Авто катализатор что это


Что такое катализатор на автомобиле, зачем он нужен и что будет, если его убрать

Автомобиль в системе выхлопа имеет каталитический нейтрализатор, который часто выходит из строя из-за некачественного топлива. Давайте разберемся, что это такое, для чего нужен и что делать в случае засора.

Что такое катализатор

Катализатор предназначен для очистки вредных выхлопов. Он расположен в системе выпуска, в процессе его работы происходят химические реакции: опасные вещества переходят в безопасные формы, после чего выбрасываются вместе с выхлопом. Пройдя этот путь выхлопные газы становятся чище. И как результат, автомобиль наносит меньший вред окружающей среде. 

Схема катализатора

Нейтрализатор работает только после нагрева до 300°C, сразу после запуска двигателя очистка не происходит.

Устройство каталитического нейтрализатора

Основой катализатора являются керамические или металлические соты. В зависимости от модели на стенки сот наносится микрослой из палладия и родия или иридия. Эти металлы обладают высокой химической активностью. Касаясь напыления, часть выхлопа входит с ним в химическую реакцию. Часть элементов, образовавшихся при сгорании топлива, связывается.

Современные катализаторы трехкомпонентные.

  • Первый элемент связывает оксиды азота.
  • Второй - удаляет часть несгоревших элементов топлива. В большей части удаляется окись углерода.
  • Третий элемент — это датчик. Он анализирует газы на выходе из катализатора, данные передаются в бортовой компьютер.

Трехкомпонетные катализаторы

Неисправности катализатора и их причины

Производители пишут, что срок службы нейтрализатора 100–150 тысяч километров. Но на практике проблемы могут возникнуть и при меньшем пробеге, особенно в больших городах, где часто приходится стоять в пробках. 

В зависимости от особенностей эксплуатации, замена каталитического нейтрализатора может производиться раз в 3–7 лет.

Основной причиной неисправности становится выгорание слоя металлов, покрывающих соты. Это естественный процесс, в результате которого качество выхлопа ухудшается. Бортовой компьютер показывает горящий «чек», а в некоторых случаях и вообще не позволяет мотору работать, выключая зажигание.

Ускоряет процесс выгорания и некачественное топливо. Зачастую у бензина увеличивают октановое число путем добавки свинца, это усиливает нагрузку на катализатор, уменьшая срок эксплуатации. В ситуации с дизельным топливом выход из строя может ускорить сам владелец, используя в зимнее время добавки-«антигель».

В некоторых случаях причиной поломки может стать неисправный двигатель. При неправильно выставленном зажигании и проблемах в системе питания (последнее особенно актуально для дизельных двигателей) выгорание каталитического слоя ускоряется.

Соты каталитического нейтрализатора

Диагностика автомобильного катализатора

Определить неисправность можно по нескольким признакам:

  • На панели приборов загорелась лампочка “Check Engine”. Она включается при любых ошибках мотора. В нашем случае, как результат нехарактерных показателей датчика, лямбда-зонд. Точно определить, что причина в катализаторе может диагностика сканером.
  • Снижение мощности двигателя. При неисправном катализаторе машина начинает троить, дергаться, хуже разгоняется. Причина в снижении пропускной способности каталитического нейтрализатора, связанной с частичным разрушением сот: они запекаются, забивают проход для выхлопных газов. В итоге мотор «задыхается».
  • Грохот под днищем. Обычно проявляется на высоких оборотах, изредка сразу после запуска. Причина в частичном разрушении керамической конструкции сот. Отпавшие частицы начинают биться о стенки катализатора под воздействием потока газов и центробежных сил.
  • Недостаточно сильный или ровный напор газов из глушителя. При исправном нейтрализаторе, поднеся руку к выхлопной трубе, можно ощутить слабую пульсацию, она возникает вследствие поочередной работы выпускных клапанов. Если поток ровный или ослабленный, вероятно проблема в разрушенных сотах катализатора.

Каталитический нейтрализатор не выходит из строя резко и неожиданно. Обычно перед отказом начинаются мелкие проблемы из списка выше.

Катализатор в разборе

Оригинал или аналог

Оригинальный катализатор - довольно дорогая вещь. Он не производится в нашей стране, все детали в автомагазинах импортные, поэтому на увеличение цены влияют пошлины.

При этом, в случае использования оригинальной детали, автомобиль сохраняет все режимы работы двигателя. Это положительно сказывается на экологии, а также на ресурсе мотора.

Все описанные ниже способы замены катализатора, носят только ознакомительный характер. Не рекомендуется пользоваться данными методами самостоятельно!

Из-за высокой цены автолюбители ищут альтернативу. Вариантов несколько:

  • универсальный катализатор;
  • пламегаситель.

Под универсальным катализатором подразумевается сразу две группы деталей. Первая — катализатор, подходящий под любой автомобиль. Довольно дорогая вещь, но работает безотказно. Второй вариант — блок с сотами. В этом случае в старый катализатор устанавливают новые соты. Недостатком данного варианта считается сложность с выбором сервиса для ремонта, не везде возьмутся за такую работу. Срок службы универсального нейтрализатора 60–90 тысяч километров.

Съём/Установка катализатора

Более дешевый и распространенный способ — пламегаситель. Он может быть готовым, просто предназначенным для установки вместо катализатора. Другой вариант — установка пламегасителя непосредственно в корпус нейтрализатора. Такой способ несколько сложнее, но позволяет скрыть факт замены детали при продаже автомобиля.

Иногда водители просто выбивают соты из корпуса. Способ дешевый, но может привести к увеличению уровня шума и урону экологии.

Особенности удаления катализатора из выхлопной системы

Ниже рассмотрим, какие нюансы удаления катализатора стоит учитывать. В первую очередь, нужно решить, как будет обходиться лямбда-зонд. После удаления нейтрализатора, датчик будет постоянно выдавать ошибку.

Чтобы обойти датчик, обычно делают обманку. Это проставка, которая отдаляет датчик от выхлопных газов, в результате он фиксирует больше кислорода. Обманку вкручивают на место датчика, и уже в нее устанавливают прибор. Такая система работает стабильно, хоть и имеет большое количество минусов. 

  • Любое вмешательство в конструкцию автомобиля приводит к снятию его с гарантии. Подумайте, что будет, если возникнет неисправность двигателя, которая попадает под гарантийный случай.
  • Невозможность пройти государственный техосмотр. Бортовой компьютер вы обманули, но вот при проверке на стенде, обман вскроется. В итоге, вы получите запрет на эксплуатацию транспортного средства. Со станции СТО, вы поедете уже на эвакуаторе.

Еще можно сделать перепрошивку ЭБУ. В результате система будет считать, имеющиеся показатели за норму. Для такой работы требуются дополнительные знания, а также программное обеспечение.

Предупреждения на приборной панели

При перепрошивке нарушаются нормальные циклы работы мотора. Он начинает работать в неправильном режиме. Это снижает ресурс силового агрегата примерно в два раза. В результате перепрошивка вместо экономии принесет вам только больше расходов.

Заключение

В случае возникновения проблем с катализатором, необходимо его заменить. Оптимальным решением будет установка оригинального нейтрализатора. Все аналоги и обманки могут привести к ускоренному выходу двигателя из строя, сделают невозможным получение диагностической карты, а также создадут дополнительную нагрузку на экологию.

Что такое автомобильный катализатор и как проверить (или удалить)

Одной из систем очистки выхлопных газов автомобиля является каталитический нейтрализатор отработавших газов, который называют катализатором или нейтрализатором, хотя это то же самое. Расскажем что это такое и как проверить самому. Рассмотрим основные причины, если он забит.

Что это такое

Катализатор — устройство, которое располагается в выхлопной системе и нужно для очистки выходящих оттуда газов. С помощью химических реакций в данном устройстве вредные вещества превращаются в менее пагубные, которые выходят наружу. Т.е. из выхлопной трубы после его работы выходит воздух с минимальными загрязнениями.

Катализатор начинает работать только после нагревания, т.е. при пуске холодного двигателя он бездействует.

Вместе с ним работают кислородные датчики, которые определяют состав смеси и соотношение воздуха с бензином в горючей смеси. Ведь от этого соотношения зависит, какая будет смесь: обогащённая или обеднённая. Кислородные датчики, в зависимости от показаний, управляют работой катализатора.

Располагается катализатор в выхлопной трубе между двигателем и глушителем, закрытое снизу (обязательно!) дополнительным экраном, потому что при сильном нагреве он раскаляется почти докрасна.

Как проверить: работает или нет

У катализатора бывает ТРИ состояния: рабочее, полурабочее, нерабочее. Рассмотрим эти три состояния и как ведет себя машина при каждом из них. В рабочем состоянии машина работает нормально, лампочка ошибки на панели приборов не загорается при работе двигателя, претензий ни к чему нет.

В «полурабочем» состоянии начинаются проблемы. Машина ведет себя как-то не так:

  • Временами (или всегда) пропадает тяга и «приемистость» на больших оборотах; вчера «тянула» нормально, а сегодня ее вроде бы что-то «за зад держит».
  • По утрам и в состоянии «на горячую» машина стала заводиться хуже, двигатель приходится долго «гонять» стартером, чтобы завелся.
  • Иногда «куда-то пропадают обороты»: давите на педаль газа, а стрелка тахометра с трудом добирается до двух или четырех тысяч и там останавливается. Машина начинает чрезмерно потреблять бензин.

Возможна еще такая проверка — подтверждение «полурабочего» состояния. Когда у Вас начались подобные проблемы, надо завести двигатель и «утопить» педаль до упора. Если двигатель начнет медленно поднимать обороты и остановится где-то на двух-трех тысячах, а дальше — ни в какую — возможны проблемы с катализатором.

В «нерабочем» состоянии машина заводится долго, а когда заведется – то глохнет почти сразу же или не заводится, т.е. даже не «схватывает».

«Третье состояние» проверить просто: надо в момент пуска машины подойти к выхлопной трубе и посмотреть (почувствовать, например, приложенной рукой) – идут оттуда выхлопные газы или нет.

Как удалить катализатор авто

Вопросы экологии и покупки нового не рассматриваем – 99% автолюбителей просто удаляют его, т.к. новый катализатор стоит дорого из-за содержания в нём платины. Хочется предостеречь от распространенной ошибки: всегда удаляйте его полностью, а не пробивайте только отверстие. Кто даст гарантию, что время это отверстие не забьется?

После удаления внимательно осмотрите внутренность той емкости, в которой находился катализатор и увидите «прикипевшую» к поверхности металлическую сеточку, одну или несколько. Ее удаляйте тоже.

Можно вырезать катализатор и вварить гофровую трубу. Это даст не жесткое соединение мотора и выпускной системы, а также дополнительное охлаждение газов.

Возможно ли почистить катализатор

Это зависит от степени и вида загрязнения. Если он забился серой и парафином после заправки плохим бензином — то ничего не поможет. В этом случае меняют на новый или ставят обманку. Другое дело, если забился серой. Специальная автохимия его может очистить.

стоит ли удалять, возможные неисправности катализатора, можно ли ездить без него

Эдуард Солодин

разбирался в катализаторах

Профиль автора

Я ехал по трассе, и у машины пропала тяга. Хорошо, что это не случилось при обгоне.

Я добрался до ближайшего автосервиса и удалил катализатор. Потом заплатил за работу и оставил все, что от этого катализатора осталось, ребятам из автосервиса. Тогда я еще не знал, что эта деталь содержит драгоценные металлы и за все, что от него осталось, дают хорошие деньги. В следующий раз буду умнее: проезжу на машине до 100 000 км, потом удалю, а катализатор оставлю себе или расплачусь им за работу.

Из-за таких историй некоторые автовладельцы считают катализатор бомбой замедленного действия и спешат поскорее его удалить. В некоторых автосервисах этому рады и советуют удалять катализаторы даже на новых машинах. Они утверждают, что это лишняя деталь, которую навязывают автопроизводителям экологи, и что автомобиль после этого будет ехать бодрее, а расход топлива уменьшится.

