Катализ

Катализ

Химиялық реакциялардың жылдамдығын катализатор көмегімен реттеуге болады. Химиялық реакциялардың жылдамдығын өзгертіп және осы реакциядан кейін өзі өзгеріссіз қалатын заттарды катализатор дейді. Ал осындай өзгерісті реакцияларды, яғни катализатордың қатысуымен жылдамдығы өзгере жүретін реакцияларды катализдік реакциялар деп атайды.

Катализ термині ғылым тіліне енбей тұрып, адамзат өте ертеден-ақ биологиялық катализаторларды күнделікті тіршілікте пайдаланған. Мысалы, олар шарап әзірлеген, уытқы арқылы сыра, боза ашытып, айран алған, қамыр ашытып нан пісірген, тері илеген. Бертін келе, XVIII ғасырдың аяғы XIX ғасырдың басында химиялық әдебиеттерде, химиялық реакциялардың жылдамдығын тек биологиялық катализатор — ферментпен ғана емес, бейорганикалық қосылыстан алынған катализатор көмегімен де өзгертуге болатыны жарияланды.

Үш агрегаттық күйдегі кез келген және әр түрлі заттар катализатор болуы мүмкін: кышқылдар, түздар, негіздер, оксидтер, металдар, әр түрлі органикалық қосылыстар, газ түріндегі заттар. Кейбір жағдайларда реакция өнімі, ыдыстың беті мен қабырғасы, шаң, бу сияқты әр түрлі қоспалар да катализаторлық қызмет атқаруы мүмкін.

Егер катализатор реакцияның жылдамдығын арттырса, ката-лиз оң, ал реакция жылдамдығын төмендетсе, теріс деп аталады. Мысал ретінде сутек пероксидін алайық. Оған марганец (IV) оксидін аздап қосса, оның ыдырауы тез жүреді; ал ацетанилидті косса, мүлдем ыдырамайды.

Кейде реакциялық қоспаға ешбір катализатор қоспаса да, осы реакция өнімі катализатор болып, реакция жылдамдығын өзгертеді. Мұндай реакцияларды автокаталиттік, ал құбылысты автокатализ деп атайды. Өзін-өзі тездететін реакциялардың жылдамдығы әуелі өте төмен болады, реакция нәтижесінде алынған жаңа зат өзге молекулаларының пайда болуын тездететіндіктен, реакция жылдамдығы жоғарылайды, ал реакция соңында жылдамдық күрт төмендейді. Алғашқыдағы жылдамдықтың төмен болуы әлі катализатордың жетіспеуінен болса, соңғы сатыдағы төмендеу—реакцияға түсетін реагент концентрацияларының азаюынан өзін-өзі катализдейтін реакцияларға мысал ретінде сіркеэтилді эфирдің бейтарап ортадағы сабындалу реакциясын алуға болады:

ССОО + О→СООН + ОН

Бүл реакция кезінде пайда болған сірке қышқылының түзілген ал-ғашқы молекулалары ацетат анионы мен сутек катионына ыдырайды. Сутек ионы сіркеэтилді эфирге шабуыл жасап, оның сабын-далу реакциясын тездетеді. Сутек ионы көбейген сайын негізгі реакция жылдамдығы арта түседі де, реакция нәтижесіндегі қышқыл өзін-өзі катализдейді.

