Краткие сведения о катализе

Способы определения энергии активации

а) графический способ (на основании уравнения Аррениуса) путем построения зависимости (см. рис. 16.2)

б) расчетный способ. Для этого нужно знать константы скорости реакции при температурах Т₁ и Т₂,

(16.10)

(16.11)

Катализаторы – это вещества, которые резко увеличивают скорость химической реакции, сами оставаясь в химически неизменном виде. Действие катализатора эффективно, когда реакция термодинамически возможна (G<0). Катализаторы не расходуются в процессе реакции и в уравнении не фигурируют, однако принимают участие в промежуточных превращениях. Первые наблюдения катализа изучили Кирхгофф, Тенар, Дэви и др.(1812-1835)

По агрегатному состоянию веществ, участвующих в химической реакции, различают гомогенный и гетерогенный катализ. Гомогенный катализ протекает в одной фазе, например реакции кислотно-основного катализа, биохимические процессы под влиянием ферментов. Если катализатор и реагирующие вещества находятся в разных фазах, то катализ называется гетерогенным, например контактный способ производства серной кислоты.

Одна из главных причин положительного катализа – направить реакцию по пути, характеризующимся более низким активационным барьером. Катализатор выступает в роли реагента-посредника в образовании активного комплекса. Пример:

А + В → АВ

гомогенная реакция (– энергия активации)

Данная схема упрощена. Важно то, что химическая реакция с участием катализатора проходит через промежуточные стадии, каждая из которых характеризуется меньшей высотой активационного барьера, чем в случае реакции без катализатора.

Промоторы – сами не являются катализаторами, но повышают их активность.

Каталитические яды – действие их связано чаще всего с химическим разрушением активных комплексов или с блокировкой поверхности активных центров.

Автокатализ – химические процессы ускоряются по мере накопления продуктов реакции, являющихся для них катализаторами. Впервые явление автокатализа обнаружил Меншуткин (1882).

Возмущающие факторы – ультрафиолетовый и инфракрасный свет, радиоактивное излучение, действие ВЧ – электрических разрядов, ультразвука и др.

Практически все биохимические реакции носят каталитический характер – катализаторами являются ферменты – вещества белковой природы. Особенности ферментов состоит в том, что они проявляют каталитическую активность в мягких условиях, обладают избирательностью действия, высокой специфичностью, ускоряют только определенные химические реакции.

Дата добавления: 2014-01-07