Водородные ионы каталитическое действие

Гомогенный катализ в растворах наиболее часто вызывается действием водородных или гидроксильных ионов. Каталитическое действие кислот было открыто в 1811 г. К- Кирхгофом. Инверсия [c.493]

Гомогенный катализ в растворах наиболее часто вызывается действием водородных или гидроксильных ионов. Каталитическое действие кислот было открыто впервые в России К. Кирхгофом в 1811 г. Инверсия сахара, омыление сложных эфиров и много других реакций ускоряются при наличии в растворе ионов [c.336]

Примером гомогенного катализа может служить каталитическое действие кислот и оснований, а также водородных и гидроксильных ионов на ход многих реакций. Ввиду специфического характера этого типа катализа, называемого кислотно-основным, мы не будем рассматривать его здесь. [c.229]

На скорость гомогенных реакций, протекающих в жидкой фазе, оказывают существенное влияние ионы водорода и ионы гидроксила (кислотно-основной катализ). При наличии в растворе только одной кислоты или одного основания константа скорости реакции, протекающей в растворе, прямо пропорциональна концентрации ионов водорода или ионов гидроксила /С = 7Сн+[Н+] /(=/(он 10Н-], где /Сн+ и — каталитические константы водородного и гидроксильного ионов. В этих случаях наиболее вероятен ионный механизм каталитического действия. [c.31]

Наблюдаются и более сложные зависимости, когда константа скорости одной и той же реакции с ростом pH в одном диапазоне концентраций водородных ионов увеличивается, а в другом уменьшается (рис. 20.2). Подобная зависимость может быть обусловлена замедленностью одной из стадий каталитической реакции, одновременным действием гидроксония и гидроксила и другими причинами. [c.347]

Образование активного центра (АЦ). АЦ называют совокупность остатков АК, расположенных в молекуле фермента определенным образом, так, что именно эти аминокислоты участвуют в связывании субстрата и образовании продукта реакции. В АЦ различают участок связывания и каталитический участок. В образование АЦ могут быть вовлечены даже очень отдаленно расположенные в полипептидной цепи АК, связанные нековалентными связями водородными, ионными, диполь-дипольными. Их энергия не более 4-40 кДж/моль, но таких связей в молекуле фермента очень много, и они играют решающую роль в механизме действия ферментов. [c.29]

Каталитическое действие водородного иона можно представить следующим образом (на примере реакции с семикарбазидом) [c.141]

Таким же примером для каталитического действия водородных ионов может служить упомянутое выше превращение цианамида в мочевину в присутствии кислоты. [c.107]

Активная кислотность играет большую роль при действии ферментов. Для каждого фермента есть определенная оптимальная кислотность или оптимальная концентрация водородных ионов (pH), при которой каталитическая активность проявляется наиболее полно. [c.519]

Реакция гидролиза иолисахаридов катализируется, как известно, ионами водорода, существующими в водном растворе в ви.те иона гидроксония НзО . В связи с этим гидролитическое растворение ГМЦ иод действием воды является частным случаем каталитического воздействия водородного иона, поскольку вода диссоциирует по уравнению [c.187]

Свободная кислота, как и первоначальный анион, подвергаются спонтанному гидролизу под влиянием среды и каталитического действия водородных ионов (для высокой концентрации ионов водорода уменьшается каталитический эффект водородных ионов). [c.209]

На основании кинетических измерений и исследований спектра поглощения сделано заключение, что необходима определенная концентрация водородных ионов (рН=4,6 и 5,8) для эффекта промотирования при каталитическом разложении перекиси водорода [244]. Также признано, что скорость термического разложения аммиака в большом диапазоне температур на смешанной поверхности вольфрама и платины, рассматриваемых как промотированный катализатор, больше, чем на равной поверхности каждого из металлов в отдельности. Действие промотированного катализатора на понижение теплоты активации [69] видно из табл. 92. [c.371]