Сол сияқты кейбір процестерде қолданылатын катализтордың кұрамына енетін өте аз қоспа оның кабілетін не активтілігін төмендетіп, қайсыбір жағдайларда мүлдем жояды. Мұндай зиянды қоспаларды ингибиторларнемесе каталиттік улар деп атайды. Мысалы, мыс катализаторларды көміртек (II) оксидінің өте аз мөлшері уландырса, платинаның каталиттік әсерін селен металының қоспа өздері-ақ төмендетеді, ал темірден әзірленген катализаторлар үшін күкірт пен оттек және олардьщ қосылыстары, оксидтері өте зиянды. Кейде екі не одан көп катализатор қоспасының активтілігі осы қоспа кұрамына енетін жекеленген катализаторлардың активтілігінен едәуір артық болуы мүмкін. Мысалы, аммиакты оттекпен тотыктырып, азот (II) оксидін алып, одан азот қышқылын синтездеу процесін платина не висмут (III) оксидімен, не темір (III) оксидімен катализдеп, реакция жылдамдығын, оған байланысты өнім шығымдылығын арттырады. Әрине, платинаны катализатор ретінде қолданғанда, реакция жылдамдығы жоғарылайды, ал оксидтерді пайдаланса, төмендейді. Қатализатор құны да платинадан темір (III) оксидіне қарай бірнеше есе арзандайды. Осы процеске висмут (III) пен темір (III) оксидінің (Ві2О3 + Ғе203) арзан қоспасын катализатор ретінде колданса, аммиактың тотығу реакциясы жоғарыда келтірілген үш катализатордың да жеке жылдамдығынан артық болады екен.

Кейбір заттардың катализаторлық қасиеті жоқ, ал оларды басқа катализаторға қосса, онда мұндай қоспаның катализаторлық қабілеті артады. Мұндай заттарды промоторлар немесе активтендірушілер деп атайды. Бұған екі мысал алайық. Көміртек оксидімен сутекті әрекеттестіріп метанды синтездеу үшін никель металын катализатор етіп қолданады. Бұл процесті церий металы мүлдем катализдемейді. Ал никельге шамалы ғана церийді қосса, онда осы қоспадағы никельдің активтілігі жүздеген есе артады екен. Келесі мысал ретінде күкірт оксиді ваннадий оксидінің катализдеуімен онан әрі тотығады. Ал егер осы ваннадий оксидіне сілтілік металды не олардың сульфатын қосса, онда эуелгі катализатордың яғни ваннадий оксидінің аткивтілігі әлденеше рет артады. Қазіргі кезде мұндай активтелген немесе промоторланған катализаторлар техника мен технологияда, өндірісте жиі қолданылады.

Химиялық реакцияға катализаторлар әсерінің механизмі ара-лық қосылыстар теориясында түсіндіріледі. Катализатор әрекеттесетін реагенттердің бірімен әлсіз ғана аралык қосылыс түзеді, сонан соң осы аралық қосылыс келесі реагентпен жеңіл реакцияға түседі.

А + В=АВ реакциясы каталиттік жүріп, аралық қосылыс түзіп, соңғы өнім берсе:

 А және В — химиялык реагент К — катализатор. Катализатор әуелі А реагентімен косылып АК аралық қосылысын түзеді де В реагентімен әрекеттеседі. Каталиттік реакция жылдамдығы аралық қосылыстың тез түзіліп, тез ыдырауына ғана байланысты. Аралық қосылыстың ыдырау жылдамдығы соңғы өнімді беретін реакция жылдамдығынан артық болса, онда жалпы реакция жылдамдығы төмендейді. Ал соңғы өнімді беретін реакция жылдамдығы аралық қосылыстың ыдырау жылдамдығынан артық болса, жалпы каталиттік реакция жылдамдығы өте жоғары болады. Көптеген реакциялардың жылдамдығы жоғарыда айтылған екі шектің арасында болатынын тәжірибе көрсетіп келеді.

Катализаторларға тән қасиеттердің бірі — олардың әр түрлі атомдарға, атом топтарына, кейбір химиялық байланыстарға таңдап әсер етуі. Мысалы, сахарозаға әсер ететін фермент крахмалды гидролиздемейді. Кейде әрекеттесетін заттарға түрлі катализатормен әсер етіп және реакция жағдайын өзгертіп реакция түрлі бағытта жүргізуге болады.

Катализаторлардың келесі бір маңызды қасиеттерінің бірі — олардың катализдеуші реакциядағы активтендіру энергиясын төмендетуі. Бұған басты себеп, катализатордың реакцияға түсетін заттардың бірімен өте тұрақсыз аралық қосылыс түзіп және осының салдарынан жалпы реакцияға қажетті активтендіру энергиясының төмендеуі.

