Понятие о катализе и катализаторах

Химическая кинетика. Скорость химических реакций. Зависимость скорости реакции от природы, поверхности соприкосновения и концентрации реагирующих веществ, температуры реакции и катализаторов. Закон действующих масс для скорости химической реакции. Понятие о катализе. Катализаторы и ингибиторы. [c.26]

Кислотно-основные свойства катализаторов. Сведения о кислотности часто необходимы при оценке свойств катализаторов. Активность и селективность катализаторов в реакциях крекинга органических соединений, изомеризации, полимеризации, дегидратации и других находятся в непосредственной связи с их кислотными свойствами. В настоящее время общепризнанным является принцип родственности механизмов гомогенного и гетерогенного кислотного катализа. Поэтому, по аналогии с гомогенным катализом, в гетерогенном катализе используются такие понятия, как кислота Бренстеда , кислота Льюиса и, соответственно, бренстедовские и льюисовские кислотные центры. Однако вопросы структуры кислотных точек на поверхности катализаторов, возможность перехода одного типа кислотных центров в другой, а также их влияние на поведение катализатора в процессе все еще остаются дискуссионными. [c.381]

Катализ. Основные понятия. Катализом называют явление иэменения скорости реакции или возбуждения ее, происходящее под действием некоторых веществ, называемых катализаторами, которые, участвуя в процессе, сами к концу реакций остаются химически неизменными. Как известно, влияние катализаторов может быть весьма сильным и под их действием скорости реакций могут изменяться в миллионы и большее число раз как в ту, так и в другую сторону. Под действием катализаторов могут [c.491]

Химическая кинетика. Скорость химических реакций. Факторы, влияющие на скорость химической реакции. Закон действующих масс. Физический смысл константы скорости. Правило Вант-Гоффа. Понятие об энергии активации, ее влияние на скорость химической реакции. Уравнение Аррениуса, Явление катализа. Гомогенный и гетерогенный катализ. Катализаторы, ингибиторы, промоторы, каталитические яды. Химическое равновесие. Реакции обратимые и необратимые. Состояние химического равновесия. Принцип Ле Шателье. [c.4]

Основные положения и законы химической кинетики, а также метод переходного состояния могут быть применены при описании кинетики гетерогенно-каталитических процессов. Особенность такого описания здесь заключается в известной неопределенности в понятии катализатора и химического соединения молекулы реагирующего вещества с катализатором. Если в гомогенном катализе катализатор находится в молекулярном состоянии, которое может быть строго описано термодинамическими функциями состояния А Я, 5, ДО, то в гетерогенном катализе не всегда ясно, что принимать за молекулярную единицу катализатора. Атомы и молекулы, находящиеся на поверхности раздела фаз, не тождественны атомам и молекулам, находящимся в объеме фазы. Их термодинамические функции состояния отличны от термодинамических функций молекул объемной фазы. В настоящее время нет достаточно надежных методов определения или расчета активности Д Я, 5 и ДО молекул, находящихся на границе раздела фаз. Поэтому при выражении концентрации или активности катализатора, продуктов взаимодействия молекул субстрата с катализатором приходится прибегать к условным понятиям концентрации катализатора, выражая ее через свободную, незанятую поверхность. [c.637]

Основные положения и законы химической кинетики, а также метод переходного состояния могут быть применены при описании кинетики гетерогенно-каталитических процессов. Особенность такого описания здесь заключается в известной неопределенности в понятии катализатора и Х1 мического соединения молекулы реагирующего вещества с катализатором. Если в гомогенном катализе катализатор находится в молекулярном состоянии, которое может быть строго описано термодинамическими функциями состояния 5, АО, то [c.637]

