التفاعلات المساعدة

2011 الفلزات و أشباه الفلزات

گريستا وست

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الكيمياء

غالباً ما تكون الفلزّات الانتقالية محفِّزات جيدة. والمادة المحفِّزة، أو الحفّاز، هو مادة تعمل على تسريع التفاعل الكيميائي. ومثال ذلك العملية المعروفة باسم «عملية هابر»، التي تستخدم الحديد (Fe) لإنتاج النشادر (NH3). يمكن التعبير عن هذا التفاعل من خلال المعادلة الكيميائية التالية:

إن وضع رمز الحديد (Fe) فوق السهم يشير إلى أن الحديد هو المادة المحفِّزة وليس المتفاعل أو الناتج، مع أن الحديد يؤدي دوراً في التفاعل، إلا أنه لا يُستهلك خلال هذا التفاعل. وفي هذا المثال، يعطي الحديد المحفِّز ويأخذ الإلكترونات (مغيراً بذلك حالة تأكسده)؛ لذلك تصبح الفرص أكثر كي ترتبط ذرّات النتروجين (N) مع ذرّات الهيدروجين (H).

ومن الأسباب الأخرى التي تجعل الفلزّات الانتقالية حفّازات جيدة، هو أن المواد الأخرى تستطيع الالتصاق بسطوحها، وأثناء التصاق هذه المواد، تقوم الذرّات بإعادة ترتيب نفسها لتكوّن مواد كيميائية جديدة. فعملية التفاعل الكيميائي التي تستخدم محفّز الفلزّات الانتقالية بهذه الطريقة تحول

سلسلة الجزيئات العضوية الصغيرة (أساسها الكربون) إلى جزيئات كبيرة. على سبيل المثال، يتفاعل الإيثان (C2H4) مع الهيدروجين (H2) فيصبحان «بروبين» (C3H6) عند تسخينه بوجود محفِّز النيكل.

الفلزّ المحفِّز الذي يعمل بهذه الطريقة يمتزّ الذرّات الأخرى، وينبغي الانتباه إلى أن كلمة adsorb (يمتزّ) لا تحمل معنى كلمة absorb (يمتص أو يتشرّب). فعندما يتم «امتصاص» شيء ما، يصبح ممزوجاً داخل مادة أخرى، ولكن عندما يتم «امتزاز» شيء، فهذا يعني أن مادة ما تلتصق أو تتشبث بسطح مادة أخرى، غير أنها تظل منفصلة عنها.