Мир науки

Рефераты и конспекты лекций по географии, физике, химии, истории, биологии. Универсальная подготовка к ЕГЭ, ГИА, ЗНО и ДПА!

Скорость термических реакций, то есть реакций, происходящих между исходными частицами, находятся в основном электронном состоянии и приобретают энергию для преодоления энергетического барьера в виде энергии активных

частиц, которые сталкиваются, можно изменить двумя способами: повышением температуры реакционной системы и снижением энергетического бар 'премьера реакции.

 

Изменение скорости химической реакции под влиянием небольших добавок специфических веществ, количество которых в ходе реакции не меняется, путем изменения величины энергетического барьера (механизма реакции) называется катализом. Если каталитическое действие имеет один из продуктов реакции, то такой процесс называется авто-токаталитичним.

 

Некоторые особенности гомогенного и гетерогенного катализа являются общими:

 

- Катализатор участвует в химическом процессе, но не входит в состав продуктов;

 

- Взаимодействие катализатора с исходными веществами не является стехиометрической (одна массовая часть катализатора может вызвать превращение миллионов массовых частей исходных веществ);

 

- Катализаторы не влияют на величину константы равновесия (т.е. меняют одинаково скорость прямой и оборотной реакций);

 

- Активность катализатора зависит от наличия посторонних веществ, которые усиливают активность катализатора, - активаторов (промоторов) реакции. Например, в реакции синтеза аммиака катализаторами являются Fe, Mo, W, Ni, Co, а активаторами - Al2O3, MgO, Cr2O3;

 

- Большинство катализаторов имеет селективность (избирательность) действия.

 

Механизмы каталитических реакций сложны, многообразны и

 

очень редко определенными твердо.

 

Для гомогенного катализа разработаны количественную теорию промежуточных соединений:

 

1. Сначала образуется метастабильное промежуточное соединение катализатора и реагента.

 

2. Образование происходит с большой скоростью.

 

3. Распад промежуточного соединения является лимитирующей стадией.

 

Относительно гетерогенного катализа не существует единой теории.

 

Особенностью гетерогенного катализа является образование на активных центрах хемосорбованих комплексов, не способных к самостоятельному существованию. Характер хемосорбции зависит от электронной природы твердого катализатора. Активные металлы образуют прочные адсорбционные комплексы, поэтому неактивны катализаторами. И наоборот, малоактивны металлы (и полупроводники) образуют непрочные хемосорбовани комплексы и проявляют каталитическую активность. Сейчас наиболее распространенными теориями, которые объясняют связь между строением активных центров и механизмом гетерогенного катализа, является мультиплетна теория А. Баландина, теория активных ансамблей Н. И. Кобозева и электронно-химическая теория З. Рогинского.

 

Мультиплетна теория исходит из принципа структурного соответствия между расположением атомов в активных участках поверхности катализатора и строением молекул веществ, реагируют. Активными центрами на поверхности катализатора является мульти-плети - небольшие участки кристаллической решетки катализатора, состоящие из нескольких атомов или ионов. Адсорбированная молекула «садится» на мультиплет так, что ее различные атомы (группы) связываются с различными атомами мультиплета. Например, дегидратация и дегидрирование этанола происходят на разных атомах дублета с образованием различных продуктов.



Загрузка...
Яндекс.Метрика