Гомогенный и гетерогенный катализ. Примеры.
Гомогенный катализ- катализатор и реакционная смесь находятся в одной фазе. Скорость пропорциональна катализатору, хотя его количество в системе невелико. Гомогенный катализ в растворах и биосредах может вызываться ионами Н (кислотный катализ) и гидроксила (основный катализ). Реакции омыления сложных эфиров и амидов. ОВР обычно катализируются катионами тех d-металлов для которых характерна переменная степень окисления (Fe+3; Fe+2; Сu+; Сu+2). Примеры: процесс окисления SO2 и SO3 при помощи газообразных оксидов азота, омыление сложных эфиров, гидролиз дисахаридов при участии небольших количеств сильных кислот или щелочей.
Гетерогенный катализ- катализатор обычно твердый и реакция протекает на его поверхности. Скорость реакции сильно зависит от площади и состояния поверхности катализатора, т.к. реакция происходит не на всей поверхности, а только на её активных центрах. Примеры: синтез спиртов из смеси окиси углерода в H2 в присутствии катализатора; процессы дегидрирования, дегидратации в присутствии окиси металлов; разложение пероксида водорода в присутствии платины.
Основные свойства катализаторов. Факторы, влияющие на катализ.
Основные свойства катализаторов:
-в присутствии катализаторов изменяется механизм реакции и она направлена по пути с меньшим значением энергии активации каждой стадии, это и приводит к возрастанию скорости реакции.
|
|
|
-может способствовать определению ориентации молекулы в пространстве удобной для данного химического взаимодействия и влиять на энтропию переходного состояния, способствует её возрастанию.
Факторы, влияющие на катализ:
- свойства поверхности- процесс гетерогенного катализа протекает непосредственно на поверхности катализатора (величина удельной поверхности)
-при гомогенном катализе скорость процесса пропорциональна концентрации катализатора
33)Явление автокатализа (пример).Как изменяется во времени скорость автокаталитической реакции?
Автокатализ- самоукскорение реакции, обусловленное накоплением конечного или промежуточного продуктов обладающим каталитическим действием на данную реакции. Скорость автокаталитической реакции вначале возрастает вследствие увеличения количества продукта, являющегося катализатором, а затем падает в результате израсходования исходных веществ. Реакция начинается благодаря присутствию в начальный момент некоторого малого количества продукта (затравка) или другого катализатора, или, наконец, за счёт медленной некаталитической реакции, происходящей параллельно каталитической. Если начальная концентрация катализатора и скорость некаталитической реакции весьма малы, то в течение некоторого времени, называемого периодом индукции, реакция настолько медленна, что практически не обнаруживается, и лишь по истечении этого времени становится заметной.
|
|
|
Объясните механизм катализа с точки зрения теории образования промежуточных стадий. Энергетический профиль каталитической реакции.
Существует несколько теорий, объясняющий механизм действия катализаторов, однако главной причиной повышения скорости является уменьшение энергии активации реакции в присутствии катализатор Уменьшение энергии активации обусловлено тем, что в присутствии катализатора реакция протекает в несколько стадий с образованием промежуточных продуктов, и эти стадии характеризуются малыми значениями энергии активации. Например, реакция SO2+O2=2SO3 характеризуется высокой энергией активации и поэтому протекает с очень малой скоростью. В присутствии оксида азота (2) реакция протекает в 2 стадии: 2NO+O2=2NO2; 2NO2+2SO2+2SO3+2NO.Обе эти стадии имеют невысокие энергии активации. Приведенные уравнения показывают, что катализатор принимает участие в образовании промежуточного продукта а затем снова выделяется в свободном виде.
Сущность адсорбционной теории катализа.
-скорость химического процесса возрастает при адсорбции молекул реагирующих веществ на частицах катализатора (активных центрах)
-повышение концентрации реагирующих молекул и увеличивает возможность их результативных взаимодействий
-снижение энергии активации следовательно образование промежуточных соединений.
ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ
Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 2397; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!