فایل ضمیمه شامل درسنامه با 5 سوال چالشی از کتاب سه سطحی شیمی (3)، مبحث مبدل کاتالیتی خودروی بنزینی، مطابق با برنامه راهبردی آزمون 17 اردیبهشت می باشد.
این مطلب توسط مهدی رحمانی، تهیه شده است.
* گروه پشتیبانان ویژه کانون *
مبدل کاتالیستی خودروی بنزینی
مبدل کاتالیستی قطعهای در مسیر گازهای خروجی از خودرو است که باعث حذف یا کاهش آلایندهها در واکنشهای زیر میگردد:
بر روی سطح این قطعه سرامیکی که به شکل توری به کار میرود، فلزهای رودیم (Rh)، پالادیم (Pd) و پلاتین (Pt) نشانده شده است. برای افزایش کارایی این قطعه گاهی سرامیک را به شکل مش (دانههای ریز) در میآورند. (قطر تودههای فلزی 2 تا 10 نانومتر است)
مراقب باشید که نماد شیمیایی رودیم (Rh) را با روتنیم (Ru) اشتباه نگیرید.
مبدل کاتالیستی تا مدتی طولانی کارامد است و پس از آن کاراییاش کم شده و قابل استفاده نیست.
در روزهای سرد زمستان به هنگام روشن کردن خودرو، کارایی مبدل کمتر است زیرا دمای کم باعث میشود انرژی فعالسازی واکنشها به خوبی تأمین نشود.
فرایند هابر
به دلیل بالا بودن انرژی فعالسازی واکنش تولید آمونیاک، این واکنش در شرایط اتاق انجام نمیشود. برای تأمین انرژی فعالسازی میتوانی از افزایش دما بهره ببریم اما باید توجه کرد که با توجه به گرماده بودن واکنش و بنابر اصل لوشاتلیه درصد آمونیاک در مخلوط پایین میآید. پس بهتر است با دماهای کمتر، از کاتالیزگر و افزایش فشار (که خود باعث جابهجایی تعادل در ثبت رفت میشود)، بهره ببریم. بدین ترتیب شرایط بهینه در فشار 200 اتمسفر و دمای 450 درجه سانتیگراد و در حضور آهن به عنوان کاتالیزور، رقم میخورد. در این حالت 28 درصد مولی مخلوط را آمونیاک تشکیل میدهد.
اصل لوشاتلیه
اصل لوشاتلیه بیان میکند که اگر تغییری سبب برهم خوردن یک سامانه تعادلی شود، تعادل در جهتی جابهجا میشود که تا حد امکان اثر آن تغییر را جبران کند.
1. افزودن مواد: افزودن و زیاد کردن یک ترکیب به واکنش تعادلی، واکنش را در جهتی پیش میبرد که آن ترکیب به مصرف برسد.
2. تغییر حجم: کم کردن حجم (افزایش فشار) در تعادل گازی واکنش را به سمتی میبرد که فشار مولهای گازی کاهش و حجم افزایش یابد. دقت کنید که لازمه جابهجا شدن تعادل در این حالت، برابر نبودن مجموع ضرایب استوکیومتری مواد گازی واکنش دهندهها و فراوردهها است.
3. تغییر دما: تنها عاملی است که میتواند ثابت تعادل واکنش را تغییر دهد. با افزایش دما واکنش در جهت مصرف گرما و با کاهش دما، واکنش در جهت تولید گرما جابهجا میشود.