Особое внимание уделялось изучению каталитического действия редкоземельных элементов. Так, было исследовано влияние окислов Nd, Gd, Y, Dy в реакции o-n-превращения (1) и дейтеро-водородного обмена На + Dg (2). Установлено, что скорость реакции (1) имеет максимум при 240—270° К для неодима, гадолиния и иттрия. Найдена корреляция между величиной ионных радиусов, количеством адсорбированного водорода и изостерическими теплотами адсорбции для всех рассмотренных катализаторов, в то время как константы скорости не коррелируют с этими величинами, но зато меняются симбатно с величиной магнитного момента. Из этого вытекает, что при низких температурах реакция (1) протекает по магнитному механизму, когда скорость ее зависит от структуры 4/-электронной оболочки. В работе [36] авторы сделали вывод о связи скорости каталитической конверсии при низких температурах и строения 4/-оболочки. Активными центрами реакций (1) и (2) являются катионы, расположенные на макродефектах или вблизи анионных вакансий. В области средних температур (140—400° С) реакция (1) также протекает по магнитному механизму скорость реакции (2) очень мала, на 3—5 порядков меньше скорости реакции (1). При температуре >400° К обе реакции протекают с соизмеримой скоростью по одному и тому же механизму, а именно — по химическому, когда каталитическая активность определяется 5s- и 5р-уровнями. Трехокись иттрия и лютеция, обработанные водородом при 550° С, оказались эффективными катализаторами в реакции ор/по-превращения водорода. Реакция протекает по маг- [c.49]

Определение концентрации водородных ионов по каталитическому действию ионов водорода. [c.102]

Различные формы углерода, например графит и активные угли из разных источников, являются гетерогенными катализаторами разложения перекиси водорода, отличающимися рядом интересных особенностей. Активность углерода зависит от его происхождения [135] кроме того, ее можно изменять специальной обработкой, Фоулер и Уолтон [136] исследовали влияние добавки солей или желатины на каталитическую активность активированного угля из сахара [136] другие авторы изучали влияние температуры, размеров частиц, концентрации водородных ионов, излучения [137], концентрации перекиси водорода и химической природы поверхности угля. По-видимому, из всех описанных до настоящего времени свойств наиболее существенную роль играет адсорбционная способность поверхности [1381. Однако эффективность катализа не является прямо пропорциональной этой адсорбции. Обработка поверхности, например нагреванием или пропусканием над ней азота [139[, заметно изменяет активность. Чистый активированный уголь из сахара при взбалтывании с растворами перекиси водорода вызывает лишь слабое выделение кислорода, однако действие этого угля можно сильно интенсифицировать, если предварительно нагреть его в вакууме при 600°. Активированный уголь из целлюлозы и рисового крахмала, высушенный при 100°, обладает максимальной активностью более слабым действием отличается уголь из декстрина, инулина и пшеничного крахмала уголь из декстрозы, лактозы, мальтозы или картофельного крахмала едва ли обладает какой-либо активностью. Сырой костяной уголь или кровяной уголь вызывает лишь медленное разложение перекиси [c.399]

Мы предполагаем, что каталитическое действие этих кислотных агентов состоит в активации акрилонитрила путем образования промежуточного комплекса XI, в котором атом азота нитрильной группы связан с катализатором (ион алкиламмония) через водородную связь. [c.186]

Значение обоих этих положений для теории вполне очевидно. Первое из них указывает на существование вновь открытой кислоты ОНз и кладет конец привилегиям сухого водородного иона, каталитические действия которого в растворах практически пренебрежи-мы. Второе положение ставит в общий вид кислот и оснований водородные (ОНз) и гидроксильные (ОН ) ионы. Поэтому если мы говорим, например, о кислотном катализе, то это значит, что катализатором реакции могут быть кислоты ОН , NH4, НС1, HNO3 и т. д., или иначе, как заряженные, так и незаряженные кислоты. Катализ является кислотным, если происходит перенос протона от катализатора к субстрату катализ будет щелочным, если имеет место перенос протона от субстрата к катализатору., [c.91]

