Реакции, протекающие под действием катализаторов

Каким образом катализатор может влиять на химическую реакцию Если принять, что катализатор в заметной степени при реакции не расходуется, то термодинамически можно показать, что его роль в реакции не заключается в изменении точки равновесия, а сводится к ускорению достижения равновесия. Однако в большинстве химических систем имеются метастабильные состояния, обладающие свободной энергией, промежуточной между свободной энергией реагирующих веществ и состоянием равновесия. Мы можем приписать специфичность катализатора его свойству увеличивать скорость достижения одного из таких промежуточных состояний, а не общему ускорению в направлении достижения состояния с наименьшей энергией. Так как катализатор влияет на скорость реакции и не влияет на состояние равновесия, невозможно дать общее кинетическое описание поведения катализаторов. Болес полно проанализировать поведение катализатора можно, только зная конкретный механизм, по которому протекает данная реакция. Однако целесообразно провести классификацию катализаторов по строению и связанному с ним действию катализаторов на тип реакций, протекающих по данному механизму. Для твердых тел обычно принимают следующую классификацию [c.531]

Большой интерес ученых вызывали процессы, в которых роль света можно сравнить с действием катализатора. Например, при кратковременном облучении ярким светом смеси хлора с водородом реакция между этими газами протекает со взрывом и практически до конца, тогда как в темноте хлор и водород вообще не реагируют. [c.118]

По мнению Караша, действие катализаторов заключается в том, что они катализируют распад хлористого сульфурила на двуокись серы и хлор, после чего протекает нормальная реакция сульфохлорирования на свету. По утверждению Караша в отсутствии света никакой реакции не наблюдается. [c.371]

При рассмотрении действия катализаторов следует учесть, что реакции могут протекать в гомогенной и гетерогенной средах. Независимо от того, в какой среде протекает химическая реакция, сущность действия катализаторов одна и та же катализаторы активно участвуют в данной химической реакции с образованием различных промежуточных соединений. В качестве примера рассмотрим известную вам реакцию этилена с водой, т. е. получения этанола из этилена. [c.92]

Тетрафторэтилен полимеризуется в присутствии перекисей, персульфатов и других катализаторов при некоторых условиях реакция протекает чрезвычайно бурно [150]. При этом образуются высокомолекулярные кристаллические линейные полимеры, которые отличаются весьма высокой теплостойкостью (до 300°) и разрушаются только под действием расплавленных щелочей эти полимеры имеют весьма высокую диэлектрическую проницаемость [151]. [c.203]

Как видно из представленных результатов, температурные области эффективного действия катализаторов для выбранных реакций достаточно разнесены. В температурном диапазоне 220-260°С, где достигается выход серы близкий к 100%, реакция окисления пропана протекает с незначительной скоростью. Негативное воздействие паров воды на параметры целевого процесса отмечалось ранее. Селективность процесса существенно падает при введении воды в количестве 60 об.% при одновременном увеличении суммарной конверсии исходного сероводорода. Интересным представляется полученный результат, показывающий, что при высоких значениях объемной скорости (до 100000 ч ) удается достичь высоких показателей реакции прямого окисления сероводорода даже при высоком содержании паров воды 8 газовой фазе (до 95 об.%). Таким образом, при малом времени контакта реакция прямого окисления сероводорода протекает с заметно более высокой скоростью, чем обратный процесс взаимодействия паров воды с серой в газовой фазе с образованием сероводорода и диоксида серы. [c.117]

Д е г и д р о генизация боковой цепи. Примером этой реакции может служить конверсия этилбензола, получаемого при алкилировании бензола этиленом, до стирола. Реакция протекает в интервале температур от 650 до 700° С или при более низких температурах, а случае применения соответствующих катализаторов. Так, Облад и др. [30] нашли, что в контакте с окисью хрома реакция проходит при 480° С. Во время мировой войны стирол, используемый для получения синтетического каучука, производился главным образом посредством процесса Доу [16] с использованием в качестве катализатора промотиро-ванной карбонатом калия и стабилизированной окисью меди, окиси железа, нанесенной на окись магния. Температура устанавливалась в интервале от 600 до 660° С. Для удаления отложившегося на катализаторе углерода использовался пар в количестве до 2,6 кг на килограмм этилбензола. Реакции дегидрогенизации также способствовало применение бензола в качестве разбавителя или низких давлений. Выходы продукта доходили до 35% за проход, а предельные выходы — порядка 90%. Время действия катализатора — год или больше. [c.107]

Большая часть органических реакций протекает без катализатора при биологических температурах чрезвычайно медленно. Поэтому жизнь без ферментов была бы невозможна. При старой технике органической химии с применением несколько повышенной температуры и сильно действующих неорганических реактивов (концентрированная серная кислота, азотная кислота, натриевая щелочь и т. д.) можно было работать и без катализаторов, в частности в области химии ароматических соединений. Однако существуют определенные температурные границы, за пределами которых органические вещества небезразлично относятся к действию температуры. В этом одна из причин, почему катализ находит все большее применение в органической химии. Лишь благодаря ему была разработана химическая технология алифатических соединений. [c.9]

Анализ приведенного списка позволяет отметить одну характерную черту. Несмотря на кажущуюся идентичность реакций дегидрирования, состоящую в отщеплении одной молекулы водорода от парафина либо от олефина, эти реакции протекают на катализаторах разного химического состава. При этом действует правило катализаторы, высокоактивные в реакции дегидрирования олефинов, мало активны на первой стадии — в дегидрировании парафинов. Справедливость обратного тезиса не так очевидна. Действительно, ни алюмохромовые, ни платиновые катализаторы не используются как промышленные для дегидрирования олефинов. Невозможность использования алюмохромовых катализаторов связана с их полной отравляемостью в среде водяного пара [14]. Однако данные катализаторы оказались очень эффективны в процессах одностадийного вакуумного дегидрирования парафинов до диолефинов [3, 14]. [c.76]

При совместном действии окпси углерода и, например, анилина нэ олефипы при 180—220°, давлении 300—500 ат и отношении олефинов к анилину в реакционной смеси 1 1 в присутствии кобальтового катализатора,, образуются анилиды карбоновых кислот. Реакция протекает согласно Зфавнению [c.220]

Ранее уже указывалось, что ферменты — это белки, выполняющие роль катализаторов в биологических реакциях. Необходимость таких катализаторов станет очевидной, если вспомнить, что температура тела равна 37°С, а многие органические реакции протекают только при более высоких температурах. Интересно было бы понять, каким образом ферменты осуществляют свои каталитические функции. Установление точного механизма действия ферментов составляет фундаментальную проблему биоорганической химии. Большая часть превращений происходит на поверхности белкового катализатора на участке, обозначаемом как активный центр, где химические превращения следуют основным закономерностям органической и физической химии. При этом одновременно действуют несколько факторов, которые следует ограничить и исследовать отдельно с помощью специальных моделей. Однако, чтобы оценить каталитическое превращение реагента (субстрата) в продукт реакции, необходимо общее представление о таком явлении, как катализ. Субстратом обычно называют химическое вещество, превращение которого катализирует фермент. [c.189]

В этой реакции хлористый алюминий действует как катализатор, но только в присутствии хлористого водорода и следов (0,001 мол.%) некоторых олефинов. Без этих небольших количеств олефинов реакция протекает чрезвычайно медленно [9]. Примером ингибитора является хорошо извест- [c.16]

Основным показателем качества катализаторов является их активность, которая определяется экспериментальным путем. Если же данная реакция протекает в различных направлениях, то, кроме активности, важнейшей характеристикой катализаторов служит избирательность их действия (селективность). [c.230]

ГВ качестве конденсирующих агентов при реакции фенола с ацетоном могут быть использованы и вещества щелочного характера — феноляты щелочных или щелочноземельных металлов . Процесс протекает, однако, при значительно более высоких температурах (160 °С), чем с кислотными катализаторами. Избыток фенола также оказывает благоприятное действие. Катализатор берут в количестве 1—2,5 моль на 1 моль ацетона (более высокое содержание катализатора приводит к увеличению выхода смолообразных побочных продуктов). [c.65]