Общие понятия и определения. Явление катализа можно определить как зависимость скорости реакций от присутствия веществ — катализаторов, которые на отдельных стадиях химического процесса вступают во взаимодействие с реагирующими молекулами и резко изменяют скорость реакции, оставаясь в химически неизмененном виде. Катализатором реакции является вещество — атомы, молекулы, ионы или поверхности раздела фаз, которое взаимодействует с молекулами реагирующих веществ, изменяет скорость химической реакции и выделяется на последующих стадиях в химически неизмененном виде. Большое практическое и теоретическое значение имеют катализаторы, повышающие скорости химических реакций. Иногда нх назьшают положительными катализаторами. Катализаторы, понижающие скорость химической реакции, называют отрицательными катализаторами. Все каталитические процессы с учетом их специфичности можно разбить на три группы. [c.616]

Понятием катализ объединяются явления, иногда сильно различные по форме (механизму) действия катализаторов. [c.492]

Принятие движения атомов в молекулах гипотетично и поэтому не может быть пригодно для определения понятия катализ... Катализатором является любое вещество, которое, не появляясь в продуктах химической реакции, изменяет ее скорость . [c.10]

Данная книга построена таким образом, что ее могут использовать химики-органики в практической работе. С этой целью приводятся типичные экспериментальные методики наиболее часто применяемых МФК-реакций, а для менее важных реакций по возможности также приводятся имеющиеся данные об условиях их проведения. Поскольку эту новую область химии активно изучают в различных аспектах и поскольку многие плоды этой работы еще не собраны, то все последующее изложение представляет читателю не последнюю стадию развития данного метода, а скорее введение в него. Основные понятия МФК приводятся во введении к гл. 1. Затем излагаются общие фундаментальные данные об ионных парах и факторах, влияющих на экстракционные равновесия в системе водная фаза/органическая фаза. В гл. 2 обсуждаются различные варианты механизма МФК, включая оценку роли катализаторов и отличие межфазного катализа от мицеллярного. Основное содержание книги —гл. 3 — представляет собой изложение данных о практическом использовании МФК. Весь материал сгруппирован по типам реакций, даны обзорные таблицы и подробные методики проведения типичных, практически важных реакций. [c.10]

Ниже приводится несколько определений понятий катализа и катализатора. [c.165]

Выберите наиболее точное определение, найдите неточности и недостатки других определений. Просмотрите задачи и вопросы этого раздела и на основании этого предложите собственное определение понятий катализ и катализатор . [c.165]

Перечисленные осложнения, связанные с тесной взаимообусловленностью кинетических параметров гетерогенных каталитических реакций и микропористой структуры катализатора, значительно затрудняют применение математического моделирования, поскольку в данном случае невозможно отделить чисто химические особенности каталитической системы от ее чисто структурных характеристик. По существу, в этом случае речь идет о расширении понятия микрокинетики гетерогенно-каталитической реакции с учетом дополнительных уровней структурной организации поверхности катализатора, изменяющих особенности протекания химических реакций речь идет о структурно-химической микрокинетике, т. е. катализе на сильно искривленной [c.140]

В изложенном выше обозрении главнейших химических процессов, применяемых для синтеза промежуточных продуктов и красителей, мы нередко встречались с понятием катализа и катализаторов. В последующем мы несколько подробнее остановимся на выяснении тех явлений, которые принято называть каталитическими, рассмотрим их техническое значение в интересующем нас круге химических превращений, их разновидности и практику их использования. Такое выделение этой темы тем более необходимо, что каталитические явления играют весьма важную роль в технически применяемых реакциях, что некоторые виды катализируемых превращений, вошедшие в практику сравнительно недавно, быстро завоевали для себя широкое признание, и потому наконец, что изучение теории каталитических явлений позволяет глубоко осветить ход химических реакций. [c.466]