Наиболее вероятен механизм образования СаНзОН через ион карбо-ния, который образуется непосредственным присоединением водородного протона каталитически действующей кислоты к олефину [c.243]

Гомогенный катализ в растворах наиболее часто вызывается действием водородных или гидроксильных ионов. Каталитическое действие кислот было открыто в 1811 г. К. Кирхгофом. Инверсия сахара, омыление сложных эфиров, гидролитическое разложение амидов, ацеталей и много других реакций в растворах ускоряется действием водородных ионов, причем с повышением их концентрации примерно пропорционально увеличивается и скорость. В гомогенных каталитических реакциях в растворах во многих случаях такн е с несомненностью установлено образование промежуточнвтх соединений с участием катализатора. Так, Н. И. Кобозевым было показано, что ионыСггО ", W0 , МоО " катализирующие разложение перекиси водорода, образуют с ней промежуточное соединение, которое распадается с выделением кислорода последним процессом определяется кинетика всей реакции. [c.487]

Гомогенный катализ в растворах нмболее часто вызывается действием водородных или гидроксильных ионов. Каталитическое действие кислот было открыто впервые в России К. Кирхгофом в 1811 г. Инверсия сахара, омыление сложных эфиров и много других реакций ускоряются при наличии в растворе ионов водорода, причем повышение их концентрации вызывает примерно пропорциональное увеличение скорости. В гомогенных каталитических реакциях в растворах во многих случаях также с несомненностью установлено образование промежуточных соединений с участием катализатора. Так, Н. И. Кобозевым было показано, что ионы СггОг, 04, МоОг , катализируюш,ие разложение перекиси водорода, образуют с ней промежуточные соединения, которые распадаются с выделением кислорода скоростью этого последнего процесса определяется скорость всей реакции. [c.376]

Гомогенный катализ в растворах наиболее часто вызывается действием водородных или гидроксильных ионов. Каталитическое действие кислот было открыто в 1811 г. К. Кирхгофом. Инверсия сахара, омыление сложных эфиров, гидролитическое разложение амидов, ацеталей и много других реакций в растворах ускоряется действием водородных ионов, причем с повышением их концентрации примерно пропорционально увеличивается и скорость. В гомогенных каталитических реакциях в растворах во многих [c.483]

Этерификация—процесс замещения иона водорода в органической кислоте алкильной или арильной группой. Водородный ион действует каталитически на реакцию. Применяются сильные кислоты или соли сильных кислот и слабых оснований. Хлористый цинк усиливает каталитическое действие кислот. Используются и другие катализаторы фториды бора и кремния хлориды алкминия, трехвалентного железа и магния металлы в тонко- [c.328]

Гомогенно-каталитические реакции особенно распространены при проведении процессов в жидкой фазе. К таким процессам относятся ускоряющиеся под действием водородных ионов реакции этерификации и гидролиза сложных эфиров, инверсии сахаров, мутаротации глюкозы, а также катализируемый некоторыми анионами и катионами распад перекиси водорода в водных растворах. Кроме того, гомогенно-каталитическими являются реакции полимеризации олефинов в жидкой фазе под действием серной кислоты, полимеризация олефинов в жидкой и паровой фазах в присутствии трехфторнстого бора или фтористого водорода и многие другие. [c.276]

Свойства. Эфиры карбоновых кислот представляют собой нейтральные соединения, которые, однако, при действии влаги медленно (а при действии оснований и кислот — быстро) распадаются на составные части — омыляются . Гидроксильные попы оснований и водородные ионы кислот оказывают каталитическое влияние на гидролиз, причем первые действуют сильнее. В промышленности эфиры обычно омыляют щелочами однако в тех случаях, когда вещества чувствительны к действию щелочей, иредпочтительнес проводить расщепление в кислой среде. [c.262]

