Зависимость скорости реакции от катализатора. Катализ гомогенный и гетерогенный

Химическая кинетика. Она изучает скорости химических реакций и их зависимости от температуры, давления, концентрации, среды, перемешивания и т. д., а также вопросы катализа гомогенных и гетерогенных химических реакций и способы, позволяющие регулировать и направлять течение различных химических процессов и выход продуктов реакции. В этом разделе физической химии рассматривается также механизм действия биологических катализаторов— ферментов. [c.6]

Основные научные исследования относятся к химической термодинамике и кинетике. Открыл (1881— 1884) законы, устанавливающие зависимость относительного состава компонентов в газовой и жидкой фазах растворов от давления пара и температуры кипения двойных жидких систем (законы Коновалова). Создал (1886) основы теории перегонки жидких смесей. Развил (1900) представления о критическом состоянии в системах жидкость — жидкость, указав области гомогенности и расслоения. Экспериментально обосновал (1886— 1900) идеи о химической природе растворов. Детально исследовал гетерогенные каталитические процессы, впервые ввел (1885) понятие активной поверхности, имеющее важное значение в теории гетерогенного катализа, и указал на роль химического взаимодействия реагентов с катализатором при активации молекул. Сформулировал (1886—1888) представления об автокатализе и на год ранее В. Ф. Оствальда вывел (1887) формулу для определения скорости автокаталитических реакций (уравнение Оствальда — Коновалова). [c.251]

Зависимость скорости реакции от катализатора. Катализ гомогенный и гетерогенный [c.158]

В заключение этого параграфа отметим, что в гетерогенном катализе величины энергии активации не столь однозначны, как в гомогенной кинетике. Действительно, в случае элементарных гомогенных реакций, описываемых законом действующих масс, энергия активации является табличной величиной, характеризующей вместе со значением предэкспоненциального множителя скорость данной реакции в заданных условиях, изменение которых обычно не ведет к изменению характера кинетической зависимости. В гетерогенных каталитических процессах, в подавляющем большинстве являющихся сложными, наблюдаемое значение энергии активации зависит от механизма реакции, вытекающего из него кинетического уравнения, зависящего также от природы примененного катализатора, области покрытий поверхности, адсорбируемости компонентов, а также от некоторых других факторов, например, пористости катализатора. Следовательно, одной и той же реакции могут отвечать различные значения наблюдаемой энергии активации, которые в силу сложности [c.52]

Величина энергии активации определяет не только температурную зависимость скорости реакции. Шиенением этой величины объясняется также действие катализаторов. Катализатор в общем случае вызывает снижение энергии активации и делает возможным протекание реакций, которые без катализатора практически не идут по причине высокой энергии активации. Различают гомогенный катализ, когда реагенты и катализатор находятся в одной фазе. В этом случае изменение скорости реакции объясняется наличием промежуточных реакций, при которых снижается энергетический барьер. Например, величина энергии активации разложения перекиси водорода в водном растворе достигает 18,0 ккал, в присутствии ионов йода она снижается до 13,5 ккал, а в присутствии коллоидной платины или каталазы печени соответственно до 11,7 и 7,5 ккал/моль. В случае гетерогенного катализа, когда катализатор и реагенты находятся в разных фазах, каталитическое влияние можно объяснить явлением адсорбции реагирующих веществ на поверхности катализатора и изменением (уменьшением) вследствие этого величины энергии активации реагирующих молекул. Сильное влияние величины энергии активации на скорость реакции видно из таблицы. [c.200]

Область каталитических химических реакций исключительно сложна. Рассмотрение теории каталитических превращений выходит за рамки данной монографии. Этому вопросу посвящены превосходные руководства [1—31. Катализ основывается на том, что скорость некоторых химических реакций в сильной степени зависит от присутствия некоторых веществ (называемых катализаторами), не претерпевающих превращения в ходе реакции. Катализаторы могут увеличивать (положительный катализ) или уменьшать (отрицательный катализ) скорость реакции или направлять реакцию в определенном заданном направлении. В зависимости от фазовых соотношений между катализатором и реагирующими веществами различают гомогенные и гетерогенные каталитические реакции. Гомогенные каталитические реакции характеризуются тем, что катализатор и исходные вещества находятся в одной фазе, в то время как при гетерогенном 1 атализе катализатор и исходные вещества находятся в различных фазах или агрегатных состояниях. Процессы очистки газа основываются на явлениях положительного катализа. Поскольку обычно применяются твердые катализаторы, в данном случае речь идет о гетерогенных каталитических превращениях. [c.315]