Каталиттік реакциялардың температурасы жоғарылаған сайын жылдамдығы артады. Температураньщ жоғарылауы тек катализатордың активтілігін арттырып кана қоймай, каталиттік реакцияның бағытына да ықпалын тигізеді.

Әрбір катализатордың берілген химиялық реакциядағы ең жоғарғы активтілігі белгілі бір температурада ғана көрінеді. Сондықтан да каталиттік экзотермиялық реакция кезінде жылуды үнемі сыртқа шығарып тұру кажет.

Тәжірибе кезінде алынған кейбір мәліметтерге қарағанда көптеген каталиттік реакциялардың жылдамдығы қысымға да байланысты. Бұл реакциялар көлемінің өзгеруіне байланысты жүретін процестер үшін аса маңызды. Мұндай реакциядағы қысымның артуы реакция жылдамдығына дұрыс әсер етеді. Мысалы, жоғары спирттер тек жоғарғы қысымда ғана синтезделеді. Олай болса, біраз реакциялар қалыпты қысымда мүлдем жүрмейді. Кейбір жағдайдағы реакциялар көлем өзгермей қысым артқанда жылдамдығы жоғарылайды. Мұндай қысым әсерінен әрекеттесуші молекулалар арасындағы әсерлі қақтығыстар саны артады.

Қазір каталиттік процестер өнеркәсіпте кеңінен қолданылады. Катализатор қолданылмайтын химия саласын табудың өзі қиын. Катализатор көмегімен спирттер, альдегидтер, аммиак, күкірт және азот қышқылдары, жағар-жанар майлар, пластикалық массалар, резина, бояу, маргарин және басқа да көптеген заттар алынады.

Гомогенді катализ

Каталиттік реакциялар гомогенді және гетерогенді болып бөлінеді. Әрекеттесетін заттар мен ондағы катализатор біртекті системадан тұрса, яғни олардың бәрі де бір фазада болса, онда мұны гомогенді катализ дейді. Мысалдар келтірейік. Көміртек (II) оксиді су буының катализдеушен көміртек (IV) оксидіне айналады. Сол сиякты күкірт (IV) оксиді азот (II) оксидінің катализдеуімен кукірт (VI) оксидіне айналады. Реакцияға түсетін реагенттер реакция өнімі және катализаторлар газ күйінде. Суда еритін көмірсулар онда катализатор ретінде қолданылатын қышқыл әсерінен гидролизденгенде көмірсу ерітіндісі және катализатор, реакция өнімі бір фазада болады.

Су ерітінділерінде гомогенді катализ сутек және гидроксил иондарының қатысуымен өтеді және олардың концентрациясы артқан сайын, осы реакцияның жылдамдығы да артады. Сондай-ақ, мұндай реакцияларда пайда болатын сутектік байланыстардың әсерінен өте қысқа мерзімдік молекулалар мен иондардың арасында ионодипольдік бірігу болады және ол гомогенді катализде елеулі орын алады. Осының салдарынан әрекеттесуші реагенттердің молекулалары полюстеніп, олардың реакциялаушы қабілеті артады.

Гомогенді катализдегі теорияның басты жағдайларының бірі — реакция жүргенде катализатордың әрекеттесуші реагенттердің бірімен аса тұрақсыз аралық қосылыс түзуі, сосын оның келесімен тез әрекеттесіп қатализатордың қайта қалпына келетіні. Мысалы, жоғарыда келтірілген күкірт (IV) оксидінің азот (II) оскидінің қатысуымен тотығатын реакциясындағы аралық қосылыстарды және жалпы процесті былай көрсетуге болады:

+=+NO

Мұндағы 1 және 2-реакциялар аралық қосылыстардың түзілуін және катализатордың бастапқы қалпына келуін көрсетеді.