Особое место в изучении химической кинетики занимает вопрос о влиянии на протекание процесса примесей, участие которых в последнем не учитывается стехиометрическим уравнением реакции. Такие примеси в 1835—1836 гг. были названы шведом И. Я. Берцелиусом (1779—1848) катализаторами он же ввел в науку термин катализ. Под последним подразумевалось ускоряющее действие на химические процессы присутствия в реагирующей системе тел, не принимающих видимого участия в реакциях Сущность каталитической силы состоит в том, что тело лишь одним своим присутствием. .. может возбуждать дремлющие химические сродства взаимодействующих веществ . Однако Берцелиусу не удалось отстоять представления о катализе и понятие о нем прочно вошло в химию лишь благодаря работам Оствальда, проведенным в 1894—1911 гг. Оствальд дал катализу подробное научное объяснение, основанное на законах термодинамики это объяснение не утратило своего значения и поныне. [c.169]

В понятии катализ объединяют явления, сильно различные по способу действия катализатора. Однако общим для всех каталитических процессов является то, что катализаторы могут .ч-менять только скорость реакции, но не предел ее возможного [c.335]

Определение катализа Берцелиусом вызвало ряд возражений. Они коснулись, во-первых, ссылки на какую-то новую, таинственную силу (например, Либих, Фарадей), во-вторых, утверждения, что катализатор вызывает реакцию, без него не идущую вовсе. Вильгельми (1850 г.) показал на примере гидролиза сахара в присутствии кислот, что катализатор не вызывает, а ускоряет уже идущую реакцию. Эту точку зрения особенно настойчиво проводил Оствальд в своих работах 1884—1901 гг. В соответствии с этим он ввел новое определение понятия катализ . Приведем одну из его формулировок (1901 г.) Катализатор — такое вещество, которое, не входя в конечный продукт химической реакции, изменяет ее скорость . [c.59]

Существование различных взглядов на процесс ускорения реакций с участием молекулярного кислорода было обусловлено отсутствием четкого понятия катализ и единого представления о механизме действия катализатора. Вопрос — способен ли он вносить энергию в систему, или это несовместимо с сущностью каталитического акта — решался неоднозначно. [c.255]

Теперь нам следует дать современное и наиболее общепринятое определение катализа, а затем и некоторую общую классификацию каталитических процессов, так как именно с этого начинается любая точная наука. Как известно, физика — это то, чем занимаются физики (то же самое можно сказать и о химии) . Следуя этому наставлению Бергмана, можно было бы ограничиться утверждением, что катализ — это то, чем занимаются и химики и физики . Но, естественно, такого шутливого объяснения недостаточно, и со времен Берцелиуса давалось множество научных определений понятию катализ . На наш взгляд наилучшее определение сформулировано Г. К. Боресковым Феноменологически катализ можно определить как возбуждение химических реакций или изменение их скорости под действием веществ — катализаторов, многократно вступающих в промежуточные химические взаимодействия с участниками реакции и восстанавливающих после каждого цикла промежуточных взаимодействий свой химический состав . [c.8]

Из самого понятия катализа, как воздействия на скорость химической реакции определенными веществами — катализаторами, изменяющими ее механизм, но остающимися в результате неизменными, видно, что это — явление кинетическое. В катализе имеется ряд проблем, особенно в гетерогенном катализе, имеющих не только кинетическое содержание. К ним, например, относятся вопросы о природе и механизме элементарного взаимодействия в системе реагент — катализатор, взаимосвязь каталитических свойств со структурой твердого тела, вопросы комплексообразо-вания и т. п. Это не исключает необходимости того, что катализ, как явление кинетическое, должен изучаться, в первую очередь, кинетическими методами [23], хотя, разумеется, не только ими. [c.9]

На поверхности гетерогенных катализаторов могут протекать ионные реакции, аналогично тому, как они протекают в среде жидкого диэлектрика. Это указывает на существование особой, весьма значительной группы гетерогенно-каталитических реакций, объединяемых понятием гетерогенного ионного катализа . Механизм этой группы процессов в основном может быть объяснен па основе тех в достаточной мере разработанных положений, которыми оперируют в области гомогенного ионного катализа [40, 41 ]. Наиболее хорошо изучены гетерогенные каталитические реакции, катализируемые твердыми протонными и апротонными кислотами или соответственно основаниями. Гетерогенный ионный (но не кислотно-основной) катализ изучен гораздо меньше. [c.33]

