Общие закономерности каталитических реакций

ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ КАТАЛИТИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ [c.168]

ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ КАТАЛИТИЧЕСКИХ РЕАКЦИИ [c.95]

Кислотно-каталитические реакции органических пероксидов очень разнообразны. Существенное влияние на их кинетику и механизм оказывают собственно кислотность и состав среды. Использование общих закономерностей каталитического действия кислот в органических и водно-органических средах, установленных в работах Винника, в том числе и использование функции кислотности, определяемой индикаторным методом [1-4], позволило изучить кинетику и механизм многих реакций синтеза и распада органических пероксидов [5]. [c.293]

Механизм многих каталитических реакций очень сложен и для некоторых из них до сих пор не выяснен. Однако имеются некоторые общие закономерности каталитических процессов, позволяющие приоткрыть занавес сцены, на которой они протекают. В настоящее время общепризнано, что катализаторы уменьшают полную энергию активации процесса, так как каталитический процесс идет по другому пути, через другое переходное состояние, с образованием других промежуточных частиц. Активированный комплекс с участием катализаторов, имеет меньшую энергию, чем комплекс без катализаторов, поэтому энергия активации каталитической реакции ниже, чем энергия некаталитической реакции, т.е. (рис.7.6). В некоторых [c.196]

Жизнь, научная, педагогическая и общественная деятельность академика Сергея Васильевича Лебедева, выдающегося советского ученого, является примером беззаветного и самоотверженного служения Родине, своему народу. С именем Лебедева неразрывно связано зарождение и развитие новой отрасли химической промышленности— промышленности синтетического каучука. Глубокий теоретический подход С. В. Лебедева к решению одной из крупнейших центральных проблем органической химии — проблемы строения нестойких органических молекул и зависимости их реакционной способности от химического состава и строения — позволил ему создать серьезные научные основы для решения большого числа важных для народного хозяйства химико-технологических задач и прежде всего для осуществления технического синтеза каучука. Всестороннее изучение реакций непредельных соединений позволило С. В. Лебедеву выяснить общие закономерности протекания реакций полимеризации и каталитической гидрогенизации и влияние на них количества, положения и химической природы заместителей в непредельных молекулах. Классические исследования С. В. Лебедева по полимеризации и гидрогенизации непредельных органических соединений являются научным фундаментом для большого числа современных химико-технологических производств. С. В. Лебедев — один из первых исследователей в области использования нефти как ценного химического сырья. Накануне первой мировой войны и в годы самой войны С. В. Лебедев разработал метод получения толуола и других ароматических углеводородов путем пиролиза керосина. Под его руко- [c.120]

Гомогенные каталитические реакции 2. Общие кинетические закономерности [c.274]

Таким образом, отмеченные внутренние закономерности рассмотренных гетерогенных каталитических систем, для которых характерно наличие общей стадии в реакции дезактивации катализатора и каталитической реакции, обусловливают некоторые общие свойства этих систем. [c.302]

Общие закономерности гетерогенно-каталитических реакций изложены во многих монографиях, например [1—3]. Однако в жидкой фазе имеются свои особенности в отношении механизмов и феноменологической кинетики жидкофазных гетерогенно-каталитических реакций. Так, скорость молекулярной диффузии в жидкостях значительно меньше, чем в газах, и диффузия протекает только в области, для [c.47]

Как видно из табл. 78, общей закономерностью, отмечаемой и, для каталитического, и для термического процесса, является ускорение реакции деметилирования по мере накопления метильных заместителей. [c.330]

Несмотря на многочисленные исследования во всем мире в течение последних 60 лет, механизм каталитических реакций и даже общие кинетические закономерности полностью не выяснены и не описаны количественно. Оба этих вопроса чрезвычайно сложны. Данные о составе или свойствах катализаторов при комнатной температуре, при которой активные компоненты катализатора находятся в твердом состоянии, не позволяют судить о свойствах расплавленного слоя солей при температуре реакции. [c.243]

Рассмотренные выше на примере каталитической реакции кинетические закономерности для реакций, проходящих через две стадии, одна из которых представляет собой обратимый процесс, а последующая протекает преимущественно в прямом направлении, — эти закономерности присущи многим химическим реакциям в растворах и поэтому имеют общее значение. [c.192]