Я попытался разобраться, насколько катализатор лишняя деталь в автомобиле и можно ли его удалять. Из этой статьи вы узнаете, как работает катализатор, какие типы катализаторов бывают, из-за чего они выходят из строя и какие есть признаки неисправного катализатора.

Катализатор расположен в выхлопной системе автомобиля, ближе к выпускному коллектору двигателя, и нужен для очистки отработавших газов от вредных выбросов. Источник: Setta Sornnoi / Shutterstock

Что такое катализатор и зачем он нужен

Двигатель внутреннего сгорания работает на воздушно-топливной смеси. Она сгорает с образованием токсичных выхлопных газов, а на бензиновых двигателях какая-то часть смеси может вообще не сгореть и улететь в выхлопную трубу. Чтобы хоть как-то снизить концентрацию вредных веществ в выхлопных газах, на их пути ставят каталитический нейтрализатор отработавших газов: катализатор, если по-простому. Выхлопные газы идут через него, как через фильтр.

Технически это огнеупорный керамический или металлический цилиндр с сотами, через которые проходят отработавшие газы, в составе которых есть вредные вещества: углеводород, оксид азота, окись углерода. На стенках этих сот есть микрослой веществ-катализаторов: это может быть платина, палладий или родий. Они ускоряют химические процессы, и выхлопные газы после окислительно-восстановительных реакций с этими металлами становятся менее токсичными.

Соты исправного керамического катализатора. Источник: Anton Tolmachov / Shutterstock

В основном катализаторы ставят в выхлопной системе автомобилей с бензиновыми двигателями. Их может быть несколько: например, если из двигателя идет две отдельные выхлопные трубы, ставят по одному на каждую. Бывает, что катализаторы ставят последовательно на одной выхлопной трубе.

Для очистки выхлопных газов дизельного двигателя чаще всего применяют сажевые фильтры. Конструкция примерно такая же, только ячейки фильтра закрыты с одной из сторон. Выхлопные газы находят выход через пористые стенки каналов, на которых оседает сажа. Такие фильтры периодически требуют очистки. Для этого внутри фильтра повышается температура, и частицы сажи догорают. Этот процесс называют активной регенерацией.

Еще катализатор снижает температуру газов. Например, на входе в катализатор температура газов около +390 °C, а на выходе — уже +260 °C. Примерно в таком температурном режиме и проходят химические реакции, поэтому какое-то время после запуска двигателя катализатор не работает.

НОВЫЙ КУРС

Как сделать ремонт и не сойти с ума

Разбираемся, как начать и закончить ремонт без переплат: от проекта до приемки

Покажите!

Работает катализатор или нет, определяет второй кислородный датчик, он же лямбда-зонд. Его ставят после катализатора, и его задача — определять уровень токсичности выбросов. Если его просто удалить, датчик зафиксирует низкую эффективность катализатора, и на приборной панели появляется ошибка Check engine.

Существуют различные экологические классы для вредных выбросов автомобиля: Евро-2, Евро-3, Евро-4, Евро-5 и Евро-6. В России для новых автомобилей с 2016 года действует стандарт Евро-5. Узнать экологический класс своего авто можно в паспорте транспортного средства. По опыту работников автосервиса, чем выше экологический класс автомобиля, тем меньше ресурс катализатора. Стенки керамических сот у таких катализаторов тоньше, ячейки расположены плотнее, чтобы работать эффективнее.

Экологический класс указан в 13-м пункте паспорта транспортного средства

Виды катализаторов и их заменители

Оригинальный катализатор устанавливает завод-изготовитель. Такой может стоить до 5% от стоимости всего автомобиля. В России мало предприятий по производству катализаторов. В основном их делают за границей, их стоимость зависит от госпошлины, курса доллара и курса драгметаллов. Заменить катализатор на оригинальный стоит от 25 000 Р.

Обычно такую замену делают на гарантийных машинах, если по каким-то причинам он вышел из строя или его украли. Срок службы оригинального катализатора обычно не меньше гарантийного срока автомобиля.

Цена на новый оригинальный катализатор для Хендай Солярис 1,6 л 2017 года — от 58 000 Р

Универсальный катализатор заменяет оригинальный почти для любого автомобиля. Он стоит дешевле оригинального, и срок его службы меньше. В теории он должен прослужить примерно 60 000 км. Цены на универсальный катализатор — от 5000 Р. В ячейках таких катализаторов вместо платины, палладия и родия применяют, например, золото. Оно хуже ускоряет каталитические реакции, поэтому хуже очищает выхлопные газы от вредных веществ.

При выборе универсального катализатора важно правильно определить его объем, который не должен быть меньше оригинального. Корпус катализатора не всегда круглой формы, у него разная длина и ширина. Отработавший катализатор вырезают из корпуса болгаркой, а новый вваривают на его место. Лучше, чтобы эти работы проводил опытный сварщик, который сделает качественный сварной шов.

Установка универсального катализатора — это компромисс для тех, кто не хочет или не может купить оригинальный катализатор, но заботится об экологии или хотя бы хочет пройти техосмотр.

Универсальный металлический катализатор Евро-5. Устанавливается на место старого катализатора

Пламегаситель в английских руководствах по ремонту выхлопных систем — это «предварительный глушитель». Он смешивает потоки отработавших газов из разных цилиндров, снижает их температуру, а также сводит уровень шума и вибрацию до приемлемого уровня. Его устанавливают вместо катализатора, но он никак не влияет на токсичность отработавших газов.

Если не установить пламегаситель после удаления катализатора, то выхлопная система со временем прогорит из-за высокой температуры отработавших газов. Простой пламегаситель — это труба с перфорацией для газов в стальном корпусе. Цены на пламегасители начинаются от 760 Р.

Между корпусом и трубой пламегасителя проложен огнеупорный наполнитель. Обычно это базальт, синтетическое волокно или минеральная вата. Корпус пламегасителей может быть однослойным или двухслойным. Двухслойные также называют реактивными. Они более долговечны и хорошо гасят колебания звуковой волны. Внутренний слой должен выдерживать воздействие высоких температур, а внешний — коррозии.

Для каждого автомобиля нужно рассчитать оптимальный объем пламегасителя. Если объема пламегасителя будет недостаточно, то звук на выходе будет неприятным, дребезжащим. Те элементы глушителя, которые находятся после пламегасителя, подвергаются повышенному износу и быстрее выходят из строя.

По сравнению со стоимостью оригинального катализатора установить пламегаситель дешевле — от 3500 Р. Его установка предполагает перепрошивку блока управления двигателем (ЭБУ) или установку специальной «обманки» для электронного блока управления. Подробнее про них мы напишем чуть ниже.

Внутри пламегасителя труба с перфорацией и огнеупорный наполнитель. Источник: CameraMan32 / Shutterstock

Можно ли удалить катализатор

Катализатор по умолчанию рассчитан на весь срок службы автомобиля. Но качество топлива и тяжелые условия эксплуатации разрушают его значительно раньше: например, при пробеге 100 000 км.

Нет универсального или регламентированного срока удаления катализатора — каждый случай индивидуален. Неисправный катализатор доставляет множество проблем: от назойливой лампочки Check engine до попадания керамической пыли в цилиндры двигателя. Поэтому у большинства автомобилей старше десяти лет катализатор уже удален.

Есть такие выхлопные системы, при которых катализатор расположен очень близко к двигателю. В случае когда он начинает разрушаться, дисперсионная пыль от него летит в сторону двигателя. Она очень мелкая и твердая, ее можно сравнить с мелким песком. Она царапает цилиндры двигателя при работе поршней. Из-за этих царапин двигатель начинает потреблять масло или его расход увеличивается — это в случае, если двигатель потребляет его с первых дней эксплуатации автомобиля.

Рано или поздно это приводит к капитальному ремонту двигателя. Некоторые автовладельцы хотят избежать таких неприятных последствий и удаляют катализатор еще до того, как он начнет разрушаться.

Замена катализатора на новый — дорогостоящая процедура: один катализатор может стоить 100 000 Р, а теперь представьте, что их в машине два и оба износились примерно одинаково. Поэтому вместо нового катализатора в выхлопную систему чаще всего устанавливают пламегаситель с «обманкой» или, что гораздо реже, — универсальный катализатор.

Внутри обманки небольшой кусочек катализатора. Ее ставят на второй лямбда-зонд, а часть обманки с сеткой вкручивают в выхлопную систему после пламегасителя. Благодаря устройству ЭБУ автомобиля думает, что отработавшие газы в порядке, катализатор на месте, и Check engine на приборной панели не загорается. Тем не менее обманка не гарантирует, что ошибка не появится: лампочка может загореться после заправки не самым хорошим бензином или после резкого разгона

Обманка для второго лямбда-зонда

Можно обойтись без обманки. Для этого нужно перепрошить электронный блок управления и настроить его так, чтобы лямбда-зонд воспринимал новые «вредные» показания датчиков как норму. В объявлениях эту процедуру называют перепрошивкой под Евро-2 и обещают, что машина будет ехать бодрее, двигатель будет выдавать на 20—30 лошадиных сил больше.

Вместе с этим любое вмешательство в оригинальное программное обеспечение ЭБУ — риск, поэтому перепрошивку должен делать квалифицированный специалист с проверенной программой. Выхлопные газы автомобиля при установке пламегасителя фактически не очищаются, но ошибка Check engine на приборной панели из-за перепрошивки не появится. Очень важно помнить, что несмотря на это двигатель, скорее всего, проектировали под более высокий экологический класс, а значит, с настройками под Евро-2 он проработает гораздо меньше, чем мог бы.

Установка обманок, пламегасителей вместо нового оригинального катализатора может привести к неожиданным последствиям: ошибкам двигателя, неприятному запаху выхлопных газов или излишнему расходу топлива и масла.

Из-за того что количество вредных выбросов при таком ремонте не соответствует заявленным нормам, автомобиль может не пройти техосмотр. По российскому законодательству катализатор — компонент транспортного средства, поэтому автовладелец удаляет его на свой страх и риск. Если по каким-то причинам нужно заменить оригинальный катализатор, то установка универсального — оптимальное решение.

Не советую удалять катализатор на гарантийных автомобилях на пробеге до 100 000 км без необходимости. Двигатель автомобиля, скорее всего, снимут с гарантии из-за вмешательства в выхлопную систему. На гарантийных авто проблема с катализаторами возникает редко, менее 1% случаев от общего объема продаж.

Диагностическое оборудование расшифровало ошибку Check engine на приборной панели. Проблема в катализаторе

Почему катализаторы воруют

От краж катализатора часто страдают автомобили каршеринга и такси. Но были случаи, когда оригинальный катализатор вырезали на улице, когда автомобиль припаркован на ночь во дворе. Достаточно поднять машину домкратом и вырезать часть глушителя болгаркой.

В автомобилях с высоким клиренсом можно добраться до катализатора даже без домкрата. Кража катализатора занимает около минуты. Но если сигнализация оборудована датчиком наклона, то она сообщит, что автомобиль пытаются приподнять.

Таким варварским способом крадут катализаторы: просто вырезают его болгаркой. Источник: Константин Гахов / «Вконтакте»

Катализатор также могут вырезать в недобросовестном автосервисе. Владельцу предлагают «прочистить» выхлопную систему или удалить исправный катализатор, чтобы в будущем он не доставил проблем. Работники таких автосервисов еще рассказывают о преимуществах удаления катализатора: обещают, что мощность двигателя возрастает, а расход топлива снизится — ЭБУ шьют под Евро-2. Если оценить реальное увеличение мощности на специальном оборудовании, прирост будет незначительным — всего 3% от первоначальных показателей.

Обычно за удаление катализатора, установку пламегасителя, обманки или перепрошивки электронного блока управления автосервисы не берут никакой оплаты, а просто оставляют отработавший катализатор себе.

Но немало и тех, кто просто забирает молча, без всяких скидок и выплат, как лом черного металла. А потом сдают его, ведь оригинальный катализатор содержит драгоценные металлы, которые стоят дороже золота.

В среднем драгметаллы — это 0,08—0,17% от общей массы катализатора. Со временем он вырабатывает свой ресурс и драгметаллов становится меньше. Точное количество платины, палладия и родия в конкретном катализаторе определяют анализатором драгоценных металлов.

Если просят заплатить за удаление катализатора, установку пламегасителя, то катализатор рекомендую оставить себе. Ценность представляет не только целый катализатор, но и разрушенный, его лом, крошка и даже пыль. За изношенный катализатор современного автомобиля стандарта Евро-5 можно получить от 5000 Р. Чем мощнее двигатель авто, чем больше он расходует топлива, тем лучше, а значит, дороже его катализатор.

Цена платины, палладия и родия за грамм в рублях. Эти металлы, скорее всего, есть в оригинальном катализаторе автомобиля с бензиновым двигателем

Из-за чего катализатор выходит из строя

Износ напыления из драгоценных металлов. Драгоценные металлы на стенках ячеек катализатора выгорают — это естественный процесс. Поэтому при приеме катализатора на переработку проводят его химический анализ. Может оказаться так, что в катализаторе совсем не осталось драгметаллов. Когда это происходит, выхлопные газы перестают очищаться, кислородные датчики это фиксируют, и на панели приборов возникает ошибка.

Некачественное топливо. Иногда, чтобы увеличить октановое число топлива, недобросовестные владельцы заправок добавляют в него присадки, которые содержат свинец. Это увеличивает нагрузку на катализатор, соты забиваются продуктами горения топлива, и он раньше выходит из строя. Для дизельных двигателей повышенный износ сажевого фильтра происходит зимой, когда в топливо добавляют антигель.

Неисправности зажигания. Если свечи дают искру с перебоями, то несгоревшие остатки топливно-воздушной смеси сгорают в катализаторе, что уменьшает срок его службы. Соты катализатора при этом оплавляются, и его пропускная способность уменьшается.

Неисправности двигателя. Если в цилиндрах двигателя есть царапины или задиры, то смесь, которая получается при работе двигателя внутреннего сгорания, перестает быть двухкомпонентной — то есть теперь состоит не только из воздуха и топлива. В ней есть еще и моторное масло. Это неизбежно засоряет катализатор, и он вскоре выходит из строя. Часто в проблемах с двигателем обвиняют разрушившийся катализатор. Но в этом случае скорее двигатель провоцирует проблемы с катализатором.

Неисправный катализатор может оплавиться, разрушиться, у него могут забиться соты. Источник: LuYago / Shutterstock

Как обнаружить проблему

Катализатор редко разрушается внезапно, в один момент. Обычно этому предшествуют типичные симптомы работы двигателя, выхлопной системы и посторонние звуки. Если внимательно анализировать все изменения, можно вовремя вмешаться и исправить ситуацию.

Лампочка «чек энджин» на панели приборов загорается по разным причинам. Если считать код специальным сканером, то он покажет, где конкретно возникла проблема. Ошибка воздушных датчиков катализатора говорит о том, что с катализатором что-то не так.

Снижение мощности двигателя. По ощущениям за рулем это похоже на прицеп или машину на буксире. Автомобиль трогается с места, ускоряется, но ему как будто что-то мешает — ускорение недостаточно энергичное. Иногда двигатель машины при этом вибрирует, а сама машина дергается.

Посторонние звуки под днищем. Если катализатор уже начал разрушаться, то его частички при высоких оборотах двигателя или при запуске бьются о корпус выхлопной системы. При этом водитель слышит посторонние звуки под днищем автомобиля. Они похожи на звенящий звук в пустой металлической банке.

Нестабильный напор газов из глушителя. Для такой проверки нужно поднести руку к выхлопной трубе и почувствовать такт выхода газов. При нормальной работе газы выходят через равные промежутки времени, похожие на биение сердца. Если поток газов ровный и слабый, значит, катализатор, скорее всего, неисправен.

Запах выхлопных газов. Если катализатор не очищает выхлопные газы от токсичных выбросов, то это можно почувствовать без специальных замеров уровня углекислого газа. Рядом с машиной, особенно в момент ее прогрева, будет неприятно пахнуть продуктами сгорания топливно-воздушной смеси. Иногда запах проникает в салон автомобиля, когда двигатель работает на холостых оборотах.

Задиры на цилиндрах. Если катализатор уже начал разрушаться и его частицы попали в камеру сгорания топливно-воздушной смеси, то на цилиндрах образуются задиры и царапины. Проверку их состояния можно провести в автосервисе специальным устройством — эндоскопом. Если с цилиндрами все в порядке и нет других признаков, то удалять катализатор не нужно.

Проверка эндоскопом. Можно запустить эндоскоп через отверстие для первого лямбда-зонда. Керамические соты должны быть правильной формы, без вмятин, не оплавлены, не разрушены и не забиты. Мы уже разобрались, что второй кислородный датчик стоит после катализатора, а значит, смотреть там не на что: велика вероятность, что на выходе соты будут в полном порядке.

Диагностика датчиков. С помощью автосканера, например ELM 327, можно подключиться к электронному блоку управления автомобилем. В приложениях для смартфона нужно выбрать показания кислородных датчиков катализатора и сравнить их фактические значения с эталонными.

Проверять датчики нужно на прогретом, работающем на холостых оборотах двигателе. Отклонения от нормы будут означать, что катализатор неисправен. Хотя бывает и так, что дело во втором кислородном датчике — они со временем прогорают и перестают работать, так что нелишним будет совместить этот способ с проверкой эндоскопом.

Проверка катализатора эндоскопом показывает, что разрушений сот нет Скриншот приложения для сканера ELM 327. Проверил кислородные датчики своей машины — Хендай Креты. Как читать эти графики — узнал из ролика на «Ютубе». Верхний график отражает показания кислородного датчика до катализатора, а нижний — после него

Запомнить

  1. Катализатор — это важная деталь выхлопной системы, которая очищает отработавшие газы от вредных выбросов.
  2. При неисправном катализаторе двигатель теряет мощность, в выхлопной системе появляются посторонние звуки, а отработавшие газы неприятно пахнут.
  3. Катализатор выходит из строя раньше срока из-за некачественного топлива, неисправностей зажигания и двигателя.
  4. Обнаружить проблему поможет диагностика ЭБУ автосканером или визуальная проверка цилиндров и катализатора эндоскопом.
  5. Оригинальный катализатор содержит драгоценные металлы, поэтому он такой дорогой.
  6. Если нужно заменить отработавший оригинальный катализатор, есть смысл поставить универсальный.
  7. Установка пламегасителей, обманок и перепрошивка ЭБУ может привести к проблемам с двигателем.
  8. Не стоит удалять катализатор без необходимости на гарантийных автомобилях.
  9. За работу по удалению катализатора можно расплатиться старым катализатором. Платить за работу и оставлять катализатор в сервисе как лом — все равно что дарить деньги.
  10. Недобросовестные автосервисы предлагают удалить катализатор, чтобы сдать его и заработать.

Автомобильный катализатор - это... Что такое Автомобильный катализатор?

Автомобильный катализатор

Wikimedia Foundation. 2010.

  • Автомобильная дорога федерального значения
  • Автомобильные дороги Белоруссии

Смотреть что такое "Автомобильный катализатор" в других словарях:

  • Катализатор — (Catalyst) Определение катализатора, механизм действия катализатора Определение катализатора, механизм действия катализатора, применение катализатора Содержание Содержание 1. в химии Виды катализаторов Механизм действия катализаторов Требования,… …   Энциклопедия инвестора

  • Катализатор (автомобильный) — Каталитический конвертер нейтрализатор (англ. catalytic converter) устройство в выхлопной системе, предназначенное для снижения токсичности отработанных газов посредством восстановления оксидов азота и использования полученного кислорода для… …   Википедия

  • Катализатор — У этого термина существуют и другие значения, см. Катализатор (значения). Схема протекания реакции с катализатором Катализатор  химическое вещество, ускоряющее реакцию, но не входящее в состав продуктов реакции …   Википедия

  • Катализатор (значения) — Катализатор Катализатор химическое вещество, ускоряющее реакцию, но не входящее в состав продуктов реакции. Катализатор Уилкинсона. Катализатор (автомобильный) …   Википедия

  • Катализаторы — Катализатор вещество, ускоряющее реакцию, но не входящее в состав продуктов реакции (Химическая энциклопедия). Количество катализатора, в отличие от других реагентов, при реакции не изменяется. Обеспечивая более быстрый путь для реакции,… …   Википедия

  • Каталитический нейтрализатор — Каталитический конвертер нейтрализатор (англ. catalytic converter) устройство в выхлопной системе, предназначенное для снижения токсичности отработанных газов посредством восстановления оксидов азота и использования полученного кислорода для… …   Википедия

  • Отработавшие газы — Выхлопная труба легкового автомобиля Выхлопные газы (отходящие газы) отработавшее в двигателе рабочее тело. Являются продуктами окисления и неполного сгорания углеводородного топлива. Выбросы выхлопных газов основная причина превышения допустимых …   Википедия

  • Каталитический конвертер — Каталитический конвертер  нейтрализатор (англ. catalytic converter)  устройство в выхлопной системе, предназначенное для снижения токсичности отработавших газов посредством восстановления оксидов азота и использования полученного… …   Википедия

  • АВТОМОБИЛЬ ЛЕГКОВОЙ — самодвижущееся четырехколесное транспортное средство с двигателем, предназначенное для перевозок небольших групп людей по автодорогам. Легковой автомобиль, обычно вмещающий от одного до шести пассажиров, именно этим, в первую очередь, отличается… …   Энциклопедия Кольера

  • Новобакинский нефтеперерабатывающий завод —         им. Владимира Ильича, одно из крупных предприятий нефтеперерабатывающей промышленности СССР. Находится в г. Баку. Вступил в строй в январе 1953. Основная продукция завода авиационный и автомобильный бензин, жидкие газы, электродный кокс,… …   Большая советская энциклопедия

Что такое автокатализатор, как сдать его выгодно?. Статьи компании «KatAlmaty»

Катализатор является одной из основных частей выхлопной системы транспортных средств. Его основная задача — снизить выброс в атмосферу вредных отработанных веществ. Основной механизм действия катализатора осуществляется благодаря так называемому каталитическому слою, который в процессе эксплуатации автомобиля постепенно приходит в негодность.

Длительность использования катализатора не зависит от эксплуатационных характеристик автомобиля. Поэтому в гаражах многих автомобилистов нередко скапливаются пришедшие в негодность катализаторы. Некоторые автолюбители просто выбрасывают пришедшие в негодность катализаторы. Но мало кто знает, что автокатализатор можно выгодно сдать на металлолом и получить за это финансовую прибыль.

Сдать на металлолом пришедший в негодность катализатор — это не только возможность получить финансовую прибыль, но и внести свой вклад в защиту экологической ситуации в регионе. Компания «Katalizator-Almaty» предлагает всем автомобилистам выгодно сдать автокатализаторы на металлолом.

По сравнению с другими сервисами по сдаче металлолома, наша компания обладает определёнными преимуществами:

Гарантированная высокая оплата
Качественное предоставление услуг
Грамотное сервисное обслуживание
Объективная оценка стоимости катализаторов

Компания «Katalizator-Almaty» осуществляет приём пришедших в негодность катализаторов сразу после оформления заявки в режиме онлайн или после того, как клиент связался с нами по одному из указанных на сайте номеров телефона или по электронной почте. Наш менеджер примет и обработает заявку, уточнит все детали и время приёма катализатора.

Основные требования для сдачи катализаторов

Если вы хотите сдать неисправный катализатор в компании «Katalizator-Almaty», то вам необходимо учесть следующие требования:

1.

Оптимальная влажность катализатора не должна превышать 2%

2.

Мы принимаем цельную керамическую массу (предпочтительный вариант), либо в виде крошек

3.

Керамические катализаторы принимаются только в чистом виде, без посторонних примесей и элементов

4.

Металлические катализаторы сдаются в виде цельного куска, поскольку в разобранном виде они могут утратить значительную часть ценного напыления

Обратившись в компанию «Katalizator-Almaty», вы всегда можете рассчитывать на объективную оценку стоимости катализаторов и грамотное сервисное обслуживание.