Сірке альдегидін қыздырып ыдыратқанда иод буын катализатор ретінде пайдаланады. Осы реакцияны катализаторсыз жүргізгенде оның 518°С-та активтендіру энергиясы E=191,1 кДж/моль; ал енді иод буын қатыстырғанда        Е = 136,5 кДж/мольге төмендеп, оның жылдамдық константасы он мың есе өседі. Бұған басты себеп реакцияның екі сатыда жүруі:

СНО+=I++CO

I+HI+=+

Мүндағы сатылай жүретін аралық реакциялардың активтендіру энергиясы оны катализаторсыз жүргізгендегіден аз. Сірке альдегидінің катализатор көмегімен жылу әсерінен ыдырауы әрекеттесуші реагент пен катализатордың арасындағы аралық косылыстың пайда болатынын дәлелдейтін гомогенді катализдегі реакциялардың бірі, өйткені осындағы иодты метил де иодты сутек те тұрақты және оларды жеке бөліп алуға болады.

Гетерогенді катализ

Гетерогенді катализ деп әрекеттесетін реагент пен ондағы ка-тализатор әр түрлі фазада болатын реакцияларды айтады. Гетерогенді катализде катализатор қатты зат, ал реагенттер не сұйық, не газды күйде болады. Мұндай реакциялар екі фаза аралығында, яғни фазалық бетте, катализатордың бетінде жүреді. Гетерогенді катализде кагализатор болатын заттың қасиеті, табиғи ерекшелігі мен құрылысы, химиялық құрамы мен беттік сипатының маңызы зор. Мысалы, платина пластинасын сутек пероксидіне батырса, онда ешбір өзгеріс байқалмайды. Ал осы пластина бетін қырып, сосын сутек пероксидіне батырса, реакцияның едәуір жылдам жүретіні соншама, оттектің бөлінгені көпіршік түрінде көрінеді. Платинаны ұсақтап қолданса, реакция жылдамдығы күрт жо-ғарылайды. Енді сутек пероксидіне платинаны коллоидты өлшемдегідей етіп ұнтақтап салса, реакция қопарылыспен аяқталады.

Әдетте барлық гетерогенді каталиттік реакциялар олар өте карапайым болса да, бірнеше сатыдан тұратын реакциялар арқылы жүреді: әрекеттесуші молекулалардың өзара жақындасуы; молекулалардың катализатордағы активтілік орталығына бағытталуы, әрекеттесетін молекуланың адсорбциялануы; молекулалардың химиялық өзгеруі; реакция өнімінің десорбциялануы; өнімнің катализатор бетінен алыстауы.

Жалпы катализдегідей бұл процесте катализатордың активтілігі концентрацияға, температураға, қысымға, әрекеттесетін реагенттер мен катализатордық химиялық құрамына, тағы да басқаларға байланысты болады (олар таңдамалы қасиетпен әсер етеді).

Қазір жүздеген, мыңдаған каталиттік реакциялар кеңінен зерттеліп, сипаты жағынан топтастырылған, олардьщ біразы өндірісте-негізгі технологиялық процестерде қолданылады.

Гетерогенді катализдің механизмі мен себептерін түсінуде көп-теген тәжірибе кезінде жинақталған мәліметтерге негізделген екі жайдың маңызы зор: катализатор бетіне (үстіне) әрекеттесетін реагенттің адсорбциялануы; каталиттік реакцияларға катализатордың беті түгелдей қатынаспай, тек активті орталық деп аталатын жекеленген шағын бөлшектерден түратын, аса көп емес бөлі-гінің ғана әрекеттесуі. Демек адсорбция гетерогенді катализдегі бірден-бір маңызды, негізгі сатылардын, бірі екен. Осындай ад-сорбция кезінде катализатордың беткі қабатында орналасқан молекулалардың структуралық қүрамы өзгеріп, олардың реакцияға түсу қабілеті артады. Мұндай катализатор бетіне адсорбциялан-ған молекулалардың химиялық байланыстары әлсіреп, өздерінін, кұрылымын өзгертуі хемосорбция кезінде байқалады. Олай болса, осындай жағдайдағы гетерогенді катализдің механизмін хемосорбция анықтайды. Катализатордың беткі қабатына хемосорбцияланған реагенттің мономолекуладан тұратын қабаты ерекше сипатталатын аралық қабат ретінде қарастырьілады және ол өте тұрақсыз болғандықтан да реакцияға түсуге қабілеті жоғары болады. Осылайша гетерогенді катализ кезінде катализатордың беткі қабатында аралык қосылыстар пайда болып тұрады. Активті орталықтардың болуы тікелей және жанама алынған деректер ар-қылы дәлелденеді. Катализаторлардын, улануы үшін удың өте аз мөлшері жеткілікті. Катализатор бетінің тегіс активті емес екені уланған бөліктердің түрінен де, рентгенографиялық әдістің талдауынан да, электронды микроскоп мәліметінен де анық көрінеді. Осы активті орталықтарда аса күшті теңестірілмеген электр өрісі болатындықтан, заттар негізінен осындай жерлерге адсорбцияланады. Адсорбциялы гетерогенді катализдің барлық теориялары ондағы активті орталықтың маңызы мен құрылысын, сондай-ақ ондағы молекулалардың энергетикалық күйін анықтауға бағытталады.

Н.И. Кобозевтің активтік ансамбльдер теориясы

Бұл теорияны 1939 жылы Н.И. Кобозев ұсынған болатын. Активті ансамбльдер теориясы бойынша каталитикалық белсенділік танытқан бірнеше атомнан тұратын кристалдық емес аморфты түзілімдер болып табылады. Осы атомдар кіші топтарға, ансамбльдерге (2-3 атом) бірігіп активті орталықтар түзеді.

Мысалы, аммиакты синтездегенде темірді катализатор ретінде пайдалануға болады. Ол үшін темір ұнтағы қажет, ал ол бүтін күйінде катализаторлык ықпал көрсетпейді. Егер көмір, асбест немесе алюмогель сияқты өзі катализатор емес заттарды төсеніш ретінде пайдаланып, осы төсеніш бетіне аса майда ұнтақталған темірді сепсе, онда оның катализаторлық қасиеті өсіп, реакция жылдамдығы артады. Мүндайда төсеніш бетіндегі темірдің үш атомы бір ансамбль күрайды.

Активті ансамбльдер теориясы бойынша темір атомдары төсеніш бетінде емін-еркін қозғалады. Ондағы темір атомдары белгілі ауданда ғана қозғалып, оньң бұл мүмкіндігі шектеледі. Олай болса әрбір ансамбльдің өз “өрісі” болады. Мүндайда олардың арасын адсорбат атомдары мен молекулалардың қозғалысын ке-дергілейтін жоғарғы адсорбциялық потенциалы бар нүктелер шектейді.

Активті ансамбльдегі катализатор-лардың активтілігі мен ерекшелігі оньщ саны мен өзара орналасуына байланысты.

Электрондық теория

Өткен ғасырдың жиырмасыншы жылдары қышқылдық-негіздік әрекеттесулерді түсіндіретін теорияларды екіге бөліп саралауға болатындай еді. Бір топ теориялар қышқылдық-негіздік әре-кеттесуді протонның ауысуымен, яғни қатысуымен байланыстыра қараса, енді біразы оны еске алмай жаңа үстанымдар ұсынды. Солардың қатарына коваленттік байланыс теориясының авторы америкалық ғалым Дж. Льюис ұсынған қышқылдық-негіздік әре-кеттесудің электрондық теориясы жатады.

