Явление катализа

Одним из первых объяснений явления катализа была теория промежуточных соединени . Положительной чертой этой теории являлось то, что она подчеркивала химическую сторону катализа и объясняла избирательность катализа образованием промежуточных соединений различной природы в зависимости от химического сродства данных веществ. Однако зависимость активности катализаторов от способа их приготовления, а также явления отравления и промотирования катализаторов заставили предположить, что каталитическую активность нельзя объяснить только химическим составом катализатора. [c.12]

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]

Константы диссоциации и ассоциации кислот и оснований все же описывают их свойства недостаточно полно. Важную роль в понимании многих химических процессов, и в частности явления катализа, сыграла концепция жестких и мягких кислот и оснований (принцип [c.235]

С точки зрения химика фермент — это прежде всего катализатор. Поэтому многие закономерности, которые наблюдаются в ферментативных процессах, почти наверняка найдут себе аналогии в гомогенном химическом катализе и наоборот. По существу нет резких границ между всеми известными нам видами химического и биологического катализа, и противопоставление их друг другу требует скорее классификация, чем сущность явления катализа. [c.3]

Теория промежуточных соединений была одним из первых научных объяснений явления катализа и до сих пор служит основой современных представлений о нем [11]. Схематично эта теория заключается в том, что медленная реакция между исходными реагирующими веществами заменяется двумя или цепью более быстрых реакций с участием катализатора, образующего с исходными веществами промежуточные соединения. В гомогенном катализе промежуточные соединения, как правило, можно обнаружить химическим анализом и даже выделить в чистом виде. При гетерогенном катализе на твердых катализаторах промежуточные соединения являются продуктом активированной (химической) адсорбции, они возникают лишь на поверхности катализатора, не образуют отдельных фаз и не обнаруживаются химическим анализом. [c.61]

Механизм окислительно-восстановительных реакций. В настоящее время многие исследователи весьма скептически относятся к идеям о связи каталитической активности с коллективными свойствами электронов твердого тела (см., например, [23]) и вновь склоняются к чисто химическим концепциям, близким к теории промежуточных соединений. Однако в рамках этих концепций, как ука- швалось в самом начале этой книги, нельзя объяснить многие факты и наиболее фундаментальный из них — явление промотирования и модифицирования без образования новой фазы. Поэтому более вероятным является широкая вариация механизмов катализа от реакций, связанных, главным образом, с коллективными свойствами электронов в твердом теле, до превращений, практически идентичных с объемными гомогенными реакциями. Рассмотрим общий подход к явлениям катализа на полупроводниках на примере наиболее типичных для них окислительно-восстановительных превращений. Для большей конкретности будет рассмотрен случай окисления органических соединений. [c.26]

Однако уже в тот период многие ученые отмечали, что всегда имеет место адсорбция реагентов поверхностью катализатора и что состояние самого катализатора играет важную, если не решающую роль в каталитических процессах, т. е. учитывали и физические явления катализа. [c.89]

Идеи Д. И. Менделеева и Д. П. Коновалова в дальнейшем развил и углубил Н. Д. Зелинский с учениками. Располагая огромным собственным экспериментальным материалом, опытом и правильным подходом к явлениям катализа, он дал ряд ценных обобщений и выводов. Свои воззрения на катализ Н. Д. Зелинский изложил в ряде работ [32], положив в основу бутлеровскую теорию строения органических соединений и принципы катализа Д. И. Менделеева. Н. Д. Зелинский указывал на доминировавший в то время в науке неверный подход к объяснению каталитических процессов и отметил, что определение катализа по И. Берцелиусу и В. Оствальду неправильны и не могут разрешить вопроса о механизме каталити- [c.124]

Рассмотренные количественные подходы на основе анализа механизма гетерогенного катализа не всегда обеспечивают исчерпывающее решение задач прогнозирования свойств и подбора катализаторов в силу объективных причин, связанных с незавершенностью теории катализа. Поэтому наряду с подходом, основанным на описании физико-химической сущности явлений катализа, получили широкое распространение формальные экспериментально-статистические методы описания сложных кибернетических систем. Предпосылки для развития экспериментально-статистических методов подбора катализаторов были созданы достигнутыми возможностями современной вычислительной техники, с одной стороны, а с другой стороны — накоплением значительного, хотя и не всегда строгого количественного экспериментального материала в области практического катализа. [c.67]