Где находится катализатор в автомобиле (машине)? Фото на AILIT

Автомобильный катализатор – это важная составляющая выхлопной системы, призванная очищать на выходе угарные газы, которые в результате попадают в среду. В Европе достаточно строгие экологические стандарты, поэтому эксплуатация дизельного авто без нейтрализатора запрещается. В России все немного проще, но согласитесь, что за рубежом правильный подход, который нужно продвигать в массы. К тому же нейтрализатор в авто хоть и отвечает за очищение газов, но его неисправность существенно отражается на общей производительности машины. В большинстве случаев после пробега в 100-150 000 км деталь не подлежит очищению или восстановлению – ее нужно менять.

Смотрите по фото, где расположен катализатор в автомобиле

Так как нейтрализатор должен очищать выхлоп, то и искать его стоит где-то в районе глушителя. Он находится именно в начале глушителя, там, откуда выходят недогоревшие газы. То есть катализатор расположен за выпускным коллектором в подкапотном пространстве. Но что касается самостоятельного удаления детали из авто, мы бы Вам не рекомендовали этого делать. Процедура довольно непростая, требует квалификации и вспомогательных инструментов.

Но есть и положительная новость – если в результате изъятия комплектующего будет выяснено, что оно не подлежит восстановлению, то на нем можно немного заработать. Не спешите выбрасывать б/у деталь или оставлять ее на СТО – сдавайте в скупку и возвращайте часть суммы на новый катализатор.

Нейтрализатор выхлопных газов в машине израсходовал свой ресурс?

Обращайтесь в нашу скупку б/у катализаторов и получайте щедрые проценты за материал. В составе любого нейтрализатора есть напыление из драгметаллов, конечно, другой вопрос, насколько оно сохранилось, но в любом случае сдав деталь на переработку, можно выручить деньги. Мы не скупаем материалы по минимальным ценам, а делаем расчет на основании спектрального анализа и выплачиваем своим клиентам выгодные проценты в соответствии с содержанием ценных элементов. Ждем обращений.

что делать и чем это грозит мотору

Каталитический нейтрализатор или по-простому катализатор – это элемент выпускной системы автомобиля. Призван уменьшить количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу.

Непосредственно на работу мотора он не влияет. Но при этом неисправность катализатора может быстро вывести двигатель из строя. Давайте разберемся, как вовремя заметить проблему и возможен ли ремонт этого узла или только замена?

Устройство катализатора достаточно простое. Основа его конструкции – блок из огнеупорной керамики, состоящий из множества ячеек. На каждой есть напыление из драгоценных металлов для ускорения химических реакций. Конечно, такая "ювелирная" начинка сказывается на цене.

Ресурс катализатора довольно приличный – порядка 120-160 тысяч километров и даже больше.

Однако его состояние напрямую зависит от исправности двигателя и условий эксплуатации. Чаще всего соты забиваются продуктами сгорания некачественного топлива или сомнительных присадок. Другая причина проблем: сбои в системе зажигания или неправильное образование топливной смеси, из-за чего ее часть догорает уже внутри блока, вызывая деформацию элементов.

"Соты начинают слипаться, пропускная способность для выхлопных газов становится меньше. Соответственно, это все сказываться на мощности мотора", – поясняет руководитель отдела продаж официального дилера Александр Новиков.

Как следствие – явная потеря динамики, плюс неустойчивая работа двигателя и повышенный расход. Система самодиагностики при этом зажигает лампу Check engine. Хотите вы этого или нет, но долго ездить с такими симптомами не получится.

"Если катализатор выходит из строя, он может также раскрошиться. И тогда эти крошки могут попасть через циркуляцию выхлопных газов назад в двигатель. Керамика достаточно твердая, попадая в цилиндры, может вызвать большие задиры", – предупреждает руководитель отдела продаж официального дилера Александр Новиков.

Или проще говоря, глубокие царапины, а это уже гарантированный капитальный ремонт.

Причем надо иметь в виду, что в большинстве случаев катализатор не ремонтируется, а меняется. А вот на что – решать вам. Самый простой вариант– поставить оригинальную деталь.

Правда, даже у бюджетных моделей она стоит от 20 тысяч и выше. У некоторых авто катализаторов может быть и два, и даже четыре. Более компромиссное решение – универсальный катализатор. Обойдется он дешевле, но могут возникнуть трудности с подбором под конкретный двигатель.

Наконец, наименее затратный способ – установка так называемого пламегасителя. Стоит он относительно недорого, но требует перепрограммирования блока управления двигателем.

Но главное в этом случае, вы не пройдете обязательный техосмотр, что на фоне ужесточения правил делает этот вариант совсем уж сомнительным.

Авто-катализатор

Собственный автомобиль во многих случаях может существенно облегчить нашу повседневную жизнь. По этой причине стоит убедиться, что наш автомобиль находится в лучшем состоянии. Благодаря этому мы сможем значительно повысить шансы на то, что он будет надежным и прослужит нам долгие годы. Многие люди также любят в некоторой степени тюнинговать свой автомобиль. Это может касаться как экстерьера, так и мощности самого транспортного средства. Однако это то, что вам нужно правильно понимать, поскольку поспешные решения могут быть контрпродуктивными.

Заменить выхлоп

Замена выхлопной системы вашего автомобиля – обычное дело. Профессиональные выхлопы могут добавить несколько лошадей к мощности автомобиля, хотя стоимость такой системы иногда очень высока. Многие люди также хотят получить от выдоха более расовый звук. Тогда они решают вырезать катализатор. Однако это не самое лучшее решение, ведь на некоторых автомобилях лямбда-зонды расположены за и перед каталитическим нейтрализатором.Тогда щуп, расположенный за ним, может неправильно считывать отдельные параметры, что может привести к тому, что автомобиль в итоге потеряет мощность. Вместо этого лучшим решением будет замена катализатора на спортивный , который по-прежнему позволит нам наслаждаться правильным звуком автомобиля, без риска каких-либо побочных эффектов.

Катализатор (pixabay.com)

Прибыль от каталитического нейтрализатора

Большим плюсом вырезания старого катализатора является еще и то, что мы можем его продать.Есть такие сайты, как http://www.katalizatory-warszawa.pl/, с помощью которых мы сможем быстро проверить, сколько мы получим за наш катализатор. Цена чаще всего будет зависеть от веса предмета . Так что, если мы решим заменить катализатор на более спортивный, стоит продать старый, чтобы сэкономить довольно много денег.

Добавить в избранное:

Нравится Загрузка...

Аналог

.

Катализатор дороже автомобиля - Катализаторы Chrzanów

Реальная и вполне обычная сегодня ситуация. Вы покупаете автомобиль в лучшем или худшем состоянии. В течение многих лет вы использовали его на тысячи километров. Наконец, появляется мысль, что это заслуженное транспортное средство должно быть заменено на более новую модель. Иногда нами движет желание иметь более качественную, более современную машину, соответствующую нашим ожиданиям. Иногда наше решение ускоряют все более частые механические неисправности, в ремонт которых мы не хотим ввязываться.Вне зависимости от того, решим ли мы продать автомобиль по заниженной цене или утилизировать его, нас может удивить тот факт, что катализатор из него окажется более ценным, чем сам автомобиль. Почему это происходит?

Разнообразие рынка катализаторов

Автомобили

в зависимости от марки, модели и даже страны, для которой они предназначены, различаются по количеству установленных каталитических нейтрализаторов , а точнее по количеству содержащихся в них благородных металлов - платины, палладия и родия.Вы, наверное, слышали о нормах выбросов выхлопных газов . Это нормы, определяющие допустимое количество отработавших газов, выходящих из системы выпуска отработавших газов. В разных странах и с течением времени эти законы развивались по-разному. Чем требовательнее стандарт, тем больше драгоценных металлов использовалось при производстве катализаторов. Они отвечают за очистку выхлопных газов от токсичных для нас веществ. Так много для теории.

Откуда цена катализатора?

На практике даже бывший в употреблении каталитический нейтрализатор может стоить дорого.Цены варьируются от нескольких десятков злотых, если речь идет о замене, до 11 тысяч злотых в случае с самыми дорогими палачами, от Мерседес . Разница в цене, конечно же, определяется количеством драгоценных металлов. Чем их больше, тем ценнее катализатор. Изменения в обменных курсах также участвуют.

Как вы знаете, цена драгоценных металлов, в которые инвестируют многие люди, нестабильна. Процесс определения их стоимости достаточно сложен.На цену влияют различные политические, экономические и иногда даже социальные факторы. Однако все упирается в спрос на данную руду. Чем больше спрос на данный металл, тем выше его цена.

Одной из ситуаций, оказавших в последнее время сильное влияние на цены драгоценных металлов и, следовательно, на цены отработанных катализаторов, является скандал «Дизельгейт», в который были вовлечены известные автомобильные концерны. В сентябре 2015 года выяснилось то, чего многие из нас давно ожидали.Результаты измерений выхлопных газов были искажены. В автомобили было установлено специальное программное обеспечение, задачей которого было манипулирование полученными результатами. Люди поняли, что автомобили сжигают больше топлива и выбрасывают больше вредных выхлопных газов, чем заявляли производители. Мошенничество имело место во всем мире. С тех пор на дизельные автомобили возложена наибольшая ответственность за состояние воздуха, которым мы дышим. Поэтому концерны перед лицом изменений, принятых Европейским парламентом, решили прекратить производство дизельных автомобилей в пользу бензиновых, гибридных и электрических автомобилей.Однако мы не хотим останавливаться на последних двух вариантах. Несмотря на их экологичность, получается, что они не бьют рекорды популярности. Это касается не только Польши, но и других европейских стран. Причин много – высокие закупочные и эксплуатационные расходы, слишком медленное развитие инфраструктуры или различные предубеждения, о которых мы можем прочитать на интернет-форумах. Также стоит обратить внимание на то, что теоретически экологические автомобили используют электричество. Чтобы произвести его, а затем отправить по сети, необходимо сжигать неэкологичные ископаемые виды топлива.

В результате взоры потребителей обратились на автомобили с известным бензиновым двигателем.

Мировые тенденции и цена катализатора

Стоит знать, что палладий и родий используются, в частности, для катализаторов, используемых в бензиновом топливе. В свою очередь, платина используется для дизелей. Как вы могли догадаться, «автомобильная революция» сильно повлияла на цены на эти металлы. И так, уже несколько месяцев мы можем наблюдать постепенное повышение цен на палладий и родий.Более того, в случае с палладием цена за унцию несколько раз достигала исторического рекорда. Максимум был зафиксирован 21 марта и составил 1576,60 долл./унция.

Источник: bankier.pl 90 050

Результаты изменения котировок легко увидеть в нашем каталоге. Палладиевые катализаторы набирают силу и дорожают. Цены часто могут превышать стоимость автомобиля.

Пример - катализатор GM16/90467875/3093/B1 от Opel Corsa.В последнее время его стоимость значительно возросла. В настоящее время розничная цена составляет 1 927,80 злотых.

Откуда такая высокая цена? Из элементного состава. Наш лабораторный анализ монолита методом XRF показал, что для производства этого катализатора было использовано 12 2890 ppm этого элемента, т.е. 12,289 г палладия на килограмм. Мы писали о том, почему в катализаторах GM16 использовано такое большое количество палладия, мы написали здесь .

Что важно при продаже каталитических нейтрализаторов?

Вы можете легально продать использованный каталитический нейтрализатор в пункте приема. Как видите, на нем можно неплохо заработать и сэкономить на покупке нового устройства. Однако, чтобы получить максимальную отдачу от него и получить максимально возможную цену, необходимо правильно выбрать покупку. Предпочтительно тот, в котором комплексно происходит: покупка, анализ и оценка, а также обработка катализатора . Так вы избегаете посредников.Кроме того, цена б/у детали рассчитывается исходя из содержания драгоценных металлов в модели и их текущих курсов. Для того, чтобы предложить вам реальную цену, компания-покупатель должна иметь собственную лабораторию . Лаборатория, оснащенная современными спектрометрами для проведения анализа и созданная людьми с соответствующими знаниями и опытом. Без этого невозможно достоверно определить ценность катализаторов.