В общее понятие катализа входит не только ускорение реакций, но также и замедление их ( отрицательные катализаторы ). Сюда, например, относится предохранение альдегидов от окисления при помощи добавок фенолов, ароматических аминов и т, п. — Ред. [c.330]

Берцелиус первый предложил химические символы, которыми во всем мире пользуются с тех пор. Его имя связано со многими открытиями XIX в., в частности широко известны его работы по катализу. Сами понятия катализа и катализатора были введены в науку Берцелиусом. [c.66]

Хотя большинство реакций, рассмотренных в этой главе, включает экстракцию анионов в органические растворители под действием катиона-катализатора, общее понятие межфазный катализ шире. Оно, кроме того, включает в себя экстракцию катионов и даже нейтральных молекул из одной фазы в другую с помощью катализатора. [c.13]

В понятии катализ объединяют ряд явлений, различающихся по способу действия катализатора. [c.374]

Сейчас считается несомненным, что понятие катализ охватывает разнообразные явления, отличающиеся по способу действия катализатора. Тем не менее в основу объяснения большого числа каталитических реакций может быть положено общее представление о способе участия в них катализатора. Предполагается, что катализаторы характеризуются способностью к образованию с реагирующими веществами промежуточных соединений — очень активных с ничтожной продолжительностью существования. [c.66]

Прежде чем перейти к рассмотрению данной проблемы, имеет смысл определить понятие катализатор и новый катализатор . Необходимость такого определения обусловлена тем, что при характеристике катализатора часто имеют в виду только его каталитически активный компонент, а новым считают лишь такой катализатор, который содержит не применявшийся (для данной реакции) каталитически активный компонент. Такое применение этих терминов в определенной степени рационально, особенно при рассмотрении теоретических проблем катализа. Однако при обсуждении вопросов создания и промышленного применения катализаторов указанным терминам обоснованно придают несколько иной смысл. В этом случае катализатором считают вещество, которое обладает комплексом свойств, позволяющим использовать его для ускорения химического процесса. [c.4]

В процессах принятия решения при характеристике и прогнозировании важнейших свойств сложных каталитических систем эффективный прием конструирования алгоритмов для предсказания каталитического действия основан на одном из фундаментальных понятий теории систем — энтропии информации. Применение теории информации к каталитическим системам позволяет дать им универсальную характеристику в виде энтропии информации, открывающую возможность сравнивать между собой каталитические системы различных, в принципе любых типов. В частности, этот подход обеспечивает возможность предсказания свойств данной каталитической системы благодаря выбору тех типов систем, которые по своим возможностям наиболее содержательны для катализа и которые тем самым способны дать наибольшую информацию о свойствах катализаторов, например о характере их активных центров. При этом, как будет показано ниже, информационная энтропия, используемая для анализа атомных структур, оказывается более содержательной, чем обычная термодинамическая энтропия. [c.101]

В. Оствальда катализатором является вошество, которое, не участвуя в конечных продуктах реакции, изменяет ее скорость. Это определение представляется ньше несколько расплывчатым, так как под него подходит и химическая индукция, и промежуточные соединения, и солевые эффекты в растворах. Однако оно сыграло свою позитивную роль в становлении науки о катализе как об одном из слолснейхпих и важнейших явлений химии. Современные формулировки понятий катализ , катализатор базируются на представлениях о протекании химических реакций через образование переходного состояния (активированного комплекса). С этой точки зрения катализатором называется вещество, изменяющее скорость химической реакции посредством вхождения в состав активированного комплекса (что облегчает его образование), но не входящее в состав продуктов реакции. Важнейшей термодинамической закономерностью [c.284]

В книге показана роль катализаторов в промышленности приведены основные понятия о катализе и катализаторах. Подробно изложены требования к промышленным контактным массам, описаны типовые методы производства катализаторов и применяемая аппаратура. [c.2]