Теория промежуточных соединений сыграла большую роль в истории развития катализа для объяснения путей протекания многих реакций, но она страдает узостью и ограниченностью. Она бессильна объяснить такие важные явления катализа, как влияние поверхностной структуры, дисперсности, активации и отравления, вообще совершенно игнорирует физическую сущность, без чего, конечно, причины катализа и проблемы генезиса катализаторов не могут быть выяснены. Все перечисленное, а также развитие физических теорий логически способствовало ослаблению интереса к теории промежуточных соединений. Как будет показано ниже, последняя, правильная по существу, после внесения в нее необходимых новых физических представлений о катализе, слилась с физическими теориями. [c.89]

Основными проблемами, характеризующими направление и определяющими предмет физической химии, являются учение о строении и важнейших свойствах веществ, находящихся в газообразном, жидком, кристаллическом и плазменном состояниях учение о растворах, их внутренней структуре и свойствах, зависящих от концентрации и химической природы компонентов, составляющих растворы а также проблемы химической термодинамики, которая изучает связь между химической и другими видами энергии электрохимия, связанная с изучением электропроводности, электролиза, работы гальванических элементов и др. химическая кинетика, изучающая скорости и механизм химических реакций в гомогенных и гетерогенных системах, а также явления катализа. [c.5]

В 1894 г. Оствальд составлял реферат статьи о теплоте сгорания продуктов, который он собирался опубликовать в своем журнале. Однако он не был согласен с выводами автора и, чтобы подкрепить свои возражения, привлек в качестве примера явление катализа. [c.115]

Около Теоретическое объяснение явления катализа немецким физи- [c.282]

В. H. Ипатьев, Роль окислов в явлениях катализа. СПб., 1906 Вег., 37. 2986 (1904). [c.438]

Явление катализа и влияние различных факторов на протекание обратимых реакций рассмотрим более подробно. [c.90]

Наличие поверхности раздела между соприкасающимися фазами и свой-етва поверхностей раздела имеют весьма существенное значение в процессах испарения и конденсации, сорбции и десорбции, в гетерогенных реакциях, в явлениях катализа, трения, смазочного действия, адгезии и др. [c.328]

Явление катализа основано на возможности возникновения промежуточных взаимодействий активного вещества катализатора с реагентами катализируемой реакции. Вследствие этого состояние активного вещества катализатора неизбежно контролируется взаимодействиями с реакционной средой и претерпевает поэтому определенные изменения. Для гетерогенных катализаторов эти изменения обычно называют реконструкцией поверхности катализа- [c.379]

Скорость реакции, отнесенная к единице массы катализатора, зависит не только от порозности, но и от концентрации реагентов и температуры. В этом случае зависимость может оказаться значительно более сложной, чем при некаталитических реакциях. Чтобы имело место явление катализа, реагенты должны продифундировать через цоры. При этом скорость процесса может лимитироваться реакцией или диффузией, либо та и другая стадия будут оказывать на скорость процесса почти одинаковое воздействие. Если скорость лимитируется реакцией, что типично для низких температур, то влияние концентрации и температуры будет таким же, как и при химической реакции. Наоборот, если скорость лимитируется диффузией, что типично для более высоких температур, то влияние концентрации и температуры аналогично влиянию, имеющему место при диффузии. В переходной области, в которой на общую скорость процесса влияют как реакция, так и диффузия, эффект температуры и концентрации на процесс часто оказывается довольно сложным. [c.40]

Распространено явление катализа на полупроводниках. Участие полупроводников в каталитических процессах Ф. Ф. Волькенштейном объясняется как результат взаимодействия реагирующих веществ с электронами или дырками полупроводника (свободными валентностями твердого тела). Наряду с указанными коллективными свойствами учитываются локальные свойства поверхности, возможность образования лабильных поверхностных структур и их специфическое взаимодействие. [c.185]

Исследование явления катализа показало, что причиной ускоряющего действия катализаторов является понижение энергии активации процесса. В гомогенном катализе это достигается образованием промежуточных нестойких продуктов реагирующих веществ с катализатором и последующего разложения этого комплекса. Например, реакция [c.235]

Может возникнуть вопрос как объяснить сущность явления катализа [c.92]

Катализ, В проблеме скорости химической реакции выдающуюся роль играет явление катализа. Так, известен ряд веществ, способных своим присутствием сильно повышать скорость той или иной химической реакции. Подобные вещества получили название катализаторов. Последние по сравнению с обычными химическими реактивами характеризуются рядом особенностей, из которых отметим следующие [c.138]

С учетом явления катализа реакции могут быть каталитические и некаталитические. К первым относятся все процессы, протекающие с участием катализаторов. Например, реакция [c.89]

Явление катализа может быть определено следующим образом катализ-—это избирательное ускорение одного из термодинамически возможных (в данных условиях) иаправлеиий реакции, осуществляющейся в присутствии катализатора ио новому реакционному пути. [c.6]