W DS AUTO Все вышеуказанные шаги выполняются на месте.Мы покупаем у вас катализаторы, которые маркируем, взвешиваем, извлекаем из них монолит и измельчаем материал до получения однородного образца. Мы анализируем его и делаем надежную оценку. Дополнительно для оптовых партий мы можем предложить собственный транспорт, что позволит нам доставить до 24 тонн катализаторов. У нас есть собственная лаборатория с квалифицированным персоналом. Почему это так важно? Потому что бывает, что номера катализаторов, по которым мы их идентифицируем, невидимы, продаваемый катализатор редкий, либо вы продаете нам сам монолит.Тогда только химический анализ позволяет определить стоимость товара. Весь процесс является открытым и законным.

У нас есть все разрешения, необходимые для нашей деятельности и запись в БДО (регистрационный номер: 000037545)

Содержание драгоценных металлов в катализаторе GM16/90467875/3093/B1 – анализ XRF

Благодаря созданному нами приложению CatCatalog все закупки наших партнеров имеют инструмент для профессиональной оценки.По всей Польше есть более 70 наших партнерских точек, где вы можете легко продавать отдельные товары. Однако, если до ближайшей покупки слишком далеко и вы не хотите покидать гараж, воспользуйтесь почтовым заказом покупка . Выберите любую курьерскую компанию и отправьте использованный катализатор одной из них. Однако не забудьте заранее договориться о встрече с выбранной покупкой.

Если вы управляете станцией разборки автомобилей или покупаете катализаторы, свяжитесь с нами и наладьте постоянное сотрудничество, которое окупается.Вы получаете инструмент котировки, бесплатную рекламу в качестве партнерской точки и существенную помощь.

Как проверить наши цены на катализаторы? См. каталога .

Тел. +48604611917

[email protected]

Добро пожаловать!

.

Основы химии 2С С4 87 Лабораторные занятия 048



При повышении температуры скорость реакции увеличивается - это экспоненциальный (не линейный) рост. Это увеличение определяется эмпирическим правилом Ванта-Хоффи, согласно которому скорость реакции увеличивается в 2-4 раза после повышения температуры в

раз.

0 10 градусов (по Цельсию или Кельвину). Повышение температуры увеличивает константу скорости (k) в кинетическом уравнении. Число, определяющее, во сколько раз увеличится константа k, т. е. скорость реакции, называется температурным коэффициентом (0).Т-10 В Т В Т-\0

где:

Вр+\о, В р , ВВ-ио - скорость реакции при температурах 7'+10,7", Т - 10.

Правило Вант-Гоффа является приблизительным и иногда встречаются отклонения (коэффициент 0 может быть меньше 2, десятка и даже нескольких десятков).

Катализатор – это вещество, присутствие которого в реакционной смеси изменяет скорость реакции. В типичных случаях катализатор практически не расходуется

Неизмененное количество

л остается после завершения реакции.В стехиометрическое уравнение вписываем его над стрелкой. Катализатор увеличивает скорость реакции cp за счет снижения энергии активации.

Энергия активации (Е a ) – это минимальное значение кинетической энергии субстратов, необходимое для того, чтобы столкновения были эффективными, то есть для процесса превращения субстратов в продукты. На рис. 4.2 показано протекание экзотермической (с выделением тепла) и эндотермической (с поглощением тепла) реакций без катализатора и с катализатором.Реакции с катализатором более сложные - образуется больше интермедиатов (активных комплексов).


юнф.

л





а


Рис. 4.2. Энергия активации: а) в экзотермических реакциях, б) в эндотермических реакциях (пунктир - с катализатором, сплошная линия - без катализатора)

В 1 ' катализаторы, ускоряющие реакцию (положительные катализаторы) и использующие замедляющие катализаторы (отрицательные катализаторы) = ингибиторы) например.11 не против коррозии (ингибиторы коррозии). Катализаторы могут присутствовать в линейной фазе реагентов (например, жидкие и каталитические реагенты - форма раствора). Это называется гомогенная (т.е. однофазная) система. 11 I. / Когда реагентами являются газы, часто используется твердый катализатор (например, iMli / nlor для очистки выхлопных газов автомобилей, рис. 4.3). Это гетеросистема и катализатор в этом случае называется контактным. Катализатор .... <■ также может быть продуктом реакции (автокатализатор).

1

) 7


Похожие подстраницы:
960/2097, 920/533, 885/7172, 960/7262, 893/5599, 905/2706, .90 000 90 001

Отключить это уведомление

Ваш браузер устарел. Чтобы обеспечить большую безопасность, удобство и удобство использования этого сайта, пожалуйста, обновите свой браузер.

Вам нравятся красивые интерьеры и сады?

Ищете вдохновения?

Deccoria - это место для вас!

Договоренности Покажи, как ты живешь, посмотри, как живут другие

Вдохновение Создайте собственное вдохновение

Фильмы Поделитесь своим плейлистом

Форум Обсудить, задать вопрос эксперту

Артикул Интересные темы и практические руководства

Профили компаний Найдите специалиста, покажите свою продукцию

Информационный бюллетень

На указанный адрес электронной почты отправлена ​​ссылка, по которой следует перейти для подтверждения подписки.

Спасибо!

На указанный адрес электронной почты отправлена ​​ссылка, по которой необходимо перейти для подтверждения подписки.

Спасибо!

Уведомления

Отметить все как прочитанные

Информация

Вы не можете выполнить это действие. Это окно закроется автоматически через 3 секунды.

Закрой его

.90,000 UBS: позитивный прогноз по платине

23-03-2022 18:23

публикация
23-03-2022 18:23

Акции

/ FORUM

UBS сохраняет позитивный прогноз по цене платины. В последние месяцы наблюдается переизбыток этого металла, а рост цен на палладий означает, что производители все чаще заменяют его платиной. На рост цен на платину также повлияет рост производства автомобилей, сообщили в банке UBS.

В 2021 году наблюдался переизбыток платины.В четвертом квартале прошлого года избыток предложения платины составил 475 000 унций, что, по данным Всемирного совета по инвестициям в платину (WPIC), отраслевой группы, представляющей крупнейших производителей платины, составляет 28 процентов. мировой спрос.

Нынешний переизбыток связан с восстановлением поставок сырья с шахт, расположенных в ЮАР, которые пошатнулись из-за вспышки пандемии Covid-19. Еще одним фактором является нехватка чипов, необходимых с 2020 года, т.е.в. в производстве автомобилей. Сокращение производства автомобилей приводит к сокращению производства автокатализаторов на основе платины. UBS также указал, что на переизбыток патины повлиял слабый инвестиционный спрос, вызванный оттоком фондов фондовой биржи.

Аналитики UBS определили два основных фактора, которые увеличат спрос на платину в долгосрочной перспективе.

Во-первых, платина используется в автокатализаторах. Рынок сегодня испытывает нехватку новых автомобилей, но аналитики говорят, что «производство улучшается», хотя ограничения в цепочке поставок и нехватка чипов по-прежнему оказывают «негативное влияние».По их словам, при нынешних низких автомобильных парках необходимо будет их пополнить. Это позволит снять санитарные ограничения. В результате спрос на платину возрастет.

Во-вторых, платина может заменить палладий, цены на который в Украине растут с начала войны. Согласно UBS, «недавний рост цен на палладий, вероятно, ускорит это замещение». По оценкам аналитиков, в 2025 году это замещение составит около 700-800 тысяч человек. унция; в 2021 году он, вероятно, составил 150 тысяч унций (точные данные за предыдущий год пока неизвестны).

Принимая во внимание эти факторы, аналитики UBS пришли к выводу, что в этом году будет инвестиционный спрос на платину, а в 2023-2025 годах у нас будет дефицит производства.

Палладий достиг самой высокой цены с августа 2021 года в конце февраля — это стало результатом опасений перебоев с поставками и низких запасов руды. Россия несет ответственность примерно за 40 процентов. мировая добыча этого металла. (ПАП)

автор: Ева Неринг

neh / mmu /

Источник: PAP

Share

Темы.

Catalyst Operation Models

Catalyst Operation Models

ПРЫЖОК ЧЕРЕЗ ПЕРЕКЛАДКУ ИЛИ ЭНЕРГИЯ АКТИВАЦИИ (ПЕРВАЯ МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ КАТАЛИЗАТОРА).

** последнее обновление 09.06.2005 **

Иногда можно услышать, что ложное мнение, что только химические реакции являются экзотермическими, самопроизвольны. Их чем более экзотермическая реакция, тем она быстрее (якобы)...

Как будет объяснено тем, что смесь водорода и кислорода находится в в нормальных условиях достаточно стабильно? Синтез воды идет настолько медленно, что е при комнатной температуре время его покрытия оценивается в миллиарды лет! И ведь реакция синтеза воды - один из самых экзотермических процессов химический... Так что скорость химической реакции не зависит от эффекта чистая энергия . Что делает некоторые химические реакции быстрыми, другое - медленное?

сначала: это вызовет у вас интерес (или, по крайней мере, разбудит его)...

Я обычно начинаю свою лекцию о катализе с опыта. Приготовьте для этого примерно 250 мл смеси водорода и кислорода (удобнее всего приготовить электролитически: шприц 20 мл с перевернутым корпусом, резиновая пробка двумя гвоздями, раствор NaOH, блок питания для зарядки аккумулятора) в перевернутом прозрачном пластиковом стаканчике после газированной воды. Теперь задайте аудитории поставленный выше вопрос. На на конец алюминиевой изогнутой проволоки сверху надеваю маленькую нитку ваты которые охватывают ок.50 мг катализатора: 10% палладия на угле активный. Иногда я рекомендую зрителям внимательно смотреть на каталитический нейтрализатор, чтобы возможно, он увидит образование капель воды или внимательно прислушается к шороху капает каплями... Подчеркнув, что реакция будет холодная (без прикуривания), ставлю на катализатор чашку с газами... (До этого ставил кусочки ваты для ушей; можно утверждать, что это для того, чтобы не завалить уголь в ухе!). Через 1-2 секунды от чашки останется только выпорхнуть разбивается в воздухе...

отступление: когда я пытался проводит опыт по-другому: к нему присоединяют перевернутую чашку с газовыми смесями был в приложении штатива и нить катализатора была вставлена ​​в него снизу. И ничего... Взрыв обычно происходит после необходимой задержки в 1-2 секунды разогрев катализатора и перевод реакции на весь объем сосуда. Хлопчатобумажная нить в моей руке не была полностью неподвижна, и ее легко было двигать. фактически катализатор.Газообразный водород — чрезвычайно эффективный хладагент из-за высокой скорости легких молекул водорода и очень малого вязкость (здесь еще одно отступление: именно эти особенности делают свисток при подпитке водородом издает звук намного громче, чем при обдуве самолетом). Превосходная теплопроводность водорода используется, например, в детекторы ( катарометры ) в газовой хроматографии. Газ вода он также используется в качестве эталона в генераторных блоках на электростанциях.Он настолько эффективен, что используется, несмотря на необходимость проблематичное обслуживание и контроль герметичности горловины такого корпуса оборудование - и есть риск взрыва. Так что этот неудачный эксперимент является удачной иллюстрацией другой важной физико-химической особенности

спортивный тест

А пока предлагаю решить следующее, якобы нехимическая проблема. Мы организуем спортивное испытание, в котором e отобранным группам людей предлагается перепрыгнуть через планку, установленную на определенной высоты.Какая часть изучаемого сообщества способна прыгать над баром? От чего зависит числовое значение этой дроби? Что должно быть будет делать, чтобы увеличить процент положительных результатов?

Это связано с двумя факторами. Результат зависит, конечно, от какое это сообщество (оно будет разным, например, для пенсионеров, и другим для спортивные лагеря). Это также зависит от высоты, на которой он установлен бар. Если мы хотим увеличить процент успешных попыток, то можно используйте приспособления для прыжков # .Другой путь там просто понижение планки ## (какой-то наверное бд пытался, воспользовавшись моментом невнимательности, перекинуть под -й ригель...).

# в т.н. спорт "любитель" - финансовый или фармакологические, а в армии - могила репрессий в виде карательно-строевой подготовки в боте.

## обучение рассматривается аналогичным образом; предложить это все чаще деканов на так называемых«высшее» образование. Практика спуска "интеллектуальная перекладина" уже давно используется на весу ТВП в виде нескончаемые, одурманивающие зрителей, конкурсы, смущающие программы типа "Большой Брат" и программы не знают, что называется "развлечением" - v какой-то "смешной"...

Другой пример связан с туризмом. Если мы собираемся взять на себя маршруты от Прудов Благочестия (1668 метров над уровнем моря) до Морского Ока (1393 метра над уровнем моря), то мы можем выбрать путь (чрезвычайно живописный) через Ф.Шпигласов Форвард (2114 м.над уровнем моря), http://www.youtube.com/watch?v=ZHxvbZdI6r8&feature=related или Легче всего пройти по маршруту Розтоцкой (около 1800 м над уровнем моря). Конечно, этот последний маршрут выбирают гораздо больше ленивых туристов - требующий меньших усилий. Можно представить еще проще решение в виде тоннельного выреза под массив Opalony ###.

### иногда жизнь добавляет свой комментарий. На момент публикации этого разработка для сервера, спасательная операция под ПеремышлемШпигласов. 30 декабря 2001 года в лавине погибли два туриста, а чуть позже еще двое спасателей ГПР. В отличие от человека, химические реакции всегда выбирайте самый легкий путь... 9000 6

Теперь химические аналогии. При приближении друг к другу реагирующие молекулы кажутся отталкивающими даже в случае экзотермические реакции. Эти силы могут быть очень значительными, как в случае с синтез водорода с кислородом. Иногда это могут быть силы электрическое отталкивание, например, во время реакции: MnO 4 - + С 2 О 4 2– .Особенно такое отвращение он часто встречается в реакциях восстановления-окисления, в то время как он очевидно, намного меньше для реакций, например, H + + OH - . Поэтому многие окислительно-восстановительные реакции являются медленными процессами, в отличие от реакций забвение.

Столкновение двух молекул субстрата приводит к занятию реакция синтеза только тогда, когда сумма кинетических энергий обеих молекул равна превышает пороговую энергию так называемогоактивация. Чем ниже энергия активации процесса, тем больше частиц (при данной температуре) удовлетворяют этому условию, а тем быстрее протекает реакция. На приведенной выше диаграмме показано ход изменения энергии при переходе от подложек к изделию:

подложка A + подложка B ® продукт

Энергия активации E акт. возможно очень значительный. На диаграмме представлена ​​зависимость количества молекул обладающий определенной (случайной) кинетической энергией, от значения этой энергии.Количество молекул с энергией больше Е акт. это пропорциональна площади (caki отмечена), отмечена черным цветом.

Возможно в присутствии катализатора превращение субстратов в продукты - иным, непрямым путем. Молекула одного из субстратов вступает в реакцию с частицей катализатора КАТ , давая неудобный комплекс:

подложка A + CAT ® комплекс

этот комплекс затем реагирует с молекулой второй субстрат, дающий молекулу продукта и частицу катализатора

комплекс + субстрат B ® продукт + кат. №

Общий результат обоих методов идентичен.Однако, если используется катализатор, процесс может быть другим в его присутствии. дороги - путем косвенного создания совершенно иных активных комплексов, для для которых энергии активации могут быть намного ниже, чем для прямая реакция некатализируемая . На верхнем графике реакции катализируемой, энергия активации соответствует значительно меньшей (штриховая линия): Обновление E . При тех же температурных условиях, что и раньше, гораздо больше молекул имеют энергию выше этого приведенного значения порогНа нижнем графике этому соответствует прямоугольник, отмеченный серым + черным. по цвету вместе.

Таким образом, скорость реакции определяется энергией активации . Быстрые реакции - относятся к реакциям с низкой энергией активации. Реакцией перманганата с оксалатом Ионы Mn каталитически активны 2+ . Энергия активации этого процесса равна значительно меньше, хотя бы из-за противоположного заряда молекул подложки. Катионы Mn 2+ сначала реагируют с анионами MnO 4 - образуя промежуточный продукт, который в дальнейшем реагирует с оксалат-анионом.Очень часто Подкисление раствора оказывает каталитическое действие. Протонирование одной из молекул может вызвать изменение заряда облегчая атаку второй молекулы реагента. Этот механизм действия Поэтому катализатор можно сравнить с уменьшением бара... 9000 6

Иногда можно услышать определение катализатора как вещества, не вступают в реакцию, только ускоряя процесс. Наверное Это связано с тем, что в общем уравнении реакции нет катализатора.Нет это конечно правда. Катализатор принимает существенное участие в реакции (например, в в кинетическом уравнении имеет свою концентрацию, часто в большой степени показатель!). В присутствии катализатора процесс идет другим, более длинным путем, т. но более низкие энергии активации.

Символ на первом графике Общий DH был определен энергетический результат реакции (энтальпия процесса). Энергетический эффект реакции некатализированный идентичен в отношении процесса, работающего с присутствием катализатор.В обратимых реакциях применение катализатора приводит к состоянию равновесия, где концентрации реагентов идентичны , что касается процесса некатализируемый. Только то, что состояние равновесия устанавливается быстрее. В в районах научная фантастика иногда приходит мысль изобрести катализатор разложения водой комнатной температуры со смесью водорода и кислорода. Т смеси он сбрасывается по трубопроводу, сжигается (набирая энергию), а затем после конденсация (дополнительное производство энергии), возвращает воду в сосуд с катализатор.Может химический вечный двигатель и решение глобальная энергетическая проблема? К сожалению, катализатора нет. это может позволить процесс, который находится в заданных условиях (здесь: температура) невозможно... При обычной температуре вода стабильна и без катализатора может изменить этот факт. Возможно ли это по термодинамическим причинам разложение воды при обычной температуре происходит, в свою очередь, на смесь водорода и кислорода, не может быть легковоспламеняющимся...

Однако катализаторы

могут быть почти чудодейственные вещества... Дело в том, что иногда смесь двух из субстратов может быть образовано очень много различных продуктов. Правильный выбор катализатор можно заставить доминировать только в одном конкретном процессе. Лучшим примером является промышленное использование так называемого "синтез-газ", то есть смеси CO и H 2 . Выбор пропорции компонентов, физические условия и состав катализатора соответственно, можно промышленно вести с отличными показателями совершенно разные синтезы: бензина, парафина (углеводороды), метанола, этанола, формальдегида, отчуждение

Если не использовать катализатор, то даже для реакции о высокая энергия активации, вы можете легко увеличить процент молекул, имеющих энергии больше, чем это пороговое значение. Достаточно увеличить их энергию кинетическая, т.е. просто нагреет сосуд...

Если энергии активации процессов с участием молекулы катализаторов на больше, чем на для прямых процессов, это стоило бы Считается, что наличие такого вещества должно замедлять реакцию (торможение).Очевидно, этого не происходит, когда, несмотря на присутствие этого вещества, оно может ведь беги быстрее прямой реакции! Механизм действия ингибиторов как правило, он особенно эффективен при удалении реакции из окружающей среды, катализаторы процессов (или автокатализаторы). Иногда ингибиторы, однако, могут блокировать активные центры молекул субстрата.

** Подробнее один интересный факт: оказывается, что катализированный вариант реакции, несмотря более низкая энергия активации, возможно, по другим причинам (например,стерический) по реакция медленнее чем некатализированная дорога! Даже в таких при использовании катализатора дает итого эффект ускорения темп, потому что в дополнение к прямая реакция работает дополнительно другие процесс, который в совокупности способствует увеличению скорости разработки продукта - по обеим дорогам вместе. **

палка обучающая ... 9000 6

За бодрость и поддержку учебного процесса они иногда используют Teaching Stick .На Лекция приносит длинную палочку-кисть, на которой висит лист: « это модель энергии активации ”; закрепите палку горизонтально поперек нее пройти между скамейками на некоторой умеренной высоте. Cz студенты z некоторая (разная!) легкость в преодолении препятствия. Много людей отказывается от конфронтации с неожиданным сюрпризом и избегает препятствий, идущих на дорога окружит их места. Их больше, чем выше он размещен поперечина... Комментарий к ней позже как к модели каталитического процесса - используя возможность достижения цели другой, душевной, но более легкой Дорога

Есть мнение, что э Варианты катализируемого пути протекают быстрее, чем прямая реакция. Это не должно быть всегда. Пусть модель разбивает пробку на шоссе. Управляет несколько параллельных объездов по местным грунтовым дорогам или даже по полю. Объезды происходят со скоростью, намного меньшей, чем предписанная. участок автомагистрали, но, будучи ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМ, они вызывают более быстрое движение устранение заторов и ускорение доставки всего сообщества к месту назначения.

Оказывается, его используют Учебная палочка может быть методом повышения эффективности дидактики. В в старину его употребляли по-другому, но так долго метод, казалось, защищал от самых разных эффектов, которые существуют сегодня настоящие бедствия польских школ Если голоса о. восстановление старых радикальных средств, это вина тех, кто путем многолетний неприемлемый либерализм (неприемлемый, т.к. з использование разума ) позволили случиться нынешней драматической ситуации...

ЛИТЕРАТУРА
J.Chem.Educ. 75 , 658 (1998). [Спонтанные, спонтанные и необратимый]

ПОЛЗУНОК БЛОКИРОВКИ СКОРОСТИ I СТЕРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ КАТАЛИЗАТОР (ВТОРОЙ РАБОЧИЙ МЕХАНИЗМ КАТАЛИЗАТОР)

При описании механизма работы катализатора часто ссылаются на сравнение с ключом и патентным замком.Это может быть сравнение хорошая аналогия со стереоспецифичностью катализатора (v отдельных ферментов), однако, не очень точна с описание работы самого катализатора.

Необходим для успешного акта химической реакции очевидно, что суммы энергий обеих реагирующих молекул достаточно дуа # .

# «достаточно большой» = больше определенного порога в

Однако этого недостаточно, если хотя бы одна из молекул имеет вытянутой, асимметричной формы.Это приводит только к эффективному акту реакции столкновения, при которых молекулы «правильно» расположены друг относительно друга в космосе. Чем более вытянуты и асимметричны частицы, тем меньше они случайная такая установка вероятна. Если форма частицы особенно сложны, несмотря на удовлетворение потребности в энергии, лишь очень небольшой процент таких столкновений приводит к акту реакции синтез. Один из механизмов катализатора принудительно наиболее благоприятное пространственное расположение обеих молекул ( эффект стерический ).

Отличной моделью является застежка-молния. Каждый из нас, наверное, пытался своими руками закрепить звенья «сорвавшегося» замка. случайно ниже ползунка. Раздражающая неэффективность этих попыток необходимость применения значительной силы и необходимость быть предельно точным взаимное расположение связанных ячеек по отношению друг к другу. Малейшее отклонение делает соединение невозможным!

Бегунок молнии имеет два углубления, форма которых очень строгая соответствует форме клеток.Клетки помещаются в эти углубления, и их подгонка предотвращает любое непреднамеренное отклонение. Скользящий ползунок замок заставляет веерообразные звенья сцепляться друг с другом. Один вытягивание ползунка вызывает вырезание "мгновенной" комбинации из многих десятков элементы. И это практически без сопротивления!

Наиболее характерны изменения при реакции с участие ферментов. Молекула катализатора образует комплекс с молекулами субстраты.В этом комплексе молекула катализатора-фермента форсирует оптимальную для реакции расположение молекул субстрата в пространстве («стерический эффект »). При образовании комплекса происходят изменения и в молекуле фермента. пространственная конструкция.

После образования продукта высвобождается молекула фермента, принимает свою первоначальную форму и вступает в реакцию, образуя комплекс с дальнейшие частицы субстратов. Этот цикл изменений называется оборотом . фермент .Эффективность некоторых ферментов впечатляет. В случае каталаза или карбоангидраза , в оптимальных условиях ste субстратов и температуры, эти ферменты совершают около миллиона оборотов за время минут!

Медленные химические реакции – это процессы, которые существуют: 90 030

"Жизненная стратегия"

Живые организмы используют термодинамически нестабильный реагентные системы; эта нестабильность является источником энергии для нужд жизнь.Однако для этой цели используются медленных . химические реакции (если бы это были быстрые процессы, энергия выделялась бы в доли секунды, что может вызвать сильное повышение температуры и разрушение тело!). В основном они используются в качестве первичных источников энергии. окислительно-восстановительные реакции. По указанным выше причинам они относятся к их числу. особенно много медленных процессов. Эти субстраты хранятся в клетки, а медленная реакция является гарантией от неуправляемого ими потребление.В зависимости от жизненных потребностей организма процессы энерговыделения регулируется контролируемой подачей катализатора-фермента.

Стратегия накопления аналогична. Накапливая количество глюкозы, необходимое для выживания в неблагоприятный период, невозможно (это должен быть, например, насыщенный раствор!). Глюкоза превращается он практически нерастворим в зерне (и поэтому не занимает слишком много места) крахмала. Крахмал термодинамически нестабилен в водном растворе, но по разным причинам (в том числев. стерический), гидролиз крахмала — чрезвычайно процесс медленный. По мере необходимости в организме может происходить спонтанный процесс гидролиза крахмала. активируется в любое время - путем доставки фермента: амилазы . Целлюлоза тоже состоит из остатков глюкозы (немного иначе связаны, чем в молекуле крахмала). Однако, поскольку целлюлоза в организмах овощи выполняют функцию строительных блоков – в отличие от крахмала он должен быть очень устойчива к разложению, хотя, как и крахмал, целлюлоза термодинамически неустойчив.Остатки глюкозы в молекуле целлюлозы связаны между собой способ, который сильно затрудняет доступ молекул ферментов к визе гликозид (дополнительно имеется вторичная структура из параллельных пучков частицы целлюлозы). Вот таким простым образом термодинамически нестабильны молекула целлюлозы оказывается достаточно кинетически стабильной - по крайней мере, по сравнению со временем жизни родительского растительного организма.

## это время жизни может быть впечатляюще долгим для некоторых растений; возраст какой-то деревьям намного больше 1000 лет!

### стабильность целлюлозы не дает агрономам спать по ночам.Подавляющее большинство биомассы на Земле составляет целлюлоза. Это может быть неисчерпаемым источник корма в животноводстве. К сожалению, именно целлюлоза кинетически «закреплено», что лишь немногие животные могут он будет использовать источник пищи; такая способность общеизвестна термиты (любимая диснеевская тема "мультиков") и в меньшей степени - жвачные животные. Совершенно верно: работу выполняют микроорганизмы с фермент целлюлаза , а животные лишь обеспечивают им условия разработки и сырья.Промышленные попытки аналогичного использования целлюлозы для не удалось ... 9000 6

ЛИТЕРАТУРА
Моды Техник. № 2 (1984). [бегунок молнии]

Томаш Плучиски
новый адрес: [email protected]

.

Динамика самораспространяющихся подвижных бактериальных фронтов - FSU-University.ru

Это перевод. Исходная веб-страница: http://carambola.usc.edu/research/biophysics/BacterialFronts.html

Элисон Крейгсли и Пол Д. Ронни

Кафедра авиации и машиностроения

Университет Южной Калифорнии, Лос-Анджелес, Калифорния -1453

Стивен Э. Финкель

Кафедра биологических наук

Университет Южной Калифорнии, Лос-Анджелес, Калифорния -1340

Реферат

Хотя многое известно о самовосстанавливающихся диффузионных фронтах реакций, происходящих во многих химически активных системах, таких как пламя, процессы полимеризации и некоторые водные реакции, эта обширная база знаний не применялась систематически к биологическим системам, таким как распространение подвижные бактерии перед.Цель этой работы состоит в том, чтобы (1) определить, могут ли такие знания быть применены к биологическим системам, и (2) если да, то получить более количественное и прогностическое понимание биологических систем, которые демонстрируют самовоспроизводящиеся фронты. Аналогия между распространением мобильных бактерий и другими самовосстанавливающимися фронтами будет исследована в связи с динамическими свойствами таких фронтов. Первоначальные эксперименты с бактериями E. coli действительно показали поведение, аналогичное диффузионным системам реакций.Мы стремимся провести всестороннее исследование динамических свойств, включая скорость распространения, эффекты кривизны фронта, пределы затухания, пределы стабильности, эффекты плавучести, эффективные коэффициенты диффузии и временную шкалу воспроизведения. Эта информация будет использоваться в качестве исходных данных для существующих аналитических/численных моделей диффузионных фронтов реакции, и будет определена достоверность предлагаемых аналогий. Также будут оценены различия между обычными диффузионными и микробиологическими системами.Одно из ключевых отличий заключается в том, что бактерии развиваются и реагируют на стресс, фактор, который будет исследован путем повторения вышеуказанных тестов с бактериями, которые выжили в условиях, близких к закалке. Затем эти данные будут использованы для лучшего понимания выживания и адаптации бактерий в неблагоприятных условиях.

Введение

Фронты самопроводящихся реакций возникают во многих химических и физических системах, включая пламя, свободнорадикальные процессы полимеризации и некоторые водные реакции.Все эти системы имеют две ключевые особенности: реактивная среда (например, топливно-воздушная смесь в случае пламени) и автокатализатор, являющийся продуктом реакции, который также ускоряет реакцию (например, тепловая энергия в случае пламени). Авторазмножение происходит, когда автокатализатор диффундирует в реактивную среду, инициируя реакцию и создавая больше автокатализатора. Это позволяет фронтам диффузии-реакции распространяться с постоянными ценами вдали от места зарождения.

Двумя наиболее важными характеристиками самоусиливающихся фронтов диффузионной реакции являются , скорость распространения, (с), и предел затухания , . Скорость воспроизводства - это скорость, с которой фронталь входит в реакционную среду, которая обычно зависит от общего масштаба времени отклика (τ) и коэффициента диффузии (D) автокатализатора согласно соотношению s ≈ (D / τ) 1/2 . t в свою очередь зависит от концентрации и активности реагентов. Предел гашения — это минимальное или максимальное значение определенных параметров (например, минимальная концентрация реагента или ширина канала), при которых может существовать постоянно расширяющийся фронт.Связь между химическими реакциями и диффузионным и конвективным переносом в пламени [[1]], фронтах полимеризации [[2]] и водных реакциях [[3]] хорошо известна количественно.

Удивительно, но подобное направление исследований не применялось к микробиологическим системам, хотя первое моделирование реактивно-диффузионных фронтов приводит к соотношению s ≈ (D/τ) 1/2 , выполненное в 1937 г. в рамках распространение инфекционных заболеваний (см. [[4]]).Цель нашего исследования состоит в том, чтобы оценить осуществимость этого процесса, а затем развить более количественное понимание таких микробиологических систем. Большинство микробиологических исследований сосредоточено на отдельных бактериях и учете их поведения. В этом исследовании мы применяем законы термодинамики и изучаем совокупное поведение большого числа людей. Тестовый случай, который мы выбрали для этого исследования, представляет собой очень популярную и широко изученную бактерию Escherichia coli , подвижную бактерию, которая (как и многие другие) плавает, используя свои щупальца или жгутики в своей среде, часто меняя направление поиска. для регионов с более высокой концентрацией ингредиента.В частности, бактерия имеет два режима поведения: «бегущий» режим, при котором жгутики вращаются, чтобы двигаться по более или менее прямой линии, и «кувыркающийся» режим, при котором жгутики меняют ориентацию с небольшим чистым движением [5]. Возникающее в результате движение в чем-то аналогично беспорядочному блужданию молекул, которое приводит к классической диффузии Фикиа (хотя механизм совершенно иной, поскольку, в отличие от молекул, движение бактерий не связано с упругими столкновениями между бактериями).Более того, при благоприятном градиенте питательных веществ бактерия больше действует, чем вращается, что приводит к более высокому D, в то время как при неблагоприятном градиенте она больше вращается, что позволяет ей искать новые направления и приводит к более низкому D; это также приводит к предвзятому случайному маршу, который благоприятствует миграции в районы с повышенным содержанием питательных веществ.

Эти особенности мобильных бактерий можно использовать для моделирования их поведения в качестве диффузионных фронтов реакций. Скорость размножения (с) E.coli , которую мы измерили (см. раздел «Предварительные результаты») в 0,3% агаровой среде, составляет около 4,5 мм/ч. Шкала времени размножения (t) E.coli составляет приблизительно 20 минут. Из скорости распространения s ≈ (D/τ) 1 /2 , D ≈ s 2 τ, поэтому D ≈ 1,5 х 10 -5 см 2 /сек. Это значение соответствует ожидаемому значению, основанному на кинетической теории частиц, которая показывает, что D пропорционально скорости частицы (с), умноженной на средний свободный пробег частицы (l), , т.е. .Для частиц перемещайте расстояние между частицами до того, как они столкнутся друг с другом, или для подвижных бактерий измените направление. l можно оценить как умножение на время (t) плавания бактерий без изменения направления. Для E. coli была измерена средняя скорость плавания 21 мкм/сек с 21 сменой направления за 30 секунд. Отсюда следует, что  ≈ 1,4 с и l ≈ 3,0 x 10 90 037 -3 90 038 см и, следовательно, эффективная диффузионная способность D ≈ 6,3 x 10 90 037 -6 90 038 см 2 /с, что имеет тот же порядок величины, что и значение D, полученное из D ≈ с 2 τ.

Делаем вывод, что распространение подвижных бактерий целесообразно характеризовать как диффузионные фронты реакции. Многие микробиологические тесты измеряют реакцию системы на температурный или нутриентный градиент, воздействующий на систему; мы собираемся показать, что бактерии могут генерировать свои собственные градиенты и, следовательно, могут воспроизводить . В таблице 1 показана предполагаемая аналогия между пламенем (типичный фронт диффузионной реакции) и микробными системами.

Пламенные или молекулярные свойства Микробиологический эквивалент
Температура Концентрация бактерий
Топливо Питательные вещества
Температуропроводность ≈ cλ Бактериальная диффузия
Коэффициент диффузии топлива Коэффициент диффузии питательных веществ
Скорость звука (с) Скорость плавания бактерий в режиме «бега»
Средний свободный пробег (λ) c умножить на среднее время перехода из режима бега в режим акробатики и обратно
Шкала времени реакции (τ) Время воспроизведения
Потери тепла Смерть (отдельные бактерии)
Тушение Гибель (всех бактерий)
Таблица 1.Предлагаемая аналогия между пламенем и микробным фронтом

Осложняющим фактором при воздействии пламени и подвижных бактерий является то, что эффективный коэффициент диффузии изменяется в зависимости от концентрации продукта. В случае пламени производство продуктов приводит к более высокой температуре, что увеличивает D почти во всех случаях. Известно, что для подвижных бактерий бактерии проводят меньше времени в режиме «бега» и больше времени в режиме «акробатики», когда уровень питательных веществ высок (зачем оглядываться, когда трава зеленая?). ниже, и поэтому эффективная диффузионная способность будет ниже при высокой концентрации питательных веществ.В случае распространяющегося фронта несколько бактерий на переднем крае фронта видят высокую концентрацию питательных веществ и, следовательно, имеют низкий D. Более высокие концентрации бактерий («продукт» реакции) на заднем крае фронта будут находиться в среде с более низкой концентрацией питательных веществ и, следовательно, будет «бегать». «Больше и «барабанить» меньше, увеличивая l и, следовательно, D будет увеличиваться. Таким образом, аналогия с пламенем достаточно широка.

Первоначальные результаты

Приведенное выше обсуждение побудило нас провести предварительные эксперименты для проверки осуществимости наших предложений.Эти эксперименты проводили при 37°С в стандартных чашках Петри с использованием среды на водной основе, содержащей (если не указано иное) 1% NaCl, 1% триптона, 0,5% дрожжей и 0,1% агара. Агар увеличивает вязкость среды и существенно препятствует свободному перемещению. Среду инокулировали бактериями в точке (обычно в центре чашки) и визуально наблюдали результирующий прогресс (если он был) перед бактериями. Были протестированы несколько штаммов E. coli . После начального переходного состояния все они показали линейное увеличение радиуса фронта со временем.Пример показан на рис. 1.

