवर्तनीय रूप से उपभोग किया जाता है, जिससे उत्प्रेरक बिल्कुल नहीं होता है। मुख्य रिएक्टेंट की तुलना में [[स्तुईचिओमेटरी]] मात्रा में जोड़े जाने पर इस बलि यौगिक को स्टोइकोमेट्रिक उत्प्रेरक के रूप में भी जाना जाता है। आमतौर पर सच्चा उत्प्रेरक एक महंगा और जटिल अणु होता है और जितना संभव हो उतना कम मात्रा में जोड़ा जाता है। दूसरी ओर स्टोइकियोमेट्रिक उत्प्रेरक सस्ता और प्रचुर मात्रा में होना चाहिए।{{Citation needed|date=October 2007}} बलिदानी उत्प्रेरकों को उत्प्रेरक चक्र में उनकी वास्तविक भूमिका से अधिक सटीक रूप से संदर्भित किया जाता है, उदाहरण के लिए कम करने के रूप में।
प्रत्येक चक्र में सच्चे उत्प्रेरक को पुन: उत्पन्न करने के उद्देश्य से प्रायः  एक तथाकथित हानिकारक उत्प्रेरक भी अभिक्रिया प्रणाली का हिस्सा होता है। जैसा कि नाम से पता चलता है,हानिकारक उत्प्रेरक को पुनर्जीवित नहीं किया जाता है और अपरिवर्तनीय रूप से उपभोग किया जाता है, जिससे उत्प्रेरक बिल्कुल नहीं होता है। मुख्य अभिकारक की तुलना में उचित तत्वानुपातकीय मात्रा में जोड़े जाने पर इस हानिकारक यौगिक को तत्वानुपातकीय उत्प्रेरक के रूप में भी जाना जाता है।प्रायः वास्तविक उत्प्रेरक एक महंगा और जटिल अणु होता है और जितना संभव हो उतना कम मात्रा में जोड़ा जाता है। दूसरी ओर उचित तत्वानुपातकीय उत्प्रेरक सस्ते और प्रचुर मात्रा में होने चाहिए।
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==संदर्भ==
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Latest revision as of 07:50, 6 November 2023

रसायन विज्ञान में, एक उत्प्रेरक चक्र एक बहुपदीय अभिक्रिया तंत्र है जिसमें एक उत्प्रेरक सम्मिलित होता है।उत्प्रेरक चक्र जैव रसायन, कार्बधात्विक रसायन विज्ञान, जैव अकार्बनिक रसायन विज्ञान, सामग्री विज्ञान आदि में उत्प्रेरक की भूमिका का वर्णन करने की मुख्य विधि है।चूंकि उत्प्रेरक पुनर्जीवित होते हैं, उत्प्रेरक चक्र प्रायः परिपथ के रूप में रासायनिक अभिक्रियाओं के अनुक्रम के रूप में लिखे जाते हैं। ऐसे चक्रों में, प्रारंभिक चरण में उत्प्रेरक द्वारा एक या अधिक अभिकारकों को बांधना सम्मिलित होता है, और अंतिम चरण उत्पाद की रिहाई और उत्प्रेरक का पुनर्जनन होता है। मोनसेंटो प्रक्रिया, वैकर प्रक्रिया और हेक अभिक्रिया पर लेख उत्प्रेरक चक्र दर्शाते हैं।एक उत्प्रेरक चक्र आवश्यक रूप से पूर्ण अभिक्रिया तंत्र नहीं है।

उदाहरण के लिए, यह हो सकता है कि मध्यवर्ती का पता लगाया गया हो, लेकिन यह ज्ञात नहीं है कि वास्तविक प्राथमिक अभिक्रियाएं किस तंत्र द्वारा होती हैं।

प्रीकैटेलिस्ट

प्रीकैटेलिस्ट उत्प्रेरक नहीं हैं लेकिन उत्प्रेरक के पूर्ववर्ती हैं। रिएक्टर में पूर्व उत्प्रेरकों को वास्तविक उत्प्रेरक प्रजातियों में परिवर्तित किया जाता है। उत्प्रेरक बनाम पूर्व उत्प्रेरक की पहचान उत्प्रेरण अनुसंधान में एक महत्वपूर्ण विषय है।

प्रीकैटेलिस्ट को उत्प्रेरक में बदलने की प्रक्रिया को उत्प्रेरक सक्रियण कहा जाता है। कई धातु हैलाइड एल्कीन बहुलकीकरण के लिए precatalysts हैं, कमिंसकी उत्प्रेरक और ज़िग्लर-नट्टा उत्प्रेरक देखें। पूर्व उत्प्रेरक, उदा. टाइटेनियम ट्राइक्लोराइड, ऑर्गेनोएल्युमिनियम यौगिकों द्वारा सक्रिय किया जाता है, जो उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता हैधातु आक्साइड को उत्प्रेरक के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, लेकिन वास्तव में लगभग हमेशा पूर्व उत्प्रेरक होते हैं।अनुप्रयोगों में ओलेफ़िन मेटाथिसिस और हाइड्रोजनीकरण सम्मिलित  हैं। उत्प्रेरक चक्र में प्रवेश करने के लिए धातु ऑक्साइड को कुछ सक्रिय अभिकर्मक, साधारणतया कम करने वाले कारको की आवश्यकता होती है।

प्रायः उत्प्रेरक चक्र उत्प्रेरक के लिए एक पूर्व उत्प्रेरक के रूपांतरण को दर्शाते हैं।

हानिकर उत्प्रेरक

प्रत्येक चक्र में सच्चे उत्प्रेरक को पुन: उत्पन्न करने के उद्देश्य से प्रायः  एक तथाकथित हानिकारक उत्प्रेरक भी अभिक्रिया प्रणाली का हिस्सा होता है। जैसा कि नाम से पता चलता है,हानिकारक उत्प्रेरक को पुनर्जीवित नहीं किया जाता है और अपरिवर्तनीय रूप से उपभोग किया जाता है, जिससे उत्प्रेरक बिल्कुल नहीं होता है। मुख्य अभिकारक की तुलना में उचित तत्वानुपातकीय मात्रा में जोड़े जाने पर इस हानिकारक यौगिक को तत्वानुपातकीय उत्प्रेरक के रूप में भी जाना जाता है।प्रायः वास्तविक उत्प्रेरक एक महंगा और जटिल अणु होता है और जितना संभव हो उतना कम मात्रा में जोड़ा जाता है। दूसरी ओर उचित तत्वानुपातकीय उत्प्रेरक सस्ते और प्रचुर मात्रा में होने चाहिए।

संदर्भ

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