Каталитические процессы широко распространены в природе и эффективно используются в различных отраслях промышленности, иауки и техники. Так, в химической промышленности посредством гетерогенных каталитических процессов получают десятки миллионов тонн аммиака из азота воздуха и водорода, азотной кислоты путем окисления аммиака, триоксида серы окислением 50г воздухом и др. В нефтехимической промышленности более половины добываемой нефти посредством каталитических процессов крекинга, рифор-минга и т. п. перерабатывается в более ценные продукты — высококачественное моторное топливо, различного вида мономеры для получения полимерных волокон и пластмасс. К многотоннажным каталитическим процессам относятся процессы получения водорода путем конверсии диоксида углерода и метана, синтез спиртов, формальдегида и многие другие. Можно утверждать, что для любой реакции может быть создан катализатор. Теория катализа должна раскрывать закономерности элементарного каталитического акта, зависимость каталитической активности от строения и свойств катализатора и реагирующих молекул и тем самым создать необходимые предпосылки для предсказания строения и свойств катализатора для конкретной реакции, указать пути его получения. К описанию скорости каталитического процесса можно подходить, используя основные положения формальной кинетики и метод переходного состояния. При этом целесообразно сперва выделить общие закономерности катализа, присущие всем видам каталитических процессов, а затем рассмотреть некоторые специфические особенности отдельных групп каталитических процессов. [c.617]

Разнообразные каталитические реакции образования олефинов, диенов и некоторых мономеров с функциональными группами для СК, рассматриваемые в этом учебном пособии, имеют одну общую черту — они, как правило, протекают на поверхности твердых катализаторов. Поэтому целесообразно проанализировать общие кинетические закономерности гетерогенно-каталитических реакций, дать термодинамическое и кинетическое обоснование выбора рабочих параметров и катализаторов для проведения этих процессов, рассмотреть математические модели процессов и их оптимизацию. [c.65]

Принципы химической кинетики в одинаковой степени приложимы к реакциям гомогенным, гетерогенным, каталитическим и некаталитическим. Однако ряд особенностей кинетики гетерогенных процессов, по мнению некоторых исследователей, делают целесообразным их выделение в самостоятельную область кинетики, несмотря на то что общие закономерности химической кинетики при этом остаются неизменными. [c.93]

На начальном этапе исследований Кумагаи помимо кварцевых нитей рассмотрел также влияние различных металлических нитей. Как показали эксперименты, лишь в случае платины мол<но заметить чрезмерно сильное уменьшение времени сгорания, являющееся исключением из общей закономерности. По-видимому, этот эффект молеет быть объяснен каталитическим действием поверхности платины [10]. Так как ири горении жидкой капли все экзотермические реакции протекают в газовой фазе, можно пред-полол<ить, что основным фактором, определяющим время сгорания капли, является теплопередача от пламени к кайле. [c.216]

Опубликовано большое число работ, посвященных механизму катализа карбонилами металлов. В настоящее время известно более 50 реакций, катализируемых карбонилами металлов. Практически для каждой из них предложен механизм, объясняющий основные кинетические и химические закономерности. Наиболее общей закономерностью для всех реакций, протекающих на карбонилах металлов, является обратная зависимость скорости реакции от парциального давления оксида углерода. Повыщение этого давления сверх определенного предела, близкого во многих случаях к минимально необходимому для обеспечения стабильности карбонилов металлов, замедляет скорость реакции. Предлагались различные схемы, объясняющие отрицательное влияние оксида углерода. Однако наиболее вероятным кажется предположение о том, что собственно каталитически активными соединениями являются координационно-ненасыщенные комплексные соединения, химически активные и по характеру реакционной способности близкие к радикалам. Предположение о каталитической активности именно этих комплексов удовлетворительно объясняет отрицательное влияние оксида углерода на скорость всех реакций, протекающих на карбонилах металлов. [c.330]

Развитие гетерогенно-каталитического направления реакций окисления позволило построить крупные промышленные производства, использующие каталитический путь получения кислородных органических соединений из углеводородов. Полезное использование исходных веществ и незначительные потери на побочные продукты характерны для контактных процессов, которым, как правило, удается придавать высокую селективность путем подбора катализаторов. Однако при промышленном осуществлении гетерогенного окисления встречается ряд трудностей, обусловленных с.лож-ностью процессов и. легкостью протекания побочных паразитарных реакций. Без изучения элементарного механизма, выявления общих закономерностей процесса, установления определяющих стадий невозможно построение теории каталитического окисления углеводородов. [c.16]

В настоящее время представление о кинетических закономерностях кислотно-основных каталитических реакций в неводных растворителях находится почти на том же уровне, что и сведения о каталитических реакциях в водных растворах в период 1920—1935 гг. Так как число работ продолжает расти, несомненно, что вскоре будут открыты некоторые общие принципы и механизмы реакций, аналогичные обнаруженным для водных растворов. [c.79]