Рисунок 1 показывает, что фронтальная кривая изначально движется медленнее, когда фронтальный радиус мал, а фронтальная кривая высока. Все остальные тесты показали ту же тенденцию. Такое поведение наблюдается на химических фронтах, где автокаталитический продукт имеет более низкую диффузию, чем реагент ( т.е. . В случае пламени высокая температуропроводность и низкая диффузия топлива), и причины этого хорошо понятны [[6]]. В то время как коэффициент диффузии триптонового питательного вещества неизвестен, по аналогии с аналогичными молекулами значение 10 -7 см 2 /с можно оценить, что ниже кажущегося коэффициента диффузии E.coli , как указано выше. Как следствие, поведение, показанное на рис. 1 согласуется с моделью реактивной диффузии с фронтальным распространением. Более того, теория пламени показывает, что если отношение коэффициента диффузии продукта к реагенту слишком отличается от 1, оно может быть выше или ниже, могут возникать различного рода неустойчивости фронта. Формирование паттернов в микробных системах хорошо известно [[7]], но теория диффузии реакций не использовалась для количественной оценки и предсказания таких паттернов.Мы будем исследовать такие нестабильности, изменяя среднюю диффузию через концентрацию агара. Более того, мы подозреваем, что такой выбор времени центрифугирования для E. coli не случаен, так как влияет на D; если D слишком низкое или слишком высокое, возникают нестабильности, которые могут нанести ущерб выживанию. Мы реализуем эту концепцию, исследуя влияние концентрации агара на скорость и время микробного центрифугирования под микроскопом и определяем, регулирует ли бактерия (как в полете, так и в ходе эволюционных процессов) свою скорость вращения и время, чтобы модифицировать эффективную D для поддержания устойчивые фронты.

Рис. 1. Примеры экспериментальных данных о лучах лобных бактерий в зависимости от времени.

Рис. 2. Измеренное влияние глубины агара и раствора на постоянную скорость распространения бактериальных фронтов.

Влияние концентрации агара и глубины среды на постоянные значения скорости размножения s показано на рис. 2. При концентрации агара 0,5% или более (не показано) среда была практически твердой, и бактерии распространялись только по поверхности среды, а не в объеме.Поведение бактерий, подобное диффузионному, в этом случае маловероятно, поскольку они не умеют плавать. При концентрации агара 0,4% и ниже бактерии распространялись в среде. Самые высокие скорости распространения (с) наблюдались при самых низких концентрациях агара (и, следовательно, при самой низкой вязкости среды). Этого можно ожидать, потому что при более низкой вязкости бактерия способна плавать быстрее и, следовательно, должна иметь более высокий эффективный D, что приводит к более высокому s (поскольку s пропорционально D 1/2 , как обсуждалось выше).

Установлено, что глубина раствора почти не влияет на s. Принимая сечения среды после частичного расхождения фронта, оказалось, что фронты в основном одинаковы в вертикальном измерении. Таким образом, поток плавучести не влияет на эти фронты, иначе можно было бы ожидать влияния глубины раствора на s или неравномерность в вертикальном направлении. Поскольку испытания проводились на воздухе, эти наблюдения также свидетельствуют о том, что диффузия кислорода в субстрат незначительна, иначе рост у поверхности питательного раствора был бы иным, чем под поверхностью.Последний результат показывает, что бактерии растут анаэробно.

Чтобы определить, существуют ли на бактериальных фронтах «гасящие» границы, был проведен эксперимент, в котором бактериальные фронты пытались размножаться через узкие и широкие каналы с антибиотическими стенками. Поскольку антибиотики удаляют автокаталитический продукт (бактерии), действие стенок аналогично отдаче тепла холодным стенкам при пламени. Для прямого распространения в узких каналах хорошо известно, что предел гашения возникает из-за потери тепла стенками канала, когда число Пекле Pe = sw/D, где w — ширина канала, а D — коэффициент диффузии, меньше критического ценность.Таким образом, при наличии тепловых потерь фронты могут распространяться по широким каналам (высокие Pe), но не по узким каналам (низкие Pe). На рис. 3 видно, что фронты могут распространяться по широкому каналу, но не по узкому, что указывает на предел затухания. В данной работе будет проверена возможность применения гасящего соотношения Pe = sW / D = предельная константа.

Также было исследовано влияние концентрации триптоновых компонентов; было обнаружено, что при половинном номинальном значении разброс не происходит, в то время как s почти не изменяется при удвоении концентрации триптона по сравнению с ее номинальным значением.Это может указывать на предел тушения даже при отсутствии антибиотических стенок. То же самое происходит с пламенем из-за потери тепла излучением, когда концентрация топлива слишком мала. Мы рассмотрим этот предел без стены и попытаемся установить механизм потерь, ответственный за подавление фронтального распространения при низком уровне питательных веществ.

Титрование среды для подсчета количества бактерий последовательно показало значительный пик концентрации бактерий на переднем фронте, за которым следует значительное падение позади фронта, а затем второй пик значительно позади первого.Это согласуется с изображениями, представленными на рис. 3. В дальнейшей работе мы будем использовать анализ титрования, чтобы определить, составляет ли толщина фронта ≈ D/s, как предсказано теоретически. На основании визуального осмотра на рис. 3 толщина фронта составляет около 1 мм, что близко к прогнозу D/s = (1,5 х 10 -3 мм 2 /сек)/(4,5 мм/ч) = 1,2 мм. Результаты с бактериальным штаммом дикого типа показали немного более быстрое начальное переходное состояние и более короткое время и расстояние для достижения постоянной постоянной скорости размножения по сравнению со штаммами с генетическими метками.

Рис. 3. Фотографии фронтов подвижных бактерий E. coli, размножающихся узкими (6 мм, слева) и широкими (35 мм, справа) каналами с боковыми стенками антибиотика канамицина (по 100 мкл канамицина на сторону), сделанные через 6,5 часов после инокуляции. Оба: 2086 E. coli дикого типа, 0,1% агар, стандартная среда.

Текущая исследовательская программа

Основываясь на очевидном успехе модели реакционной диффузии в описании этих предварительных экспериментальных результатов, мы реализуем следующую исследовательскую программу:

90 220
  • Определить нормы разбрасывания E.coli в зависимости от концентрации питательных веществ, подвижности субстрата (путем изменения концентрации агара), температуры окружающей среды, концентрации кислорода в среде (аэробная или анаэробная среда) и толщины слоя среды. Эти тесты будут проводиться так же, как описанные выше предварительные эксперименты. Кроме того, чтобы улучшить визуализацию фронтов, мы будем использовать флуоресцентные красители, специфичные для E. coli от Molecular Probes, Inc (Юджин, Орегон). улучшить визуализацию фронтов.Для возбуждения флуоресцентных красителей будет использоваться источник ультрафиолетового света (приобретается) или лазер на ионах аргона.
  • Определить D из соотношения D ≈ s 2 τ и сравнить с ожидаемым из соотношения D = c 2 τ, где c – измеренная (с помощью видеомикроскопа) скорость (c) и τ – среднее время изменения направление. Стандартного видео достаточно, так как шкала времени загрузки обычно составляет 1 секунду, а частота видеокадров — 30 кадров в секунду.
  • Определите пределы угасания и ограничьте числа Пекле, позволив фронтам распространяться по каналам разной ширины (w) со стенками из антибиотика (канамицин или аналогичный), и определите, является ли Pe постоянным на границе, т.е. .Пропорциональна ли скорость (с) распространения в пределе 1/w?
  • Определите предел угасания при отсутствии стенок (уменьшение концентрации питательных веществ для различных концентраций агара) и установите механизм потери ( т.е. . Механизм гибели клеток), ответственный за этот предел.
  • Определяют пределы стабильности в зависимости от коэффициента диффузии продукта (бактерий) и реагента (питательного вещества) путем изменения концентрации агара в среде и концентрации питательного вещества. Флуоресцентные красители облегчат визуализацию неоднородных фронтов и создание узоров.
  • Определите, есть ли эффект плавучести при прямом распространении. Поскольку плотность бактерий E. coli немного отличается от плотности воды, при низкой вязкости возникает эффект плавучести. Большинство исследователей используют агар с высокой вязкостью для предотвращения потока жидкости, но многие настоящие среды E. coli имеют вязкость, аналогичную воде. Эффекты плавучести будут исследованы путем тестирования распространения фронта в среде, не содержащей агара, в вертикальном аппарате с параллельными пластинами (называемом ячейкой «Хеле-Шоу» в литературе по гидромеханике), а форма фронта и скорость распространения будут определены. наблюдаться.
  • Смоделируйте эти результаты, используя наши существующие аналитические/численные модели диффузионно-реактивного фронта.
  • Конечно, между обычными реакционно-диффузионными системами и микробиологическими системами существуют некоторые различия. Одно из ключевых отличий заключается в том, что бактерии развиваются и реагируют на стресс, фактор, который будет исследован путем повторения вышеуказанного теста с «опытными» бактериями, которые выжили в условиях, близких к закалке. Другим отличием, как обсуждалось выше, являются смещенные диффузионные свойства.Это смещение можно смоделировать, используя зависимость нелинейной диффузии, чтобы обойти закон Фика.

    Практическое значение

    Данная работа представляет собой исследование динамики нового класса фронтов распространения с участием подвижных бактерий. Как обсуждалось выше, тестирование форвардной динамики имеет множество применений. Однако это исследование представляет особый интерес для микробиологов, поскольку оно касается долгосрочных механизмов выживания и эволюции, используемых бактериями.Одним из основных факторов, влияющих на скорость эволюционных изменений в этих бактериальных системах, является уровень стресса окружающей среды, а также переход из одной среды в другую. Культурные системы, которые мы разрабатываем, представляют собой новую среду, в которой эти вопросы эволюции и выживания не решались. Эта работа, насколько нам известно, является первой попыткой биофизически охарактеризовать эти эффекты.

    Изучение роста E. coli в анаэробных условиях представляет особый интерес.Когда E. coli (и все другие кишечные бактерии) растут в желудочно-кишечном тракте человека, они растут в анаэробных условиях. Мы хотим начать изучение реакции на бактериальный стресс в отсутствие кислорода, чтобы еще больше расширить наше общее понимание того, как эта бактерия адаптируется к жизни в различных экологических нишах. Например, в настоящее время неизвестно, изучаются ли механизмы репарации повреждений ДНК и мутации, изученные проф. Финкель (и оказалось важным для адаптации к новым условиям) работает в анаэробных условиях.Это исследование устранит разрыв между фундаментальными исследованиями в областях, которые более важны с медицинской точки зрения.

    Артикул

    __________________________________________

    [1]. Williams, FA, Combustion Theory , 2 nd Ed., Benjamin-Cummins, 1985.

    [2]. Пойман Дж. А., Хященко В. М., Хан А. М., «Свободнорадикальная фронтальная полимеризация: самораспространяющиеся волны реакции». J. Chem. Soc., Faraday Trans. 92,2825 (1996).

    [3]. Эпштейн, И. Р. Пойман, Дж. А. Введение в нелинейную химическую динамику , Оксфорд, 1998.

    [4]. Winfree, AT, Геометрия биологического времени , Springer-Verlag, 1990; Мюррей, Дж. Д., Математическая биология , Springer-Verlag, 1993,

    [5]. Берг, Х.С., «Подвижное поведение бактерий», Phys.Today 53, 24 (2000).

    [6]. Льюис, Б., фон Эльбе, Г., Горение, пламя и взрывы газов , 3-е изд., Академик Пресс, 1987,

    .

    [7]. Будрене Э.О., Берг Х.С., «Сложные паттерны, образованные подвижными клетками кишечной палочки», Nature 349, 630 (1991).

    .

    Смотрите также

    
    Оцените статьюПлохая статьяСредненькая статьяНормальная статьяНеплохая статьяОтличная статья (проголосовало 13 средний балл: 5,00 из 5)