В конце 18 в. было открыто каталитическое действие кислот при осахаривании крахмала и впервые Применены твердые катализаторы [3] глины при дегидратации спиртов, металлы в процессах дегидрирования. Однако понятие о катализе возникло позднее. Лишь в 1834 г, Е. Митчерлих [4] ввел понятие контактные реакции , а в 1835 г. Д. Берцелиус [5]i предложил термин катализ . [c.5]

Хотя на первых порах и не все химики одинаково восприняли теорию Клемана и Дезорма, основные положения ее были приняты как бесспорные. Достоинство этой теории состояло еще Б том, что она легко и просто, а главное в полном соответствии со стехиометрическимп законами, объясняла роль агентов, которые, как это следовало из опытов, не укладывались в рамки стехиометрии. Либих, например, на этом основании пе считал камерный процесс каталитическим. В письме к Вёлеру он писал < Если бы окислы азота не образовывали с воздухом бурых паров и если бы азотистая кислота была неизвестна, весь процесс образования серной кислоты должен бы быть причислен к каталитическим [12, стр. 80]. Это как раз и могло объясниться тем, что Клеман и Дезорм очень ясно показали роль окислов азота как передатчиков кислорода и предположили процесс идущим через ряд промежуточных стадий. В то же время отсутствовало представление о том, что катализатор может вызывать промежуточные реакции, направляя тем самым основную реакцию к требуемому концу. В понятие катализа тогда вкладывалось нечто непонятное, что не укладывается в рамки стехиометрических законов. Поэтому хотя реакция получения серпой кислоты и отличалась от обычных химических процессов, но в ней отсутствовал этот момент непонятного , который был характерен для катализа. Вследствие всего этого Либих и отрицал совершенно ее каталитический характер. [c.130]

Книга не свободна от некоторых недостатков. Так, например, в ней сохраняется характерная для иностранных изданий диспропорция в использовании и цитировании зарубежных и советских источников. Имеются случаи неполного освещения теорий например, в гл. 6 изложен только геометрически принцип мультиплетной теории, а об энергетическом даже не упоминается. Некоторые разделы (особенно гл. 1) изложены очень конспективно. Определения понятий катализ и катализатор даны в очень примитивной форме, которая не может удовлетворить читателя, несмотря на то что в дальнейшем изложении их содержание раскрывается по существу. Однако некоторые едостатки книги значительно перекрываются тем, что она освещает проблему гетерогенного катализа более всесторонне, чем любая другая из упомянутых выше монографий. [c.6]

М икрогетерогенный катализ происходит в жидкой фазе с участием коллоидных частиц металлов в качестве катализаторов. При ферментативном катализе, который происходит в растительных и животных клетках, катализаторами служат также коллоидно-растворенные белковые частицы — ферменты, ускоряющие сложные органические процессы живой природы. Если в присутствии катализатора реакции ускоряются, то это явление называют положительным катализом и это понятие часто отождествляется с общим понятием катализ . [c.231]

Очень важно сформулировать специфическое для наших целей понятие промежуточное соединение . Здесь не имеются в виду поверхностные комплексы или активированные комплексы , в случае которых, по крайней мере в гетерогенном катализе, катализатор или его часть связана структурно или специфическими силовыми полями с молекулой, участвующей в реакции. Мы называем промежуточными соединениями химические частицы, которые образуются под действием катализатора в виде десорбирующихся обычных химических частиц, имеющих свое название, структуру и термодинамические свойства, характеризующие независимые химические соединения. [c.11]

