Soru:
Endüstride amonyak sentezi \( N_{2(g)} + 3H_{2(g)} \rightleftharpoons 2NH_{3(g)} \) tepkimesi ile gerçekleştirilir. Bu tepkimede demir oksit (\(Fe_2O_3\)) bir katalizör olarak kullanılır. Katalizör kullanmanın amonyak üretim verimine ve üretim hızına olan etkileri nelerdir?
Çözüm:
🏭 Bu soru, katalizörün endüstriyel uygulamalardaki pratik faydasını anlamamızı sağlar.
- ➡️ Birinci adım: Katalizör, tepkimenin aktivasyon enerjisini düşürerek, belirli bir sıcaklık ve basınçta tepkimenin daha hızlı ilerlemesini sağlar.
- ➡️ İkinci adım: Katalizör, tepkimenin denge sabitini değiştirmediği için, sistemin ulaşacağı maksimum teorik amonyak verimi aynı kalır.
- ➡️ Üçüncü adım: Pratik bir açıdan bakıldığında, katalizör olmadan tepkime o kadar yavaştır ki, ekonomik bir üretim mümkün olmayabilir. Katalizör, aynı verimi çok daha kısa sürede almamızı sağlar.
- ➡️ Dördüncü adım: Bu durum, birim zamanda üretilen amonyak miktarını (üretim hızını) büyük ölçüde artırır ve prosesi ekonomik kılar.
✅ Sonuç: Katalizör, üretim hızını büyük ölçüde artırır, ancak maksimum teorik verimi değiştirmez. Pratikte ise aynı sürede çok daha fazla ürün elde edildiği için verimlilik artar.