Скорость химических реакций может изменяться от участия различных веществ. Такие реакции называют каталитическими, вещества, изменяющие скорость,—катализаторами, реагирующую систему—ка-тализатом, а само явление—катализом. [c.21]

Явление катализа П1ироко распространено в природе и интенсивно используется в технике для ускорения химических превращений. Катализатором называют вещество, которое существено изменяет скорость реакции, оставаясь химически неизменным после ее окончания и ие входит в состав продуктов превращения. Это, однако, пе означает, что катализатор вообще ие принимает участия в реакции. Влияние катализатора определяется его влиянием на протекание элементарных химических актов, при которых образуются неустойчивые промежуточные вещества. Это приводит к изменению механизма реакции, и она протекает по другому пути, чем в отсутствие катализатора. В результате уменьщается энергия активации реакции и увеличивается ее скорость. Вследствие распада промежуточных продуктов происходит регенерация катализатора, который вновь способен образовывать промежуточные соединения и, таким образом, продолжается его действие. Примером каталитической реакции является один из вариантов превращения молекул озона в кислород, происходящего в верхних слоях земной атмосферы [c.520]

Если теория катализа через образование промежуточных соединений характерна для гомогенных процессов, т. е. когда все реагирующие вещества находятся в одном и том же агрегатном состоянии, то для гетерогенных сред явление катализа можно объяснить теорией активированной адсорбции. [c.170]

Советские ученые иа основании собственных представлений о явлениях катализа, исходные позиции которых определены Н. Д. Зелинским [51, дали несколько ва11иа1[тов общей теории катализа алюмосиликатами. Схемы С. Н. Обрядчикова 163, 64] созданы на базе наблюдающейся связи между каталитической активностью и обменной способностью алюмосиликатов не Ю. А. Битепажу 165]. Б. Л. Молдавский использовал представления об алюмосиликатах как активных комплексах, несущих электрический заряд [66] А. Н. Титона рассматривала алюмосиликаты как пермутитовые кислоты, имеющие под1 ижный водородный атом гидроксильной группы алюминия 167]. 13. Н. Грязновым, В. В. Коробовым, А. В. Фростом 127] и [c.159]

Химическая кинетика изучает скорость и г. 0..- екуляр-ный механизм химических реакций как в гомогенной, так и в гетерогенной среде, включая и явления катализа. [c.23]

Значительный интерес представляет так называемая теорп.ч дислокации (Безекен), которая пытается объяснить и классифицировать явления катализа. В основу этой теории принято положение, что при физическом контакте между катализатором и компонентами реакций первый своим электростатическим полем изменяет траектории электронов (дислокация) реагирующих молекул, благодаря чему эти молекулы получают способность легче и быстрее вступать во взаимодействие. При дислокации в результате изменения энергии и смещения силовых полей образуются метастабильные системы, представляющие продукты взаимодействия катализатора с активированными молекулами. Связи в таких системах должны быть рыхлыми, и катализатор должен максимально деформировать активированные молекулы. Дислокация имеет электрическую (полярную) природу. [c.126]

Обилие теорий свидетельствует как о сложности и многосторонности самого явления катализа, так и о все еше недостаточно высоком уровне познан1ИЯ этого явления, [c.122]

Явление катализа заключается в том, что ряд веществ-катализаторов обладает свойством воздгйствовать на скорость реакции без изменения собственных свойств п своей массы. [c.93]

Скорость каждой химической реакции зависит как от ирироды -реагируюихих веществ, так и от условий, в которых реакция протекает. Важнейшими из этих условий являются концентрация, температура и присутствие катализатора (явление катализа рассмотрено отдельно в 3). Природа реагирующих веществ оказывает решающее влияние на скорость химической реакции. Вспомним, например, что водород с фтором реагирует [c.128]

Впервые явление катализа было открыто в 1806 г. Н. Клеманом и Ш. Дезормом в камерном процессе получения серной кислоты. Они установили каталитическое действие оксидов азота на скорость окисления SO . В конце XIX в. промышленным методом получения серной кислоты стал контактный способ, основанный на окислении SOj кислородом в присутствии платинового катализатора. В настоящее время вместо дорогостоящих платиповых катализаторов успешно работают оксидные смеси (например, VjOj с K2SO4). Каталитическим способом проводят промышленный синтез аммиака (N ) + 3 (Н ) —> 2 (NH.,), где в качестве катализатора используют железо, промо-тированное оксидами алюминия и калия. Синтез азотной кислоты осуществляют с помощью каталитического окисления аммиака в присутствии платинового катализатора. [c.179]