Электрондық теория бойынша негіз деп химиялық байланыс түзуге электрон жүбын беретін донор атомы бар затты, ал қышқыл деп сол электрон жұбын қабылдайтын акцептор атомы бар затты айтады. Қышқылдық-негіздік әрекеттесу, түптеп келгенде, электрон жүбының донордан акцепторға ауысып, ортақ ковалентті байланыс түзуімен түсіндіріледі. Олай болса, электрондық теория бойынша қышқылдық-негіздік реакцияларға донорлы-акцептор-лы байланыс түзетін әрекеттесулердің бәрі де жатады. Мысалы,

NH₃+BF₃ ↔ NH₃:BF₃

Донор - негіз аммиакты акцептор - қышкыл бор фториді бейтараптайды. Бүл реакция протондық теория негізінде түсіндіріле алмайды. Шындығында аммиакты бор фторидімен индикатор қатысуында бейтараптауға болады. Өкінішке орай, электрондық теорияның жетімсіздіктері де, кемшіліктері де көп-ақ. Ол бүрыннан қалыптасқан НСl, H₂S0₄ тәрізді қышқылдардың қытшқылдық қасиетін дәлелдей алмайды, үйткені олардың қүрамында электрон жүбы жетпей түрған атомдар жоқ, сондықтан олар өзіне электрон жұбын қосып ала алмайды. Электрондық теория сутекті қышқылдардың ішінен тек электрон жүбы жетімсіз аз ғана заттарды (Н₃В0₃, Аl(ОН)₃) қышқылдар қатарына жатқызады. Теория қышқыл мен негіздің күшін өлшейтін жолды да ұсынбайды, көптеген заттардыц қышқылдық-негіздік табиғатын дәл болжай алмайды. Моселен, SnBr₄қышқылдык қасиет көрсетеді, ал қүрылысы бойынша алсақ, қалайы атомының сыртында 8 электронды октет қабаты болғандықтан ешбір қышқ-ылдық қасиет көрсететін жөні жоқ сияқты. Бүл электрондық теорияның қышқылдар мен негіздер туралы ілімге қосары аз көрінгенімен одан туындайтын ғылыми копшілікке кеңінен таныс жүмсақ және қатты қышқылдар мен негіздердің әрекеттесу теориясын қалаған канадалық ғалым Пирсон пробле-малардыц шешімін табуға қолданды.

С.3. Рогинскийдің электронды-химиялық теориясы.

Электронды – химиялық теория нағыз заманауи теория . Бірақ ол жетілдіруге мұқтаж теория катализ механизмін катализатор ішіндегі және оның бетіндегі электрондық деңгейлер тұрғысынан түсіндіреді. Катализатор бетінде еркін электрондар болады, оның беттерінің электрлік қасиеттері адсобцияланған молекулаларды деформациялап, олардағы байланыстарды үзіп және қайта құруға әсер етеді. Катализатормен әрекеттесуші заттың қарым қатынасына қарай барлық каталитикалық реакциялар тотығу-тотықсыздану және қышқылдық негіздік болып бөлінеді. Барлық тотығу – тотықсыздану реакциялары негізінен металдармен (Ғе,Ni,Pt), жартылай өткізгіштермен (V2О5,Сr2О3) катализденеді.

Қышқылдық, негіздік реакцияларды катализ протон өтуі нәтижесінде жүзеге асады. Катализатор ретінде бұл кезде әр түрлі оксидтер (ТіО2,АІ2О3) күшті қышқылдар және негіздер қызмет етеді.

В.В.Волькенштейннің жартылай өткізгіштердегі электрондық теориясы

Жартылай өткізгіштердегі электрондық теорияны жасаудағы В.В.Волькенштейн жұмыстарының маңызы зор.  Бұл теория бойынша жартылай өткізгіш катализатор инертті газдардың электрондық бұлттарынан тұратын иондардан құралған идеал кристалл ретінде қарастырылады.  Абсолют нөлден басқа температурада осында кристалдың өткізгіштік аймақтарында бетте бос валенттілік тудыратын электрондар болады.  Осы электрондар адсорбцияланған бөлшектер мен катализатор беттері арасындағы байланыстарға қатысады. Соның нәтижесінде үш түрлі байланыс түзеді :

