Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Гончаров А.И -> "Химическая технология, ч. 1." -> 28

Химическая технология, ч. 1. - Гончаров А.И

Гончаров А.И, Середа И.П Химическая технология, ч. 1. — Киев, издательское объединение «Вища школа», 1979. — 288 c.
Скачать (прямая ссылка): goncharoff1.djv
Предыдущая << 1 .. 22 23 24 25 26 27 < 28 > 29 30 31 32 33 34 .. 133 >> Следующая


Каталізатори можуть бути у вигляді газів, рідин і твердих речовин. За принципом фазового стану реагентів і каталізаторів каталітичні процеси поділяються на_гом?г^нні_і_гетерогешп^В окрему групу виділяють Mmp^rjjerjoreHHi і ^фегам?діт^ітйщні_каталітичні процеси.

При гомогенному каталізі каталізатор і реагуючі речовини перебувають в одній фазі (гази або розчини); при гетерогенному каталізі— в різних ф аз ах. JVIi крогетерогендий, к ат ал і з відбувається в рідкій фазі з участю колбідних часточок металів, які відіграють роль каталізатора. При ферментативному каталізи я1?ий відбувається в рослинних і тваринних клітинах, каталізаторами є також колоїдні білкові часточки —¦ ферменти, які прискорюють складні органічні процеси живої природи.

Під словом каталіз розуміють таке явище, коли в присутності каталізатора відбувається «позитивний каталіз», тобто коли швид-

кість реакції прискорюється. Іноді за- , стосовуються речовини, що сповільнюють швидкість реакції. Такі речовини називають антикаталізаторами, або інгібіторами, а саме явище називають негативним каталізом. § При застосуванні каталізатора енер- | гетичний рівень реагуючих молекул не змінюється. Дія каталізатора не порушує рівноваги реакції, а лише прискорює досягнення рівноваги при даній температурі.

(^Суть прискорюючої дії каталізаторів полягає в зниженні енергії активації ^імінної-реакції ч?Д?3_змщу шляху, по якому йде реакція з участю каталізатора, або здійснення реакції за ланцюговим механізмом внаслідок дії каталізатора.

Відомо, що швидкість реакції значно збільшується навіть при невеликому зниженні енергії активації. Можливо, що перебіг реакції через кілька елементарних стадій потребує в сукупності меншої енергії активації, ніж пряма реакція без каталізатора.

Прискорююча дія каталізатора вимірюється його активністю А, яка визначається ТШвВІДйошенням констант швидкостей реакції з каталізатором kK і без каталізатора k

Напрямок реакції

Рис. 13. Зміна енергії реагуючої системи:

/, // —відповідно при некаталітнч-ній і каталітичній реакціях.

А~1Г

' rt

e rt

rt

(60)

де AE — зниження енергії активації каталітичної реакції порівняно з некаталітичною

E = E-Ек. (61)

Зниження енергії активації не єдина причина різкого збільшення швидкості каталітичних реакцій порівняно з некаталітичними. Відомо багато прикладів, коли різні каталізатори.Ш-рЙТГОму змінюють швидкість хімічної реакції без "значної зміни енергії активації при переході від одного каталізатора до другого. Як видно, причина зміни швидкості реакції полягає в зміні величини передекспоненціального множника'k0 в~рївнянні Арреніуса (43). З рис.ТЗ видно," що хоч енергія--активації ' зворотної реакції більша прямої, але значення AE -— E — Ек однакові в обох напрямах.

Таким чином, каталізатор є активним учасником процесу, утворює з реагуючими речовинами нестійкі проміжні сполуки — активні комплекси, після розпаду яких каталізатор регенерується. Однак на практиці в промислових умовах склад і властивості каталізатора частково змінюються і його прискорююча дія зменшується. Характе-

ристика каталізаторів пов'язана з основними їх технологічними властивостями: активністю, продуктивністю, температурою запалювання, селективністю, отруйністю'-Pt. Ін.

Каталітичні процеси поділяються на два основних класи: окислювально-відновної взаьмидії і кислотно-основної взаємодії речовин з' ката'лізатирим. За типом-реакцій кожен клас поділяється на групи.

Специфічність каталізаторів зумовлюється різним механізмом електронного і іонного каталізу.

Вибірковий (селективний) каталіз, при якому каталізатор прискорює тільки одну реакцію з кількох можливих, є дуже важливим каталітичним процесом для промисловості, особливо у виробництві органічних продуктів, коли вибірковим застосуванням різних каталізаторів можна з тих самих вихідних речовин добувати різні продукти.

Високу індивідуальну специфічність, а також надзвичайно високу активність мають природні високомолекулярні каталізатори-фер-менти, які прискорюють строго визначені перетворення тільки однієї^ речовин.

Автокаталітичними .хімічними реакціями називають такі реакції, в яких каталізатором є один з проміжних або кінцевих продуктів реакції. Так, у ланцюгових реакціях автокаталізаторами є „вільні ради*аятС~До автокаталітичних реакцій можна віднести деякі реакції розкладання вибухових речовин, горіння, полімеризації та ін. Для автокаталітичних реакцій характерна мала швидкість реакції на початку процесу, який називається періодом індукції, і швидке наростання виходу продукту в наступному періоді внаслідок збільшення кількості каталізатора. Далі вихід продукту збільшується відповідно до закону діючих мас, як і для звичайних реакцій.

Гомогенний каталіз може відбуватись в газовій або рідкій фазі при відповідному стані каталізатора. Процеси гомогенного каталізу класифікуються за типами взаємодії (окислювально-відновні і кислотно-основні), фазовим станом системи (рідиннофазні і газофазні) і механізмом каталізу (іонні, радикальні і молекулярні).
Предыдущая << 1 .. 22 23 24 25 26 27 < 28 > 29 30 31 32 33 34 .. 133 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed