Снижение энергии активации под действием катализатора

DЕ=Е – Е_к,

где Е, Е_к – энергия активации с катализатором и без него.

В присутствии катализатора возникают другие активизированные комплексы, причем для их образования требуется меньше энергии, чем для образования активизированных комплексов воздействующих без катализатора, следовательно, энергия активации понижается

Температурой зажигания катализатора называют минимальную температуру реагирующей смеси, при которой процесс начинает протекать с достаточной для практических целей скоростью. Чем активнее катализатор, тем ниже температура зажигания.

Отравление катализаторов – это частичная или полная потеря его активности в результате действия посторонних примесей – контактных ядов.

Наиболее важной характеристикой катализаторов является их активность.

Активность, т.е. мера ускоряющего действия катализатора по отношению к данной реакции.

Активность определяется по уравнению:

Ак= е^DЕ/RT

Важной особенностью катализаторов является их избирательность, селективность по отношению к определенным реакциям.

Селективность катализатора – это его способность ускорять целевую реакцию при наличии нескольких побочных.

S_кт=G_{целевая}/G_ц+G_побоч.

Используя в качестве исходных реагентов одни и те же вещества и применяя различные катализаторы можно получить различные продукты реакции.

Например:

Аl₂O₃

С₂Н₅ОН → С₂Н₄ + Н₂О

этиловый оксид этилен

спирт алюминия

Н₃РО₄

2С₂Н₅ОН → С₂Н₅ОС₂Н₅ + Н₂О

ортофосфор- диэтиловый

ная кислота эфир

MgO+SnO₂

2С₂Н₅ОН → СН₃СНО + Н₂О

оксид магния ацетальдегид

оксид олова

Таким образом, селективность катализаторов позволяет ускорить одну реакцию из ряда возможных и проводить процесс при пониженной температуре, подавляя другие реакции.

В биологии катализаторы называются ферментами. Ферментативный катализ лежит в основе сложных химических превращений, протекающих в живых организмах.

Основными технологическими каталитическими (гетерогенными) параметрами, которые задаются или определяются расчетом, являются степень превращения (Х), активность катализатора (А_к), селективность (S_к), константа скорости процесса (k), время контакта реагента с катализатором (τ), объемная скорость газа в слое катализатора (V_г), производительность катализатора (П_кт), оптимальная температура, интенсивность катализатора.

Объемная скорость газа в слое катализатора:

Vоб=Vг/V

Vг – объемный расход газа (м³/ч)

V – насыпной объем катализатора (м³).

Время контакта реагента с катализатором определяется по формуле:

t=Vсв/Vсм

Vсв – свободный объем катализатора,

Vсм – объем реагирующей смеси, проходящей через катализатор.

Дата добавления: 2014-01-11