Двойственный механизм катализа при реакции алкилирования в присутствии хлористого алюминия имеет интересную аналогию в закономерностях каталитического действия кислот [16]. В этом отношении наши данные примыкают к дуалистической теории катализа, что позволяет рассматривать реакции, протекающие в присутствии хлористого алюминия, как один из случаев общего кислотного катализа. Это становится еще более ясным, если принять во внимание, что в качестве катализаторов реакции алкилирования могут применяться не только акцепторы электронов типа галогенидов металлов, но и многие кислоты. [c.434]

Настоящее исследование является продолжением этих работ с целью выявления общих закономерностей гетерогенных каталитических реакций этерификации жирных и ароматических кислот простыми эфирами и спиртами. В работе изучены следующие системы 1) муравьиная кислота — диэтиловый эфир 2) н-масляная кислота — диэтиловый эфир [c.301]

Создание научной теории предвидения каталитического действия веществ, позволяющей рациональным путем подбирать катализаторы для различных реакций, является основной проблемой катализа. Над ее рещением работает огромная армия исследователей, ей посвящены тысячи работ, однако и сегодня мы находимся от ее решения не намного ближе, чем несколько десятков лет назад. За последние годы достигнуты большие успехи в раскрытии механизма отдельных сторон каталитических реакций (главным образом в результате применения новейших методов исследования). Установлены многочисленные корреляции между физикохимическими свойствами веществ н их каталитическим действием, сделаны частные обобщения для отдельных групп родственных реакций. Но, несмотря на эти успехи каталитической науки, поиск новых катализаторов продолжает осуществляться, как и прежде, эмпирическим путем, исходя из общих представлений, аналогий, частных закономерностей и т. п. [c.5]

Справочник был задуман В. А. Ройтером как первая ступень в создании научной теории предвидения каталитического действия и решении задачи рационального подбора катализаторов. В литературе кроме обширнейшего фактического материала о свойствах катализаторов и протекающих реакций имеется большое число обзоров, обобщений по отдельным типам реакций, например по процессам гидрирования, дегидрирования, дегидратации, окисления, алкилирования, крекинга и др. В этих обзорах основное внимание обращено на механизм протекания реакций, кинетику, влияние различных факторов на свойства наиболее распространенных катализаторов, приготовление промышленных контактов и т. п. Однако до сих пор не предпринималась даже попытка систематизировать и тщательно проанализировать весь имеющийся материал с единой точки зрения, чтобы таким путем попытаться выяснить наиболее общие закономерности катализа и создать рациональную систему классификации в катализе. [c.5]

Для выяснения общих закономерностей макрокинетики гетерогенно-каталитических реакций можно предположить эффективный коэффициент диффузии постоянной величиной (такое предположение часто оказывается оправданным). Тогда стационарное распределение концентраций и температуры в зерне катализатора определяете решением системы дифференциальных уравнений [c.171]

В монографии излагаются общие вопросы кинетики гетерогенных каталитических реакций, ее особенности и взаимосвязь кинетики и термодинамики процесса, обсуждаются закономерности отдельных стадий каталитических процессов, соотношение кинетики прямой и обратной реакций, кинетические уравнения процессов в идеальных и реальных адсорбированных слоях, рассматриваются вопросы об оптимальных условиях реакций и об оптимальном катализаторе. В заключение дается анализ особенностей различных экспериментальных методов изучения кинетики и проводится их сопоставление. Изложение дается в основном [c.3]

Реакции, рассмотренные в главах 4 и 5, характеризовались присоединением или отщеплением водорода. Общие закономерности подбора для многих из этих реакций позволяют предположить, что роль катализатора сводится к активации молекулы водорода. В связи с этим интересно рассмотреть простейшие каталитические реакции, в которых участвует только молекулярный или атомарный водород. Это — дейтеро-водородный обмен, пара-орто-конверсия водорода и рекомбинация атомов водорода. [c.135]

ГЛАВА XXVII. ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ КАТАЛИТИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ [c.220]

Авторами настоящей монографии применение фтористого бора популяризировалось еще на первых этапах внедрения его как катализатора в органическую химию, разрабатывались процессы алкилирования изопарафинов и ароматических углеводородов олефинами в присутствии молекулярных соединений фтористого бора, изучалась низкомолекулярная и высокомолекулярная полимеризация олефинов в присутствии различных катализаторов на основе фтористого бора, а также реакция алкилирования фенолов и органических кислот. Авторами впервые получены, охарактеризованы и изучены во многих реакциях молекулярные соединения фтористого бора с фосфорными кислотами, которые особенно выделяются своим каталитическим действием кроме того, сформулированы общие закономерности каталитического действия соединений фтористого бора. [c.5]