Поскольку можно говорить о кинетике процесса агрегации, то уместно ожидать, что скорость гелеобразования возрастает с повышением температуры. Это не всегда имеет место в процессе флокуляцЦи, когда образуются водородные связи с органическими молекулами, но при гелеобразованпи наблюдается заметный температурный коэффициент скорости формирования силоксановых мостиковых связей между частицами. Была измерена энергия активации процесса гелеобразования в поликремневой кислоте, но, однако, имеется мало данных по превращению золей с известными размерами частиц в гели. Ниже pH 2, когда скорость реакции пропорциональна концентрации водородных ионов (HF оказывает каталитическое действие), энергия активации составляет около 9,5 ккал/моль. Согласно данным Пеннера [226], при pH 4,5, когда реакция катализируется гидроксил-ионами, энергия равна 16,1 ккал/моль. Броде, Браун и Хофф [227] определили близкое значение, равное [c.501]

Предположение Аррениуса, что каталитическое действие кислот и оснований состоит в прямом кинетическом влиянии водорода и гидроксильных ионов, было изменено Лапверфом [296, 297, 414]. Считая, что водородный ион в водном растворе существует в виде гидрата и предполагая существование равновесия между гидратом и свободным ионом, он приписывал каталитический эффект исключительно последнему. Но свободный ион идентичен ядру водорода вследствие большой теплоты его гидратации он не может существовать в растворе и поэтому может проявлять лишь незначительный кинетический эффект (Брен-стедт). Райс высказал мнение о существовании особой модификации свободного иона водорода, обладающей значительно меньшей теплотой гидратации, чем обыкновенный ион водорода. [c.200]

Теория Брюля [80], объяснявшая кето-энольное превращение в ионизирующих растворителях ионизацией энола и образованием неионизируемого кетона путем рекомбинации ионов, оказалась неудовлетворительной, так как она утверждала необратимость превращения энола в кетон. Однако эта теория привела Лапверфа [295] к выводу, что внутреннее превращение происходит лишь у иона реагирующего органического соединения и что функция катализатора состоит в промотировании образования этих ионов. Каталитическая активность кислоты была приписана образованию реакционноспособного катиона путем обратимого присоединения водородного иона к органическому соединению. Каталитическое действие основания объясняли образованием реакционноспособного аниона при обратимом отделении иона водорода. Обрати мое отделение Н основным катализатором (1) и обратимое присоединение Н кислотным катализатором (2) Лапворт выразил следующими двумя схемами [c.200]

С точки зрения электролитической теории как будто небольшая разница для процесса, присоединяется ли при кислотном катализе временно к реагирующим молекулам недиссоциированная молекула кислоты или присоединяется такой комплексный катион, как сольватированный растворителем водородный ион, или соответственно при щелочном катализе присоединяется недиссоцииро-ванное основание, анион кислоты, гидроксильный ион или другой акцептор протонов, вызывающий отдачу протона реагирующей молекулой. Каталитическое поведение различных доноров-протонов и акцепторов-протонов выражается константами их удельного каталитического действия, отражаюхцими индивидуальные скорости, с которыми происходят отдача и принятие протонов. Специфическое каталитическое действие комплексных ионов, образованных из Н+ ионов и молекул растворителя, часто весьма различно. Комплексные ионы воды <Нз0)+, спирта (СаН50Н2)+. В смешанном растворителе, например воде, содержащей спирт, устанавливается равновесие между отдельными видами комплексных ионов, и небольшой сдвиг в нем может сильно влиять на ход реакции. Комплексы, образованные Н+ ионами и молекулами спирта НОН+, могут быть каталитически более активны, чем те комплексы, которые образованы Н+ ионами и молекулами воды НОН . С этой точки зрения Гольдшмитд [191, 192] пытался объяснить замедляющее действие воды в кислотном катализе при реакции этерификации в спиртовых растворах. На основе химического равновесия, известного как кислотно-основное равновесие, можно получить определение кислоты и основания [c.205]