Катализ. Основные понятия. Катализом называют явление изменения скорости реакции или возбуждения ее, происходяи ие-под действием некоторых веществ, называемых катализаторами, которые, участвуя в процессе, сами к концу реакций остаются химически неизменными. Как известно, влияние катализаторов можег быть весьма сильным и под их действием скорости реакции могуг изменяться в миллионы и большее число раз как в ту, taк и в другую сторону. Под действием катализаторов могут возбуждаться реакции, которые без них практически не происходят в данных., условиях. Катализ принято называть положительным, когда катализатор увеличивает скорость реакции, и отрицательным, — когда катализатор уменьшает скорость реакции. Замедляющее действие отрицательных катализаторов нередко обусловливается тем, чта они понижают активность положительного катализатора, отравляя его. Мы будем в дальнейшем рассматривать лреимущественно положительный катализ, называя его просто катализом. Реакции, которые каталитически ускоряются продуктами, получаемыми в этой же реакции, называют автокаталитическими (самоускоряющимися). Скорость этих реакций возрастает во времени. [c.667]

Рассмотрим математическую трактовку задачи. Пусть имеется множество объектов произвольной природы, называемых реализациями. В нашем случае — исследуемые катализаторы. Каждой реализации соответствует набор чисел, называемых признаками, характеризующими св011ства катализатора. Геометрически объект изображается точкой в гиперпространстве признаков. Вводится понятие класса, которое образуется множеством реализаций, обладающих общим свойством. В нашем случае классами могут быть катализа- [c.164]

В книге изложены основные сведения ио гидродинамике, теплообмену и массообмену применительно к каталитическим процессам в кнпящем слое. Даны основные понятия о катализе газов. Описаны технологические процессы в кипящем слое катализатора по результатам их исследованпй и промышленного применения. [c.2]

При одинаковой скорости подачи жидкого сьфья способность к каталитическому крекингу выше у фракций с более высокой средней температурой кипения. Однако это только кажущаяся закономерность, потому что у фракций с более низкой средней температурой кипения более низкий средний молекулярный вес, в связи с чем в данном объеме или массе сьфья содержится большее количество молекул. Следовательно, в единицу времени над одним и тем же катализатором можно подвергнуть крекингу одинаковое количество молекул высоко- и низкокипящих нефтяных фракций. Тем не менее для высококипящих фракций число крекированных молекул составляет больший процент от общего числа молекул. По этой причине крекинг одного и того же числа молекул этих двух фракций соответствует разньпи степеням превращения. Этот пример показывает, что, пользуясь понятием "объемная скорость" (в обшем-то очень полезньп понятием в катализе), можно прийти в случае крекинга к сомнительньпи выводам. [c.47]

Если исходить иэ количества продукта, производимого в сутки, окисление двуокиси серы в серный ангидрид, безусловно, следует отнести к числу наиболее важных процессов каталитического окисления в газовой фазе. Еще в 1831 г., т.е. до того, как Берцеллиус ввел понятия катализатор и "катализ", Филлипс показал, что платина способна катализировать эту реакцию. Б 1898 г. Хазенбах и Клемм описали промьпи-ленный процесс с использованием в качестве катализатора окиси железа. В следующем году Майерс показал, что хоро-щим катализатором является и пятиокись ванадия. [c.275]

Можно провести много аналогий между гетерогенным ката лизом при полимеризации олефинов и тем способом, которьш осуществляется катализ природных химических реакций, в ча стности ферментативный катализ. Действительно, гетерогенны катализ во многих отношениях напоминает ферментативный. Мо лекула субстрата сталкивается с активным центром на поверхно сти твердого катализатора, образуя адсорбционный комплекс Адсорбированный субстрат реагирует в одну или несколько ста дий под влиянием каталитических групп активного центра. на конец продукт десорбируется (пли удаляется) из активного цент ра. Таким образом, и для ферментативного, и для гетерогенного катализа говорят об активном центре и образовании комплекса субстрата с активным центром. Осмысление этих понятий помогает сопоставить неферментативный и ферментативный катализ. Тем не менее существует и принципиальное различие, поскольку большипстпо ферментов несут только один активный центр па молекулу, тогда как в гетерогенных катализаторах на одну ча- [c.198]