1) адсорбцияланатын атомдардың біреуінің валенттілік электроны кристалдың өткізгіштік аймағына тартылуына байланысты əлсіз гомополярлық байланыс;

2)      адсорбция нәтижесінде кристалдың жабық аймағында пайда болатын адсорбцияланатын  атомның электроны мен кристалдың электронының арасында күшті гетерополярлық байланыс ;

3)      адсорбцияланған атомның валенттілік электронының кристалл торына өту нәтижесінде болатын иондық байланыс.  Осы үшеуінің реакцияға түсу белсенділігі – алғашқысында ең көп, яғни қанықпаған валенттілігін көрсететін гетерополярлық байланыс.

Реагенттердің молекулалары катализатордың бос валенттіліктерімен əрекеттесіп, бос атомдар немесе радикалдар түзе адсорбцияланады. Абсорбцияланған бөлшектер катализатор бетімен байланысы жиі өзгеріп отырады. Адсорбцияланған жəне бетпен əлсіз байланысқан бөлшектер өзара əрекеттесіп реакция өнімдерін түзуі де мүмкін .

Л.В.Писаржевскийдің катализдің электрондық теориясы

Қатты денелердің электрондық қасиеттері мен олардың каталитикалық активтіліктері арасында белгілі бір байланыс болатынын алғаш рет көрсеткен Л.В.Писаржевский болатын. Металдардың кристалдық торларындағы электрондардың каталитикалық реакциялар үшін маңызды рөл атқаратыны туралы мәліметтер көп.  Ауыспалы валенттілік көрсететін металдардың жоғары каталитикалық қасиет көрсетулері жартылай өткізгіштердің каталитикалық активтіліктері, заттардың каталитикалық активтіліктері мен олардың кейбір электроөткізгіштік, электрон шығу жұмысы сияқты қасиеттерінің арасындағы байланыстар жоғарыда айтылған мәселеге мысал болып табылады. Сутек пероксидінің мыс жəне никель катализаторларында ыдырауын қарастыратын болсақ осы металдардың каталитикалық активтіліктері мен электрон шығу жұмысы арасында белгілі бір байланыс бар . Осы реакцияның бір сатысы - сутек пероксиді молекуласының диссоцияциялануы:

Н₂О₂ +е=НО+0Н^-

Бұл сатыға керек электронды металл яғни катализатор береді. Бұдан неғұрлым металдың электрондық шығу жұмысы аз болса, соғұрлым ол электронды жеңілірек береді.  Тəжірибе мәліметтері осы реакция үшін никельден гөрі мыс активті катализатор екенін көрсетті. Шын мәнінде мыстың электрон шығу жұмысы  (4,1 ЭВ) никельдікінен  (4,9 ЭВ) аз,сол себептен,  жоғарыда айтылғандай, оның активтілігі никельдікінен артық болып тұр .

Электрондық теория тұрғысынан алғанда барлық каталитикалық  реакцияларды тотығу-тотықсыздану жəне қышқылдық негіздік əрекеттесу деп екіге бөлінеді. Бірінші топтағы реакция барысында электрон не реагенттерден катализаторларға, не катализатордан реагентке ауысады.  Ал екінші топтағы реакциялар кезінде катализатор мен реагенттер арасында қышқылдық-негіздік əрекеттесулер болады. 

Бір реакция үшін алынған катализатор негіздік қасиет көрсетсе, екінші бір реакция үшін қышқылдық қасиет көрсетуі мүмкін.

Көп жағдайда катализатордың меншікті каталитикалық активтілігі,  яғни катализатордың бірлік бетінің активтілігі белгілі бір жағдайда жуық шамамен тұрақты болып, ол тек осы катализатордың химиялық құрамымен анықталады (Боресков ережесі) . Г.К.Боресков катализатордың активтілігі олардың алу тəсілдеріне байланыстылығын осы катализатордың беттік ауданының өзгеруімен түсіндірді