Открытие и выделение тяжелого изотопа водорода сделало возможным Определение происходящих в молекуле изменений положения протонов, Рейтц ] 409] изучил бромирование ацетона, происходящее под каталитическим действием ионов Н+ в легкой и тяжелой воде и в смесях HgO —DgO при 25°, он измерял изменения раствора, в котором происходила реакция, селеновым фотоэлементом. Для этих опытов был использован легкий и тяжелый ацетон, а также равновесный ацетон, т. е. ацетон, в котором обменное равновеснее содержащей DaO водой устанавливается после нагревания реакционного раствора в течение 10 час. до 80°. Найдено, что 1) энолизация происходит в 2,1 раза быстрее в DgO в присутствии D3O+ионов, чем в воде в присутствии НдО+ это, повидимому, указывает, что концентрация комплекса, образованного присоединением водородных ионов к кислороду кетона и находящегося в равновесии с ацетоном, больше в случае DjO, чем HgO 2) ускоряющий эффект в DjO одинаков для легкого и для тяжелого ацетона, однако последний при равных условиях (равное содержание DaO в растворителе) всегда энолизируется в 7,7 раза медленнее, чем легкий ацетон, другими словами, отделение свободного дейтерона от углерода происходит так же трудно, как и отделение протона 3) в смеси HjO — DgO скорость энолизации увеличивается не линейно с ростом концентрации DgO в воде изменение происходит медленнее при низком содержании DgO [c.218]

Ададуров утверждал, что отложение меди на древесном угле дает нестойкий карбид, в котором происходит смещение электрического поля, и атсмы меди действуют как отрицательные полиса. Чистая медь, подобно всем металлам, проявляет положительную валентность. Отрицательно заряженные активные центры медного катализатора, осажденного на углероде, отталкивают отрицательно заряженные водородные ионы углеводородов (Астон и Моерс). Изменение знака потенциала, когда медный катализатор осаждается на углероде в качестве носителя, мешает проведению дегидрогенизации спирта и ограничивает его активнссть реакцией дегидратации. Ададуров пробовал показать дальше, что изменения направления каталитической реакции можно достигнуть не только изменением электрического поля катализатора осаждением на носителе, но также постепенным изменением искажения поля, меняя количество осажденного на носителе катализатора. [c.449]

Трудным вопросом является выяснение роли агента-катализатора, вызывающего таутомерное или изомерное превращение. Пути прохожде ния химических реакций обыкновенно объясняются образованием нестойких промежуточных веществ или рассматриваются как внутримолекулярный процесс, причем не всегда должное внимание уделяется роли реагента-катализатора и физических условий. Можно думать, что каталитические реакции в условиях гомогенного катализа совершаются при участии комплексных и молекулярных соединений (оксониевых и др.) в результате активации молекул, придающей подвижность отдельным атомам и группам в активированной молекуле. Каталитическое действие кислот зависит как от водородного иона кислоты, протона, присутствующего в реакциях преимущественно в гидратированном виде (Н3О — ок-сониевый, гидрониевый, гидроксониевый ион), так и от самой молекулы кислоты. Можно предположить, что при изомеризации а-окисей и при дегидратации а-гликолей способ действия разведенных и концентрированных кислот отчасти различен. Разведенные и концентрированные кислоты нередко дают неодинаковые продукты реакции, что было отмечено Даниловым в его работах по дегидратации а-гликолей и им же и Венус-Данило-вой на примере изомеризации а-окисей, превращающихся при невысоких концентрациях кислоты в альдегиды, а при высококонцентрированных кислотах — в кетоны . [c.313]

В 1892 г. Тревор [63] измерил скорость инверсии сахарозы в растворах моноосновных кислот. Так как зависимость скорости реакции от концентрации водородных ионов была известна и так как предполагалось, что каталитическим действием форм НА и А можно пренебречь, то концентрацию водородных ионов [c.359]

В данном случае воспользуемся подходом Брёнстеда к рассмотрению эффекта нейтральных солей. Наблюдаются эффекты двух сортов. В первом случае при добавлении электролита могут измениться активности реагентов, будь то ионы или полярные молекулы. Это первичный солевой эффект. Во втором случае при добавлении соли может уменьшиться эффективная концентрация ионного реагента, образовавшегося в результате диссоциации слабого электролита. Это вторичный солевой эффект. Последний эффект проявляется, например, в уменьшении каталитического действия уксусной кислоты на инверсию тростникового сахара в присутствии ацетатов щелочных металлов. В этом случае активность водородного иона возрастает при добавлении соли, однако эффективная концентрация иона настолько сильно при этом понижается, что уменьшение константы скорости инверсии может составить 40—50% при обычных концентрациях кислоты и добавленной соли. [c.30]