Изучение указанных аспектов на ряде оксидов бы проведено с целью выяснения общих закономерност механизма реакций, знание которых необходимо д дальнейшего развития теории предвидения каталит ческого действия. Поэтому значительное внимание работе уделялось исследованию изменения хемосорбщ онно-каталитических свойств оксидов в зависимости с положения металла в периодической системе, услов предварительной тренировки и проведения опыта. [c.58]

Для теоретического выяснения важных кинетических закономерностей каталитической реакции часто проводят эксперименты в диффузиоиной области. При таких исследованиях необходимо количественно учитывать влияние диффузии, особенно внутренней, па общую скорость процесса. Определение этого влияния также необходимо для рещения технических проблем гетерогенного катализатора. В опубликованных до сих пор работах влияние внутренней диффузии определялось или расчетным путем (при этом принимались сомнительные упрощения при описании пористой структуры зерен), или же на основа- [c.217]

Применительно к процессам каталитического гидрооблагораживання остатков знание общих закономерностей превращения отдельных гетероатомных соединений может быть полезно только в части того, что, например, сера из любого серусодержащего соединения удаляется в виде сероводорода, азот из азотсодержащих соединений удаляется в виде аммиака, кислород из кислородсодержащих компонентов в виде воды и пр. Скорость тех или иных реакций превращения гетероатомных соединений может быть оценена лишь косвенно на основе изучения элементного состава сырья и продуктов, а также замером количества вьщелив-шегося сероводорода, аммиака, воды, высадившихся металлов на поверхность катализатора. Интенсивность реакций гидрирования может быть оценена также косвенно по изменению содержания водорода и углерода в жидких продуктах реакции. В связи с этим, для выявления эффективности процессов каталитического гидрооблагораживання нефтяных остатков может быть применен принцип оценки брутто-реакций . Однако, ввиду многообразия остатков, выделенных из различных типов нефтей, характеризующихся различным содержанием компонентов с надмолекулярной структурой (асфальтенов, смол), знание только данных по элементному составу недостаточны. Механизм превращения нефтяных остатков тесно связан со структурными изменениями сырья при нагреве и контакте с каталитической поверхностью. [c.47]

В эту переломную эпоху перехода от фактов, ждущих своего объяснения, к теоретическим выводам в совершенно новой и мало понятной области химии—катализе—большие услуги оказала физическая химия, устанавливающая закономерности на основе каталитических реакций. В 1870 г. Л. Вильгельми открыл кинетический закон действия масс при каталитическом исследовании инверсии тростникового сахара под действием разбавленных кислот. Это позволило позднее в 1867 г. К. Гульдбергу и П. Вааге сформулировать общий закон действия масс в виде динамического равновесия. К этому времени относятся классические исследования Я. Вант-Гоффа по законам кинетики (принципы различия моно-, ди- и по-лимолекулярных реакций), работы М. Боденштейна по газовым реакциям и их кинетике и исследования В. Оствальда по катализу. [c.18]

На стыке молекулярной биологии с физической и физико-органической химией возникла еще одна не менее важная задача — создать сравнительно простые каталитические системы, в которых использовали< ь бы принципы действия активных центров, работающих в ферментах. Подобного рода исследования обогащают физико-органическую химию познанием нетрадиционцых путей (механизмов), позволяющих ускорять или в общем случае регулировать скорости химических реакций. Изучение механизмов молекулярной биологии, в частности движущих сил ферментативного катализа, поможет найти пути создания избирательных химических катализаторов с управляемыми свойствами [7, 8]. В то же время анализ как общих закономерностей, так и различий, наблюдаемых в ферментативных и модельных системах, можно рассматривать как качественно новую ступень углубленного изучения самих ферментов. Иными словами, подобного рода исследования в области молекулярной химической бионики должны способствовать формированию новых взглядов на природу ферментативного катализа. [c.3]

Ныне в связи как с достижениями, так и с трудностями моделирования биокатализаторов взгляды на роль проблемы химической эволюции в изучении катализа существенно изменились. При моделировании биокатализаторов теперь принимаются во внимание уже не только некоторые общие закономерности биогенеза , но по возможности и вся совокупность такого рода закономерностей. Принципы искусственного отбора структур в направлении совершенствования моделей все более приближаются к принципам естественного отбора. Но, что весьма суидественно, одновременно с этим в самой каталитической химии накапливается все больше эмпирического материала, не укладывающегося в рамки отправных постулатов классической кинетики о неизменности химического состава, энергетических параметров и специфичности действия катализаторов. Изо дня в день появляется все больше работ, результаты которых свидетельствуют о физических и химических изменениях катализаторов, о самоприспособлении их к требованиям каталитической базисной реакции. [c.184]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология