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)

Гомогенний каталіз




КАТАЛІТИЧНІ ПРОЦЕСИ

Швидкість хімічної реакції при певній температурі визначається швидкістю утворення активованого комплексу, яка, в свою чергу, залежить від величини енергії активації. У багатьох хімічних реакціях в структуру активованого комплексу можуть входити речовини, які стехіометрично не є реагентами; вочевидь, у цьому випадку змінюється і величина енергії активації процесу. При наявності декількох перехідних станів реакція буде йти переважно по шляху з найменшим активаційним бар'єром. Розрізняють позитивний і негативний каталіз (відповідно збільшення або зменшення швидкості реакції), хоча часто під терміном "каталіз" мають на увазі лише позитивний каталіз; негативний каталіз називають інгібуванням.

Причиною збільшення швидкості реакції при позитивному каталізі є зменшення енергії активації при протіканні реакції через активований комплекс з участю каталізатора (рис).

За рівнянням Арреніуса константа швидкості хімічної реакції знаходиться в експоненційній залежності від величини енергії активації, зменшення останньої веде до значного збільшення константи швидкості. Зменшення енергії активації всього на 50 кДж/моль веде до збільшення швидкості реакції в 27∙105 раз (насправді, внаслідок низки побічних ефектів, таке зменшення енергії активації прискорює реакцію «всього» в 105 раз).

 

У цьому випадку і реагенти і каталізатор утворюють одну фазу. При цьому каталізатор утворює з реагентами проміжні реакційноздатні продукти. Розглянемо деяку реакцію:

А +В ® С.

Без каталізатора вона проходить в одну стадію, причому процес внаслідок великої енергії активації відбувається повільно. У присутності каталізатора відбуваються дві стадії, в результаті яких утворюються частинки проміжної сполуки АК (швидка стадія) і потім кінцевий продукт реакції з регенерацією каталізатора (повільна стадія):

А + К ↔ АК, АК + В ® С + К.

Енергетичні бар'єри, які треба подолати на кожній з цих стадій, значно менші, ніж для некаталітичного процесу, тому вони відбуваються з більшою швидкістю, ніж некаталітична реакція. Прикладом такого процесу може бути реакція розкладення ацетальдегіду, енергія активації якої ЕА = 190 кДж/моль:

CH3CHO ® СН4 + CO.

В присутності парів йоду процес протікає в дві стадії:

СН3СНО + І2 ® СН3І + НІ + CO,

СН3І + НІ ®СН4 + І2.

Зменшення енергії активації цієї реакції в присутності каталізатора складає 54 кДж/моль; константа швидкості реакції при цьому збільшується приблизно в 100000 раз. Найбільш розповсюдженим типом гомогенного каталізу є кислотний каталіз, при якому в ролі каталізатора виступають йони Н+.

Існують такі типи гомогенного каталізу: кислотно-основний, окисно-відновний, координаційний, гомогенний газофазний, ферментний.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-05-23; Просмотров: 2291; 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: 0.008 сек.