Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Понятие о катализе. Катализ гомогенный и гетерогенный. Теории катализа. Биокатализ и биокатализаторы




Обратимые и необратимые реакции. Условия наступления химического равновесия. Константа химического равновесия. Принцип Ле Шателье-Брауна и его применение.

Обратимые и необратимые реакции.

Необратимые реакции идут только в одном направлении и завершаются полным превращением веществ в конечные продукты: С2Н5ОН + 3О2 = 2СО2 + 3Н2О

Обратимые реакции одновременно протекают в двух взаимно противоположных направлениях: Н2 + I2 ↔ 2НI + Q

Обратимые реакции идут не до конца, а до установления химического равновесия, которое для реакции (2) наступает тогда, когда в единицу времени образуется столько же молекул НI, сколько их распадается на молекулы Н2 и I2. Следовательно, химическое равновесие – это состояние системы, при котором скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции. Для любой равновесной системы:

mA +nB ↔ pC + gD Kp = ©p (D)g / (A)m (B)n,

где Kp – константа химического равновесия, (С), (D), (А), (В) – равновесные концентрации реагентов и продуктов реакции. Т.е. это означает, что при установившемся равновесии произведение концентраций продуктов реакции, деленное на произведение концентраций исходных веществ представляет собой постоянную величину, называемую константой равновесия. Величина Kp определяет глубину протекания процесса к моменту достижения равновесного состояния: чем больше Kp, тем больше степень превращения реагентов в продукты реакции.

Принцип Ле Шателье – Брауна

Если на равновесную систему оказывается внешнее воздействие, то равновесие смещается в сторону той реакции (прямой или обратной), которая противодействует этому воздействию.

1. Повышение концентрации одного из реагентов смещает равновесие в сторону прямой реакции, понижение же смещает равновесие в сторону обратной реакции.

2. При повышении температуры равновесие смещается в сторону эндотермической реакции; при понижении температуры – в сторону экзотермической реакции.

3. Повышение давления смещает равновесие в сторону уменьшения объема реагирующей системы (в сторону меньшего числа частиц); понижение же смещает равновесие в сторону увеличения объема реагирующей системы (в сторону большего числа частиц).

Катализ – это изменение скорости хим. реакции под действием вещества, многократно взаимодействующего с молекулами исходных реагентов с образованием промежуточных продуктов, и которое при этом не расходуется.

Положения катализа:

1) Катализатор образует промежуточное соединение либо с одним реагентом, либо со всеми компонентами.

2) Катализатор не изменяется химически, т.е. ΔG = 0.

3) Если реакция обратима, то введение катализатора ускоряет как прямую реакцию, так и обратную.

4) При положительном катализе уменьшается энергия активации.

5) Катализатор действует избирательно.

Катализаторы – вещества, участвующие в катализе.

Гомогенный катализ – когда участвующие вещества находятся в одном агрегатном состоянии; гетерогенный – когда вещества и катализатор находятся в различных агрегатных состояниях. Тогда скорость реакции будет определяться скоростью диффузии вещества к границам раздела и обратно.

Теории катализа:

1)теория активных центров – катализ происходит на месте дефектов в кристаллической решётке, где повышена энергия Гиббса.(Согласно этой теории носителями, каталитической активности являются аморфные (не кристаллические) образования из нескольких атомов на каталитически недеятельной поверхности носителя. Эти атомы, собираясь в небольшие группы — ансамбли (по 2—3 атома), образуют активные центры. Для синтеза аммиака, например, необходимы ансамбли, состоящие из трех атомов железа)

2)Мультиплетная теория – центры не обусловлены дефектами, а строением самого катализатора.(В основе этой теории лежит принцип структурного соответствия между расположением атомов на активных участках поверхности катализатора и строением молекул реагирующего вещества. Активными центрами на поверхности катализатора являются отдельные участки (мультиплеты) кристаллической решетки катализатора, имеющие правильную геометрическую конфигурацию, которая зависит от строения всей кристаллической решетки катализатора.)

3) Электронно-химическая теория катализа. Эта теория является наиболее современной. По характеру взаимодействия реагирующего вещества и катализатора все каталитические реакции с точки зрения электронной теории подразделяются на окислительно-восстановительные и кислотно-щелочные. В реакциях первого типа происходит переход электронов на катализатор или с катализатора. Поэтому все окислительно-восстановительные реакции катализируются в основном металлами, а также некоторыми полупроводниками.

Промоутеры катализа – вещества, увеличивающие эффективность катализатора (чаще всего это продукты реакции). Каталитические яды – понижают активность катализатора, вызывают отравление (если катализатор железо, то все кислород и серосодержащие вещества).

Катализ, протекающий в биосистемах называется ферментативным или биокатализом. Ферменты имеют белковую природу.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-06-04; Просмотров: 1495; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.009 сек.