С. 3. Рогинский считает, что закон роста К,, с увеличением Е красной нитью проходит через кинетику реакции гомогенного и гетерогенного катализа. Г. М. Жаброва и Е. А. Фокина [341 при исследовании разложения перекиси водорода на MgO с разным содержанием окиси олова и окиси сурьмы, введенных в катализатор путем пирогенного распада соответствующих магний- или оловоорганических соединений, нашли, что зависимость скоростей реакций от количества примесей неодинакова при разных температурах (рис. 14). Кривые зависимости от добавки имели ярко выраженный максимум при 84°, при 70° они более плоски, а при дальнейшем снижении температуры реакции (45 и 30°) выпрямляются, т. е. зависимость активности катализатора от содержания добавки практически исчезает. И в данном случае наиболее активные катализаторы имеют максимальные значения Е и Это важное и новое явление в катализе можно было бы иллюстрировать и другими примерами. [c.79]

Говоря о реакционной способности органических соединений, о скорости и направлении органических химических реакций и о зависимости их от строения реагирующих веществ, нельзя не упомянуть проблему катализа — гомогенного и гетерогенного. Развитие теории катализа тесно связано, с одной стороны, с вопросами теории строения, а с другой — с учением о поверхностных явлениях — традиционной областью интересов советских физико-химиков. Мы не имеем возможности останавливаться в настоящем докладе на этих вопросах, несмотря на то, что они имеют близкое отношение к проблемам теории химического строения. Все же необходимо отметить, что изменение скорости реакции, вызываемое катализатором, тесным образом связано с теми или иными изменениями реагирующих веществ па поверхности катализатора, а эти изменения не могут не быть обусловлены их химическим строением, взаимным влиянием атомов в молекулах и природой поверхности катализатора. Отметим еще,что многие весьма важные для развития теории химического строения поло- >кения и открытия были найдены на основе изучения именно каталитических процессов, например открытие необратимого катализа Н. Д. Зелинским. [c.60]

Катализатор увеличивает скорость реакции, но приведенное выше уравнение в большинстве случаев оказывается применимым при катализе. Однако во многих отдельных случаях гетерогенного катализа смысл параметров и Л в уравнении Аррениуса все еще недостаточно ясен. С другой стороны, метод Лангмюра — Гиншельвуда, согласно которому к гетерогенной реакции с точки зрения расчета подходят так же, как к гомогенной реакции, позволяет истолковать зависимость скорости реакции от давления, или порядок гетерогенной реакции, хотя применимость этого метода для ряда гетерогенных реакций остается до сих пор еще под вопросом. Интересно рассмотреть ряд исследований, посвященных как выяснению зависимости скорости каталитической реакции от давления, так и выяснению-связи между и Л, и показать, насколько противоречивыми являются сделанные наблюдения и попытки их объяснения. [c.314]

В присутствии катализатора скорость реакции резко изменяется. Катализаторами называются вещества, которые не расходуются в реакции (если и расходуются на промежуточных ее этапах, то полностью регенерируются по завершении реакции), но способствуют изменению ее скорости. Процесс изменения скорости химической реакции под действием катализаторов называется катализом. Различают катализ положительный (при котором скорость реакции увеличивается) и отрицательный (уменьшающий скорость реакции). Свойствами катализатора может обладать один из продуктов реакции (автокатализ, который также может быть положительным и отрицательным). В зависимости от агрегатного состояния веществ, участвующих в реакции, катализ делят на гомогенный и гетерогенный. Если все взаимодействующие вещества и катализатор находятся в одной фазе, то катализ называется гомогенным. Наибольшее распространение он имеет среди реакций в жидкой фазе. [c.343]

Катализ — изменение скорости или возбуждения химических реакций веществами (катализаторами), которые участвуют в реакции, но не входят в состав конечных продуктов реакции. Катализаторы вводят в очень небольших количествах. В технологических процессах обычно применяют катализаторы, повышающие скорость реакции. В зависимости от свойств катализатора и реагирующих веществ различают гомогенный и гетерогенный катализ (см. выше). [c.18]

Кинетическое уравнение (6.22) реакции окисления н-бутилмеркаптида натрия отличается от уравнения гомогеннокаталитической реакции (6.19) только линейной зависимостью скорости реакции от концентрации кислорода во всем (объемная доля O-i-100%) диапазоне изменения концентрации кислорода. Следовательно, и механизм гетерогеннокаталитического окисления меркаптида должен быть подобен механизму гомогенного катализа с той лищь разницей, что гетерогенный катализатор, по-видимому, образует с молекулой кислорода [c.176]

Найдено, что реакция протекает по гетерогенно-гомогенному механизму. Установлена зависимость скорости окисления от строения сульфидов. Показана принципиальная возможность осуществления жидкофазного окисления оксисуль-фидов до оксисульфонов. Изучено изменение спектров ЭПР и активности хромовых катализаторов в ходе реакций дегидрирования тиофана и дегидроциклизации диэтилсульфида (Институт катализа Сибирского отделения АН СССР). [c.17]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология