Адсорбция компонентов реакции на катализаторе и поверхностные соединения

Адсорбция компонентов реакции на катализаторе и поверхностные соединения [c.36]

Вполне точно установлено, что хотя каталитическое гидрирование может протекать по многочисленным различным механизмам, при всех реакциях, вероятно, имеются следующие стадии 1) диффузия реагирующих компонентов-из основного ядра фазы к поверхности катализатора через конденсированную на поверхности или внутри пор пленку 2) адсорбция реагирующих компонентов на активных центрах поверхности катализатора 3) собственно реакция, т. е. взаимодействие адсорбированных молекул с образованием целевых продуктов 3) десорбция продуктов реакции 5) диффузия продуктов реакции через поверхностную пленку и из пор катализатора в основное ядро фазы. Реагирующие формы адсорбируются и образуют на поверхности активированные комплексы, которые в результате еще не выясненного механизма диссоциируют, вновь соединяются и рекомбинируются с образованием новых комплексов, обладающих меньшей энергией. Последние затем десорбируются с поверхности. Изучение многочисленных реакций в паровой фазе приводит к общему выводу, что суммарная скорость подобных реакций в больишнстве случаев определяется стадией химического взаимодействия адсорбированных молекул на поверхности катализатора, а не скоростями диффузии, адсорбции исходных соединений или десорбции продуктов реакции. [c.146]

Высказанное положение учитывается во многих теориях катализа, из которых, по-видимому, наибольшей стройностью и законченностью отличается мультиплетная теория (Н. Д. Зелинский, А. А. Баландин). Как и другие, она предполагает существование поверхностных соединений. Ее важной предпосылкой является одновременная адсорбция обоих компонентов реакции на группе соседних активных центров — мультиплете. Теория предъявляет к катализаторам два требования, выражаемые принципами структурного и энергетического соответствия. Первый из них требует соответствия между параметрами кристаллической решетки катализатора и длинами рвущихся и образующихся в процессе реакций связей. Мультиплетный комплекс включает как атомы реагирующих веществ, так и некоторое число атомов из поверхности катализатора. Например, для реакции перераспределения связей между атомами А, В, С и О предложена следующая схема (дублетного типа) [c.18]

Прн гомогенном катализе, когда катализатор находится в одной фазе (газовой или жидкой) с реагирующими веществами, промежуточное соединение А [Кат может существовать в виде отдельного компонента, который можно обнаружить химическим анализом. При гетерогенном катализе, когда, например, твердый катализатор находится в жидкой или газовой фазе, включающей реагирующие вещества А и В, промежуточное вещество А [Кат] не является трехмерным телом, которое можно определить химическим анализом. А [Кат] в этом случае является лишь поверхностным соединением (продуктом активированной адсорбции). Однако и в этом случае между катализатором и реагирующими веществами происходит электронный или протонный обмен, т. е. имеется химическая валентная связь. Поэтому катализаторы действуют специфично, т. е. избирательно ускоряют одни реакции и не влияют на скорость других. [c.138]

Снижение энергии активации обусловлено промежуточным взаимодействием компонентов реакции на поверхности катализатора, которое способствует протеканию реакции в желательном направлении. При образовании промежуточных поверхностных соединений кристаллическая структура катализатора в общем не изменяется. При активированной адсорбции и образовании поверхностных соединений процесс окисления аммиака происходит с меньшей затратой внешней энергии. Из числа потенциальных термодинамически возможных реакций в присутствии катализатора в первую очередь протекает та реакция, которая требует наименьшей энергии активации. Одним из критериев активности катализаторов является их удельная поверхность. [c.28]

При исследовании влияния природы растворителя на скорость и механизм каталитической гидрогенизации удалось установить, что оно определяется следующими основными факторами 1) коэффициентом распределения гидрируемого вещества и продуктов реакции между раствором и поверхностью катализатора 2) энергией связи атомов реагирующих компонентов с поверхностью катализатора 3) соотношением скоростей активации водорода и непредельного соединения и скоростей снятия их с поверхности 4) адсорбционной способностью самого растворителя 5) наличием в растворе ионов или полярных веществ, которые способны к избирательной адсорбции и, следовательно, к изменению скорости реакции и ее избирательности 6) растворимостью водорода в жидкости, скоростью его диффузии на границе раздела газ—жидкость, зависящей от поверхностного натяжения и вязкости жидкости. [c.101]

По-видимому, в различных процессах могут осуществляться разные случаи. В общем можно считать, ,что нет необходимости в соприкосновении обязательно, всех исходных веществ с поверхностью кат дзатора. Если реакционная способность промежуточного поверхностного соединения, образующегося из одного исходного вещества, достаточно велика, оно может взаимодействовать с другим веществом, находящимся в газовой фазе, без адсорбции последнего (или с промежуточной кратковременной адсорбцйёи). В других случаях активация одного из компонентов может оказаться недостаточной для реакции и будет необходимость в адсорбции всех компонентов. Так, в работе [478] показано, что в присутствии золота как катализатора водород участвует в реакциях изотопного обмена и окисления лишь через химически адсорбированное состояние. Из этих данных следует, что, по-видимому, кислород в реакции окисления водорода в присутствии того же катализатора может реагировать с адсорбированным водородом и из газовой фазы. [c.71]

А. А. Баландин). Эта теория также предполагает существование поверхностных соединений важной предпосылкой теории является одновременная адсорбция обоих компонентов реакции на группе соседних активных центров катализатора — на так называемом мультиплете. Например, гидрирование этилена происходит в результате адсорбции молекул С2Н4 и На на двойном мультиплете — на дублете (обозначен точками). [c.95]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология