ساسآ کاتاليزور به عنوان يک ترکيب شيميايي در نظر گرفته مي شود که قادر به اعمال اثر تسريع کنندگي و اثر جهت دهندگي بر پيشرفت واکنشي باشد که از نظر ترموديناميکي امکان پذير است. هنگامي که کاتاليزور به صورت محلول در محيط واکنشي است "کاتاليزور همگن" و وقتي که کاتاليزور فازي مجزا از فاز واکنش تشکيل ميدهد "کاتاليزور ناهمگن" ناميده مي شود.
در اکثر موارد کاتاليزور ناهمگن، کاتاليزور جامدي است که از تماس با آن واکنش گرهاي گازي يا مايع، متحول مي شوند و در نتيجه خيلي اوقات عبارت "کاتاليست" براي ناميدن کاتاليزور ناهمگن به کار مي رود .

بطور کلي کاتاليستها به سه دسته تقسيم مي شوند:
1- کاتاليستهاي فلزي، از قبيل Fe، Co، Ni، Rh، Pt و غيره.
2- کاتاليستهاي عايق، از قبيل سيليکا، آلومينا، زئوليتها و آلوميناي فعال شده. (اين نوع کاتاليستها نسبت به آمونياک و بازهاي الي حساس هستند.)
3- کاتاليستهاي نيمه هادي، از قبيل اکسيدهاي فلزي و سولفيدها.

غيرفعال شدن کاتاليستها
کاتاليستها تحت سه پديده غير فعال مي شوند که عبارتند از :
1- Fouling
2- Sintering
3- Poisoning

Fouling : يک پديده فيزيکي است که در ان Active Site و یا تمام سطح نگه دارنده کاتالیست، توسط کک یا رسوبهای غیرالی پوشیده می شود. دز این حالت احیا و یا بازیابی کاتالیست با روشهای نسبتآ ساده انجام می شود.

ُSintering : یک فرآیند حرارتی است که در نتیجه آن سطح کاتالیست شکل اصلی خود را از دیدگاه میکروسکوپی از دست می دهد. پدیده Sintering معمولآ در درجه حرارتهای بالای C 650- 500 به سرعت رخ میدهد، ولی در درجه حرارتهای پایین نیز در مدت طولانی مشاهده می شود.

Poisoning : مسموم شدن یا ترکیب شیمیایی سطح کاتالیست با ترکیب ناخواسته است که در نتیجه وجود ناخالصیها در ترکیب شونده ها رخ میدهد. به دلیل واکنش شیمیایی ناخالصیهای ترکیب شونده ها با سطح کاتالیست، فعالیت آن به صورت عمده کاهش می یابد.

واکنشهای کاتالیزوری جامد
این واکنشها دوفازی هستند که کاتالیست فاز جامد، و ترکیب شونده ها و محصولات، فاز سیال می باشند. اصولآ واکنشهای کاتالیزوری شامل شکسته شدن یا سنتز مولکولها است و معمولآ این واکنشها انرژی اکتیواسیون بالایی دارند و در نتیجه بدون وجود یک ماده تسریع کننده، انجام واکنش ممکن نیست. مانند تولید امونیاک. (بعضی کاتالیستها سرعت واکنش را کند می کنند یعنی Inhibitors)

یکی از مهمترین خواصی که باید کاتالیستها داشته باشند، مسئله انتخاب پذیری (Selecting) آنهاست. یعنی کاتالیستها بین صدها واکنش که ممکن است صورت گیرد، فعل وانفعالی که ما می خواهیم را تسریع کند و معمولآ واکنشها و کاتالیستهای حیاتی، صددرصد چنین وضعیتی را دارند، مثل آنزیمها.
در بعضی موارد انتخاب کاتالیزور مبنای علمی دارد. اگر واکنش هیدروژناسیون باشد از Pt استفاده می شود، اگر اکسید کنندگی باشد از مولیبدن، اهن، نقره و... استفاده می شود و در خیلی از موارد انتخاب کاتالیزور به صورت حدس و خطاست.

کاتالسیتهای جامد از مراکز فعالی (Active Site) تشکیل شده اند که این مراکز هم روی سطح خارجی هستند و اگر متخلخل باشند، در داخل تخلخل هم هست. وقتی مولکولها به نقاط فعال نزدیک می شوند، طبق یک تئوری مولکولی جذب سطحی مراکز فعال می شود و به صورت یک ماده واسطه درمی اید. در تئوری دیگر، مولکولها تحت تأثیر نقاط فعال قرار می گیرند ولی جذب نمی شوند (تحت تأثیر نیروها هستند) و تحرکشان کم می شود و انرژیشان تغییر می کند و به صورت یک ماده واسطه در می آیند. در تئوری دیگر، ماده جذب مراکز فعال می شود، تبدیل به ماده واسطه شده و به صورت یک ریشه آزاد وارد فاز سیال شده و واکنش انجام می گیرد. در تئوری اول و دوم فعل و انفعال در حوالی نقاط فعال صورت می گیرد و در تئوری سوم واکنش در توده سیال صورت می پذیرد.

اگر کاتالیزور ارزان باشد، در انها تخلخل ایجاد می کنیم (مدل فشار، اکسترود، یا رسوب دادن) و اگر ماده گرانبها باشد مثل Pt، از یک پایه برای کاتالیست استفاده می کنیم، مثل سیلیکاتها یا مواد سرامیکی.(این مواد را به صورت متخلخل تهیه کرده و بعد کاتالیزور گرانبها را روی این پایه رسوب می دهیم. مثل ابکاری به صورت یک لایه نازک)
علت اینکه تئوری (Active Site) وارد شده، این است که اگر ماده ای به صورت کاتالیست داشته باشیم، مثلآ (%70 Fe2O3) و (%30 MgO)، چنانچه در تهیه این مواد رعایت دستورالعمل را نکنیم، کاتالیست همین ماده را دارد، ولی خاصیت کاتالیستی ندارد. اگر کاتالیست تهیه شده کاملآ خاصیت لازم را داشته باشد و بخواهیم گرم و سریعآ سرد کنیم، بیشتر نقاط فعال از بین می روند ولی جنس ماده همان است. پس نقاط فعال یک خصوصیت فیزیکی هستند که می توانند به وجود ایند یا از بین بروند.

مشخصات اصلی کاتالیستها
1- در طی واکنش، کاتالیست بدون تغییر باقی می ماند وتنها سرعت واکنش را افزایش می دهد.
2- هنگامی که سازوکارهای متعددی برای انجام واکنش موجود باشند، کاتالیست بایستی خاصیت انتخاب پذیری داشته باشد. در اصل بایستی کاتالیست نسبت تولید ماده مطلوب را نسبت به ماده ناخواسته افزایش دهد.
3- سرعت واکنش متناسب با غلظت کاتالیست است و برای واکنشهای گاز-جامد، سطح کاتالیست وسطوح فعال بسیار مهم است.
4- در یک واکنش برگشت پذیر کاتالیست به همان نسبت که سرعت واکنش رفت را افزایش می دهد، بر سرعت واکنش برگشت هم مؤثر است. بنابراین ترکیبی درصد تعادلی سیستم چه در حضور کاتالیست و چه بدون آن یکسان است.
5- در واکنشهای اتوکاتالیستی مقدار کمی از محصول بایستی در ابتدا وجود داشته باشد.

هدف آزمایش:
تعیین یون یدید به روش ولهارد
تئوری آزمایش:
تیترسنجی رسوبی، که بر پایه واکنش های همراه با ایجاد ترکیبات یونی با انحلال پذیری کم قرار دارد، یکی از قدیمی ترین فنون تجزیه ای است که سابقه آن با اوایل قرن 18 باز می گردد. با وجود این، به علت سرعت پایین تشکیل اغلب رسوب ها، فقط تعداد کمی از عوامل رسوب دهنده در تیتر سنجی مورد استفاده قرار می گیرند. نقره نیترات را می توان پرمصرف ترین و مهمترین واکنشگر رسوبی دانست، که برای اندازه گیری هالیدها، آنیون های هالید ، مرکاپتان ها، اسیدهای چرب، و تعدادی از آنیون های معدنی دو و سه والانسی به کار می رود. روش های تیترسنجی بر پایه نقره نیترات را گاهی روش های نقره سنجی نیز می نامند.
شناساگر برای تیتراسیون های نقره سنجی:در تیتراسیون های با نقره نیترات، با سه نوع نقطه پایانی مواجه هستیم: (1) شیمیایی، (2) پتانسیل سنجی، (3) آمپرسنجی. در بخش زیر شناساگر شیمیایی معرفی شده است. نقاط پایانی پتانسیل سنجی با اندازه گیری پتانسیل بین یک الکترود نقره و یک الکترود مرجع که یک پتانسیل ثابت دارد و مستقل از مقدار واکنشگر است، بدست می آید. برای بدست آوردن نقطه پایانی آمپرسنجی، جریان حاصل بین یک زوج میکروالکترود نقره در داخل محلول آنالیت اندازه گیری و در برابر حجم واکنشگر رسم می شود.
نقطه پایانی که با یک شناساگر ایجاد می شود معمولاً شامل یک تغییر رنگ و یا گاهی ظهور یا ناپدید شدن کدری در محلول مورد تیتراسیون است. پیش نیازهای یک شناساگر برای تیتراسیون رسوبی به صورت زیر است: (1) تغییر رنگ باید در گستره محدودی از تابع- مربوط به واکنشگر یا آنالیت باشد و (2) تغییر رنگ باید در قسمت پرشیب منحنی تیتراسیون برای آنالیت اتفاق افتد.
یون آهن (3) ؛ روش ولهارد
در روش ولهارد، یون نقره با محلول استاندارد تیوسیانات تیتر می شود:

آهن (3) نقش شناساگر را دارد. با اولین مقدارکم تیوسیانات، محلول قرمزرنگ می شود:

تیتراسیون باید در محیط اسیدی انجام شود تا مانع از رسوب کردن آهن (3) به صورت اکسید آبدار گردد.
در تیتراسیون ولهارد، غلظت شناساگر زیاد مهم نیست. اگر غلظت آهن (3) بین 0.002 مولار و 1.6 مولار تنظیم شود، می توان به خطای تیتراسیون یک در هزار یا کمتر دست یافت. در عمل، در صورتی که غلظت شناساگر بیش از 0.2 مولار باشد، در آن صورت رنگ شدید آهن(3)، مانع از تشخیص کمپلکس تیوسیانات می شود. در نتیجه، از یون آهن (3) با غلظت های کمتر (معمولاٌ در حدود 0.01 مولار) استفاده می شود.
مهمترین کاربرد روش ولهارد اندازه گیری غیرمستقیم یون های هالید است. یک مقدار اضافی ولی با اندازه معلوم محلول نقره نیترات استاندارد را به نمونه اضافه و اضافی نقره را با تیتراسیون معکوس با محلول استاندارد تیوسیانات تعیین مقدار می کنند. در روش ولهارد، نیاز به محیط اسید قوی، از مزایای شاخص آن نسبت به سایر روش های تیترسنجی برای اندازه گیری هالید هاست، زیرا یون هایی مانند کربنات، اکسالات و آرسنات (که موجب تشکیل نمک های کم محلول در محیط خنثی و نه در محیط اسیدی می گردند) باعث تداخل نمی شوند.
تیتراسیون معکوس فرایندی استکه در آن مقدار اضافی از محلول استفاده شده است برای واکنش با آنالیت، با تیتراسیونتوسط یک محلول استاندارد ثانوی اندازه گیری می شود. غالباٌ، هنگامی که سرعت واکنشبین آنالیت و واکنشگر کند است و یا وقتی که محلول استاندارد فاقد پایداری است، ازتیتراسیون معکوس استفاده می شود.
نقره کلرید محلول تر از نقره تیوسیانات است. بنابراین، در اندازه گیری کلرید با روش ولهارد، واکنش

به طور قابل توجهی در اواخر تیتراسیون معکوس یون نقره اضافی اتفاق می افتد. انجام انجام این آزمایش باعث محو تدریجی نقطه پایانی می شود و بدین ترتیب اضافه مصرف یون تیوسیانات را به همراه می آورد که سرانجام آن به دست آمدن یک مقدار کم برای یون کلرید است. با صاف کردن نقره کلرید قبل از تیراسیون معکوس می توان این مشکل را حل کرد. برای اندازه گیری سایر هالید ها به صاف کردن نیازی نیست، زیرا نمک های نقره این یون ها تماماٌ کم محلول تر از نقره تیوسیانات است.
نکات روش ولهارد :
در اندازه گیری یدونقره باید معرف یون فریک پس از افزایش نیترات نقره اضافی به محلول انجام شود در غیر این صورت مطابق واکنش اهن فریک مقداری ید در داخل محلول ازاد کرده ومانع انجام واکنش می شود.
یعنی افزایش نیترات برای جلوگیری ازهیدرولیز
یکی از بزرگترین محاسن روش ولهارد انست که می توان ان را جهت اندازه گیری هالید ها در محلول هایی که نسبتا"اسیدی قوی هستند به کار برد در حالی که در روش مور در این زمینه محدودیت وجود دارد.
وسایل آزمایش:
ارلن / بورت / پیپت حبابدار10 میلی لیتری / گیره و پایه / بالن ژوژه 100 میلی لیتری
مواد آزمایش:
معرف / محلول نیترات نقره / اسید نیتریک / محلول تیوسیانات / آب مقطر
روش کار:
در ابتدا بالن ژوژه دارای مجهول را انتقال کمی به درون ارلن می دهیم.10 سی سی از آن را درون ارلن می ریزیم سپس به ارلن 15 میلی لیتر یون نقره 0.1 مولار و 2 میلی لیتر اسید نیتریک 6 مولار اضافه می کنیم. رسوب نقره کلرید تشکیل می شود.

به یون نقردرون ارلن 5 قطره معرف درون بورت هم تیوسیانات می ریزیم و تیتراسیون را آغاز می کنیم تا زمانی که رنگ قرمز رنگی مشاهده شود. حجم مصرفی تیوسیانات را یادداشت می کنیم.
پاسخ به سوال ها:

چرا در روش ولهارد معرف آهن 3 را بعد از نیترات نقره اضافه می کنیم؟

در مورد یون یدید شناساگر بعد از رسوب دادنکاملاضافه میشه تاتوسط معرفاکسیده نشود

منابع خطا:

در اندازه گیری حجم های دقیق مصرفی در لحظه و در تشخیص دقیق تغییر رنگ

مهمترین روش جهت خالص کردن اجسام جامد ،تبلور مکرر است .به این ترتیب که ماده نا خالص را در یک حلال مناسب در گرما تا حد اشباع حل می کنند .محلول گرم را صاف و مواد حل نشده را جدا می کنند و صبر می کنند تا محلول سرد شود،به طوری که جسم طبق قاعده کلی به شکل خالص تر متبلورمی شود .
انتخاب حلال:
جسم باید در حلال در سرما به مقدار کم و در گرما به خوبی حل شود و ناخالصی ها بایستی حتی الامکان قابلییت انحلال زیادی دارا باشند (همچنین به کار بردن یک حلال که ناخالصیها در ان خیلی کم حل شوندبه طوری که ابتدا متبلور شوند و یا اینکه اصولا حل نشوند می تواند در مواردی نتیجه خوبی داشته باشد .در اینجا اغلب پس از چندین بار تبلور ،یک محصول به اندازه کافی خالص به دست می اید .) وقتی که نوع و مقدار حلال مورد استفاده مشخص نباشد،ابتدا ازمایش های مقدماتی بامقدار خیلی کم جسم در لوله ازمایش انجام می گیرد .انتخاب حلال در این مورد ،به ویژه برای ترکیبات با ساختمان ساده ،ابتدا به وسیله یک حلال که از نظر شیمیایی شبیه جسم حل نشدنی است ولی جسم خوب در ان حل میشود
انجام می گیرد.تقسیم بندی زیر می تواند مبنایی دراین مورد باشد: