Гомогенный и гетерогенный катализ

Вещества, увеличивающие скорость химической реакции, называются катализаторами. Явление возрастания скорости реакции под действием таких веществ, называется катализом (от греч. katalysis - разрушение). Реакции, протекающие под действием катализаторов, называются каталитическими.

В большинстве случаев действие катализатора объясняется тем, что он снижает энергию активации реакции. В присутствии катализатора для образования активированного комплекса требуется меньше энергии, чем без него. Таким образом, энергия активации реакции уменьшается; молекулы, энергия которых была недостаточна для активных столкновений, теперь становятся активными, что приводит к увеличению концентрации активных молекул (рис. 17)

.

Рис. 17

Катализатор понижает энергию активации прямой и обратной реакции на одну и ту же величину. Следовательно, катализатор в одно и то же число раз ускоряет прямую, и обратную реакции.

Различают гомогенный и гетерогенный катализ. В случае гомогенного катализа катализатор и реагирующие вещества образуют одну фазу (газ или раствор). В случае гетерогенного катализа катализатор образует в системе отдельную фазу.

При гетерогенном катализе реакция протекает на поверхности катализатора, где имеются активные центры, на которых, главным образом, и протекают каталитические реакции. Реагирующие вещества адсорбируются на этих центрах, в результате чего увеличивается концентрация реагентов на поверхности катализатора. Это отчасти приводит к ускорению реакции. Но главной причиной роста скорости химической реакции является сильное увеличение химической активности адсорбированных молекул: под действием катализатора у них ослабляются связи между атомами в молекулах, и последние становятся более реакционноспособными. И в случае гетерогенного катализа реакция ускоряется благодаря уменьшению энергии активации (в том числе за счет образования поверхностных промежуточных соединений).

Катализаторы, уменьшающие скорость химической реакции, называются ингибиторами, а катализ в этом случае называется ингибированием.

Дата добавления: 2014-01-06