Появление теории электролитической диссоциации Аррениуса коренным образом изменило взгляды на причины каталитического действия кислот в реакциях гидролиза (см. [25]). Постоянно подмечаемая экспериментально, хотя и приблизительная, пропорциональность между катализирующей способностью кислот и их электропроводностью была удачно объяснена каталитическими свойствами водородного иона, В соответствии с теорией Аррениуса электропроводность находилась в прямой зависимости от степени диссоциации кислоты скорость реакций гидролиза оказывалась таким образом пропорциональной концентрации катализирующего водородного иона. Это хорошо объясняло высокую катализирующую способность сильных кислот и низкую — слабых кислот. Естественно, что простота объяснений и X соответствие большому числу опытов послужили основанием для распространения теории, приписывающей каталитическую активность кислот водородным ионам. С реакций гидролиза эта теория была перенесена и на реакции этерификации явления катализа с помощью щелочей вскоре стали объяснять как результат действия тидро ксильных ионов. [c.86]

Содержание сероводорода во многих газовых месторождениях составляет 5- 10% (масс.), а его концентрация в водном конденсате достигает 250—500 мг/л. Если учесть, что кроме сероводорода в природном газе часто содержится и двуокись углерода, которая также подкисляет электролит, то можно уверенно утверждать основная часть сероводорода, абсорбирующегося водным или углеводородным конденсатом, находится не в ионной, а в молекулярной форме. На основании этих фактов многие выдвинутые до сих пор теории, связывающие механизм усиления сероводородной коррозии с каталитическим действием гидросульфидных и сульфидных ионов, оспариваются, поскольку объяснить происхождение этих ионов в электролите невозможно. Между тем конечными продуктами коррозии стали являются сульфиды железа, которые не могут в принципе возникнуть за счет неионного взаимодействия. Что же касается реакции Ре+НаЗ—> РеЗ+2Н+, к которой часто прибегают для описания механизма сероводородной коррозии и водородного охрупчивания, то она не отражает истинный механизм процесса и сильно упрощает картину. В связи с этим Гоник [191, с. 52] и другие исследователи высказывают мнение, что механизм [c.294]

Whitmore i . предложил теорию механизма полимеризации, основанную на каталитическом действии водородных ионов, присутствующих в реакционной смеси. [c.650]

На последние три реакции оказывают заметное влияние различные обстоятельства, например добавка к растворам нейтральных солей. Следует отметить, что характер этого влияния до сих пор полностью не выяснен. Поэтому пользоваться полученными результатами следует осторожно. Оказывается, что нейтральные соли и т. д. не оказывают значительного влияния, если учесть, что в случае каталитического действия водородных ионов существенной является их активность. Последняя в растворах такого рода может сильно отличаться от кажущейся концентрации , определяемой на основе классической теории (см. также Duboux, 1924). [c.103]

Механизм ртутного катализа не выяснен, хотя, по предгюложению Кварта- . оли [1341, имеется основание считать, что он связан с циклическим процессом окисления восстаиовления между металлической ртутью и окисью ртути. Периодичность лучше всего объяснить как проявление равновесия между физическими и химическими процессами, происходящими во времени, в рез ль-тате местного истощения водородных ионов, вызванного растворением окиси ртути в пленке, смежной с поверхностью ртути, и последующей диффузии водородных ионов в эту пленку из массы раствора. Для выяснения этого механизма желательно было бы поставить опыты по определению природы градиентов концентрации вблизи поверхности. Интересно также сравнить каталитическое действие ртути и благородных металлов. В случае с ртутью наблюдается переход от условий, при которых ртуть, очевидно, подвергается изменения.м валент- [c.402]