2020-09-24
127
Катализом называется явление ускорения химических реакций, благодаря присутствию некоторых веществ, а ингибированием – замедления реакций.
Вещества, которые ускоряют химические реакции, активно участвуют в них, но сами при этом не расходуются, называются катализаторами (Kt)
Вещества, которые замедляют реакцию, называются ингибиторами (Ing) в ходе реакции они расходуются.
Общие закономерности протекания каталитических реакций:
1. Кt снижает энергию активации процесса, за счет образования промежуточного комплекса (см. рис.2)
Кt
А + В → C + D
A + Kt → A Кt
АKt – комплекс одного из веществ с катализатором.
Akt + B → AB + Kt
2. Катализатор не оказывает влияние на равновесие и на константу равновесия (Кравн), но ускоряет время его наступления.
3. Катализаторы селективны, т.е. избирательны. Применяя различные катализаторы, можно получить различные продукты:
Кt -Al2O3 C2H5OH → CH2=CH2 + H2O
Кt -Cu C2H5OH → CH3C(O)H + H2
Катализ бывает трех видов:
1. Гомогенный катализ – реагирующие вещества и Кt находятся в одной фазе (газ – газ; жидкость – жидкость)
Кt – NO 2SO2 + O2 → 2SO3
скорость реакции пропорциональна концентрации Кt.
2. Гетерогенный катализ – катализатор и вещество находятся в разных фазах (газ – твердое; жидкость – твердое; жидкость – газ).
Кt – V2O5 2SO2 + O2 → 2SO3
Скорость пропорциональна поверхности катализатора.
Особенности гетерогенного катализа.
1). Кt имеют активные центры (АЦ), обладающие повышенной энергией
АЦ обладают разной энергией.
2). Реагирующие вещества адсорбируются на них, при этом протекает химическая реакция.
3). Вещества, снижающие активность Кt называются каталитическими ядами (S, As, Hg). При содержании 1 ∙10-3% они блокируют самые активные центры.
4). Вещества, усиливающие действие Кt – называются промоторами
(Fe, Al, Pt) При содержании 1 ∙10-3% они создают новые активные центры.
Более 80% всех промышленных процессов протекает в присутствие катализаторов. Современная химия – это поиск новых, эффективных катализаторов
