Катализ, катализаторы. Основные типы катализаторов. Принцип микроскопической обратимости. Ингибиторы

Периодически и непериодически изменяющиеся свойтсва элементов по их расположению в таблице Менделеева. Энергия ионизации атомов, сродство к электрону. Понятие об элеткроотрицательности.

Билет 14

Произведение растворимости Условия образования и ратсворения осадков. Ионный обмен и ионообменники.

Насыщенный раствор образуется в том случае, когда растворяемое вещ-во больше уже не может растворяться в нем.Если растворяемое вещ-во представляет собой ионное соединение, то ионы в насыщенном растворе находятся в динамическом равновесии с избыточным, нерастворившимся тв вещ-вом. Например, в насыщенном растворе хлорида серебра устанавливается следующее равновесие: AgCl(тв)=Ag⁺(водн)+Cl^-(водн)

Константа этого равновесия определяется выражением: Kпр=([Ag⁺][Cl^-])равн

K-произведение растворимости хлорида серебра.Растворимость хлорида серебра можно выразить через концентрацию с растворенного AgCl в воде.Эта концентрация совпадает с конц обоих ионов в растворe [Ag]=[Cl]=c

Кпр=с ²

В насыщенном растворе электролита произведение концентраций его ионов есть величина постоянная при данной температуре.Эта величина количественно характеризует способность электролита растворяться.

Условие образования и растворения осадков: произведение растворимостей могут использоваться для предсказания условий осаждения солей из раствора.Если произведение концентраций ионов в двух смешиваемых растворах превосходит произведение растворимости, то после смешивания раствора будет происходить осаждение осадка, до тех пор, пока произведение концентраций ионов не станет меньше произведения растворимости.

Ионный обмен-это процесс, в результате которого ионы, находящиеся в твердой фазе,обмениваются с ионами, находящимися в растворе.

Ионообменники: катионообменники, анионообменники.Когда твердый катионообменник приходит в соприкосновение с раствором, в котором содержатся какие-либо ионы, между ними устанавливается равновесие.

Ионный материал можно регенерировать(восстанавливать)

Анионообменник удаляет из раствора анионы.Для регенерации анионообменника может использоваться какое-либо основание.

Периодический закон Менделеева: свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины атомных весов элементов. Новая формульровка: Сво-ва хим. элементов, а также формы и сво-ва соединений элементов наход. в период. зависимости от величины заряда ядра их атомов.

Разделив все элементы на периоды и располагая один по другим так, чтобы сходные по свойствам и типу образуемых соед-ий элементы находились друг над другом, Менделеев составил таблицу, названную им период. системой элементов по группам и рядам. Соврем-я таблица состоит из 10 гориз. рядов и 8 вертик. столбцов или групп, в к-ых один под другим расположены сходные между собой элементы.

Период (7) -гориз. ряд элементов, располож. в порядке возраст. порядкового номера. В пределах периода с возрастанием поряд. номера изменяются свой-ва элементов:

* Метал. сво-ва ослабевают; *Неметал. сво-ва усиливаются; * Возрастает валентность по кислороду (от 1 до 8); *Уменьшение валентности по водороду (от 4 до 1, начиная с 4 группы);* Сво-ва соед-ий изменяются от основных через амфотерные к кислотным.

В пределах мал. периодов изменение сов-в идет быстрее, чем в больших. У элем-ов больших периодов сначала происходит заполнение не внешнего, а предвнеш. электр-го слоя, поэтому большие периоды делятся на 2 ряда. Элементы четных рядов больших периодов являются металлами, т.к. содержит 1,2 ē на внешнем уровне.

С изменением числа ē на внеш. уровне у элементов одного и того же периода слева на право незначительно, уменьшается R. При увел. числа ē увалич. сила Кулоновского взаимодействия.

Группа (8). В каждой группе выделяется главная и побочная подгруппа.

* Главная подгр. (А) образована элементами больших и мал. периодов, имеющих одинаковое число ē на внешнем уровне, равное № группы. Поэтому сво-ва элементов сходны и они образуют семейства.

*Побочные подгруппы(В) образованы только элементами больших периодов. Они содержат не внешнем уровне 1-2 ē и являются Металлами. Степень окисления может быть не равна № группы. Такая особенность послужила основой деления групп на подгруппы.

Только элементы А подгр.(начин. с 4) образуются летучие соед-я. В пределах А подгруппы металл-ие свойства ↑, а неметалл. ослабевают, т.к ↑ R атома и лёгкость отдачи ē. Самый активный Ме – Fr(франций),самый активный неМе – F(фтор).

Энергия ионизации – энергия, необх-ая для такого возбуждения ē, чтобы он смог отделиться от атома.

Сродство ē – энергия адсорбции ē при присоед-нии к изолированному атому в газовой фазе, с образов-ем однозарядного «-«иона.

Электроотрицательность – характеризует способность атома присоединять ē, при образовании хим. связи. ЭО элемента не является постоянной величиной: она зависит от валентности, проявляемой атомом в соответствующем соединении. ЭО зависит от заряда иона. Чем более типичным Ме является элем-т, тем ниже его ЭО; чем более типичным является элем-т, тем выше его ЭО.

Катализ – явление ускорения реакции в присутствии веществ, называемых катализаторами, которые вступают в промежуточное взаимодействие с реагирующими веществами, затем возвращаются в почти неизменном виде.

1. если (энергия Гипса)<0, то катализатор ускоряет реакцию

2. если (энергия Гипса)>0, то катализатор не влияет

3. если (энергия Гипса)=0, то кат.в равной степени ускор.как прямую, так и обратную реакцию.

Основные свойства и особенности катализаторов:

1. химическая неизменяемость. (при частом использовании одного и того же катализатора наблюдается явление дезактивации)

2. незначительное количество по сравнению с реагентами

3. активность катализатора (зависит от присутствия посторонних веществ; вещества, усил.активность – промотэры, а занижающие активность – каталитические яды)

4. селективность (катализатор обладает избирательным действием)

5. в случае обратимости реакции катализатор одинаково ускоряет как прямую, так и обратную реакцию, следовательно не смещает равновесия.

Типы катализаторов: гомогенные, гетерогенные, биологические (биокатализаторы или ферменты). Все эти вещества увеличивают скорость реакции. Однако существуют вещества, уменьшающие скорость реакции – ингибиторы. Механизм их действия не противоположен механизму действия катализаторов, так как они не повышают энергию активации, а препятствуют обычному пути протекания химической реакции, вступая в реакцию с какими-либо промежуточными веществами, удаляя их из реакционной смеси, что затрудняет протекание всей последовательности стадий в многостадийной реакции (например, глицерин, который замедляет разложение пероксида водорода).

Гомогенный катализ осуществляется, когда катализатор и реагирующая система находятся в одинаковом фазовом состоянии. Гомогенный катализ в газовой фазе – каталитическое разложение N₂O в газовой фазе (роль катализатора выполняют радикалы хлора). 2N₂O=>2N₂+O_2(г.) . Гомогенный катализ в водной фазе – разложение пероксида водорода, катализируемое ионами йода.

Принцип микроскопической энергии: все элементарные стадии химической реакции обязательно равновесны.

Дата добавления: 2015-04-24