ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные принципы кинетики каталитических реакций из "Введение в кинетику гетерогенных каталитических реакций" Химическая кинетика — наука о скоростях химических реакций, о закономерностях протекания их во времени. Основные положения ее должны быть применимы независимо от характера реакций — гомогенных, гетерогенных или микрогетерогенных, некаталитических или каталитических, однако для каждой из них могут быть свои специфические особенности. [c.5] Специфика и сложность гетерогенных каталитических процессов, в известной мере обосабливающие их ют других типов химических реакций, делают целесообразным разграничение отдельной области кинетики, рассматривающей эти процессы. [c.5] Явление катализа по существу сводится к воздействию на химическую реакцию определенными веществами — катализаторами, приводящему к изменению скорости реакции и ее механизма, без изменений самих катализаторов в результате реакции . Оно позволяет осуществить ускорение термодинамически возможных реакций, в частности идущих в отсутствие катализаторов даже с неизмеримо малыми скоростями. Такое воздействие означает новые возможности управления химическим процессом, в смысле осуществления его в желаемом направлении с заданной скоростью, по сравнению с возможностями управления некаталитическими процессами. [c.5] Эти факторы в значительной мере определяют кинетические закономерности каталитических реакций. [c.5] Широкое распространение катализа началось тогда, когда потребности нарождающейся химической промышленности вызвали необходимость разработки новых и интенсификации существовавших производств. Развитие каталитических исследований могло быть достаточно плодотворным лишь после формирования смежных областей. В первую очередь это относится к химической кинетике, термодинамике, адсорбции, теории твердого тела. Не случайно, что начало широкого развития катализа совпадает со временем, когда были заложены основы химической кинетики, после того как были даны формулировка и кинетический вывод закона действующих масс (К- Гульдберг и П. Вааге, 1867 т.), введены понятия о скорости реакции как производной концентрации по времени, о порядке реакции, о температурной зависимости скорости реакции (Я. Вант-Гофф, 1883—1885 гг. С. Аррениус, 1889 г.). [c.6] В развитии последнего, современного этапа теории и практики катализа существенную роль играет также создание кинетических представлений, в частности теорий абсолютных скоростей реакций, цепных реакций, процессов на неоднородных каталитических поверхностях, макрокинетики . [c.6] В гетерогенных каталитических реакциях катализатор и реагирующие вещества находятся в разных фазах и процесс обычно протекает на границе раздела фаз. Поэтому при рассмотрении кинетических закономерностей гетерогенных каталитических реакций необходимо учитывать специфический характер явлений на фазовых границах. В гетерогенном катализе наиболее распространен случай, когда катализатор представляет собой твердую фазу. Этот случай и будет рассматриваться в дальнейшем. Закономерности кинетики в гетерогенном катализе в значительной степени зависят от характера взаимодействия на границах твердое тело — газ, или твердое тело — жидкость, в частности от природы и особенностей адсорбционных процессов. [c.6] В гетерогенном катализе теснейшим образом переплетаются вопросы химической термодинамики, кинетики и адсорбции. Поэтому невозможно рассмотрение только вопросов кинетики гетерогенных каталитических реакций вне связи ее с вопросами химического равновесия и закономерностями адсорбции. [c.6] Химическая кинетика исходит из следующих общих законов и представлений, применимых к отдельным элементарным стадиям реакций или элементарным реакциям (т. е. реакциям, идущим в одну стадию). [c.6] В случае отклонений реакционной смеси от идеального состояния концентрации в уравнении (1.2) должны быть заменены на активности. [c.7] Разумеется, не исключена и обратная возможность, когда механизм процесса при введении катализатора становится проще. Так, если введение катализатора позволяет снизить температуру процесса, он может идти более простым путем, чем без катализатора при высоких температурах. Однако, в большинстве случаев можно ожидать усложнения закономерностей протекания процесса при введении катализатора. [c.8] Переход от изучения кинетики реакции к ее промышленному осуществлению может быть осуществлен с помощью моделирования. Теория моделирования химических процессов в значительной мере основывается на законах кинетики. Для моделирования необходимы подробные и достаточно точные кинетические данные. [c.8] Вернуться к основной статье