Самостійна робота №10

 

Тема: Мультиплетна теорія гетерогенного каталізу.

 

Стислі теоретичні відомості

Мультиплетна теорія гетерогенного каталізу.

Розроблено декілька теорій гетерогенного каталізу, в основі яких лежить уява про адсорбцію реагуючої речовини на активних центрах каталізатора і утворення на поверхні проміжної сполуки. Одна із теорій гетерогенного каталізу запропонована

О.О. Баландіним (1929 році).

Основні положення цієї теорії наступні:

1. Активний центр каталізатора складається із декількох адсорбційних центрів.

2. Адсорбційні центри розміщенні на поверхні у визначеному порядку.

3. Порядок в розміщенні адсорбційних центрів відповідає геометричній будові молекули, яка підлягає перетворенню на поверхні каталізатора.

4. При адсорбції реагуюча молекула на активному центрі деформується, відбувається перерозподіл внутрішньо молекулярних зв’язків, що приводить до утворення нових молекул - продуктів реакції.

Ця теорія була експериментально підтверджена на прикладі реакції дегідрування циклогексану, який каталізує деякі метали:

С₆Н₁₂ ® С₆Н₆ + 3Н₂

Плоска молекула циклогексану, представляє собою шестичленний цикл, який може адсорбуватися на активному центрі каталізатора тільки в тому випадку, якщо адсорбційні центри утворюють правильний трикутник, розміри якого відповідають розміру молекул циклогексану. Для цього, щоб деформувати молекули і відірвати шість атомів водню, необхідно ще три адсорбційні центри. Таким чином, щоб на металевому каталізаторі могли протікати реакції дегідрування циклогексану, активний центр каталізатора повинен включати шість атомів металу, відстань між якими і валентні кути відповідають цим ж параметрам молекули циклогексану. Таке розміщення атомів активного центру можливо тільки у металів з певною будовою кристалічної решітки. Для даної реакції каталізатором можуть бути платина і нікель, у яких відстань між атомами в кристалічній решітці невелика – 0,277 і 0,248 нм відповідно. Метали з аналогічно побудованою кристалічною решіткою, але з великою відстанню між атомами, наприклад Ag (0,288 нм) або Pb (0,350 нм), каталітично неактивні.

Для других речовин і типів реакцій активні центри можуть складатися із двох, трьох і т.д. атомів. Подібні активні центри були названі дуплетами, триплетами, а в загальному випадку – мультиплетами. Звідси ця теорія отримала назву мультиплетної теорії каталізу.

Мультиплетна теорія каталізу, використовує принцип геометричної відповідності будови активного центра із будовою реагуючої молекули, яка дозволяє вирішувати питання, зв’язані з вибором каталізатора для хімічних реакцій.

Крім геометричної відповідності мультиплетна теорія враховує і енергетичну відповідність. Тяжіння молекул активним центром не повинно бути дуже слабким, так як в протилежному випадку молекула не зможе деформуватися і її внутрішньо молекулярні зв’язки не будуть ослаблені. Дуже сильне тяжіння приведе до інактивації активного центру і відправленню каталізатора.

 

 

Завдання для виконання самостійної роботи.

 

1. Основні положення теорії гетерогенного каталізу.

2. Вчені, які зробили відкриття у теорії гетерогенного каталізу.

3. Використання мультиплетної теорії каталізу.

4. Гетерогенний каталіз.

5. Використання гетерогенного каталізу в промисловості.

 

 

Самостійна робота № 11

 

Тема: Вплив розбавлених розчинів на електропровідність.