Этот пример показывает, почему химикам интересно знать, самопроизвольна ли каждая реакция, т.е. иметь представление о ее естественной тенденции к осуществлению. Если изучаемая химическая реакция является самопроизвольной, но медленной, можно попытаться ускорить ее протекание. Чаще всего для этого достаточно повысить температуру или подобрать катализатор. Действие катализаторов будет подробнее обсуждаться в гл. 22. Но вкратце уже сейчас можно определить катализатор как вещество, которое помогает самопроизвольной реакции протекать быстрее, обеспечивая ей более легкий путь. При достаточно высокой температуре бензин быстро горит в воздухе. Роль искры зажигания в автомобильном двигателе заключается в создании исходной высокой температуры. Выделяющееся в результате реакции тепло поддерживает высокую температуру, необходимую для дальнейшего протекания реакции. Но если подобрать подходящий катализатор, бензин будет соединяться с кислородом и при комнатной температуре, потому что в естественных условиях реакция между этими веществами является самопроизвольной, хотя и медленной. Однако никакой катализатор никогда не заставит соединяться диоксид углерода и воду с образованием бензина и кислорода при комнатной температуре и умеренных давлениях, и только невежественный химик потратит время на поиски такого катализатора. Короче говоря, понимание различия между самопроизвольными и несамопроизвольными реакциями помогает химику увидеть границы возможного. Если реакция возможна, но пока еще не найден путь ее осуществления, целесообразно заниматься поисками таких путей. Если же процесс принципиально невозможен, не следует тратить на него время. [c.169]

Следующий пример наиболее наглядно иллюстрирует модифицирование катализатора под действием реакционной среды. Пусть реакция А + Аа Ад протекает на катализаторе, способном существовать в двух модификациях (например, окисленной и восстановленной), которые обозначим символом Ф1 и Фа. Предположим, что обе модификации могут переходить друг в друга под действием исходных веществ А1 и А а по схеме [c.95]

Повышение температуры реакции на достаточно энергично действующем катализаторе способствует развитию процессов распада связей С—С в исходных молекулах (гидрокрекингу). Такой, распад протекает легче по связям С—С, расположенным рядом с функциональными группами или местами разветвления цепей. Этот эффект можно использовать для уточнения расположения таких функциональных групп в сложных молекулах. [c.43]

Почему нагревание вызывает столь значительное ускорение процесса Так как скорость реакции пропорциональна частоте столкновений между молекулами, то, на первый взгляд, это легко объяснить учащением соударений реагирующих частиц. Однако это предположение не подтверждается — скорость движения частиц при нагревании на 10° увеличивается всего лишь на 1—2%. Кроме того, если бы необходимым и достаточным условием протекания реакций являлось лишь соударение частиц, то нельзя было бы объяснить различие в скоростях процессов при одинаковых концентрациях реагентов было бы непонятным и действие катализатора, и его специфичность, и многое другое. Да и если бы каждое столкновение оканчивалось актом взаимодействия, то все реакции протекали бы со скоростью взрыва ведь молекулы, содержащиеся в 1 см газа, испытывают ежесекундно такое колоссальное число соударений, что ему отвечают скорости, превышающие экспериментальные в сотни миллиардов раз. Последнее соображение не перечеркивает обоснования уравнения вида (111.2), так как число столкновений, приводящих к реакции, пропорционально общему их числу. [c.108]

Было, например, найдено, что в присутствии хлористого алюминия, приготовленного действием хлористого водорода на алюминий, ряд реакций протекает менее энергично, чем с хлористым алюминием, полученным из. алюминия и хлора. Свежеприготовленный хлористый алюминий действует энергичнее, чем препарированный задолго до применения его в качестве катализатора. [c.146]

Чем объясняется увеличение растворимости углей, подвергнутых алкилированию Ранее авторы этой статьи показали, что под действием катализаторов Фриделя — Крафтса протекают реакции крекинга и конденсации молекул угля. В соответствии с сегодняшними представлениями, битуминозные угли представляют собой смесь высокомолекулярных соединений, молекулы которых состоят из ароматических фрагментов, связанных алифатическими или эфирными мостиками [c.306]

Процесс гидрокрекинга представляет собой совокупность ряда параллельных и последовательно протекающих реакций расщепления высокомолекулярных углеводородов, гидрирования продуктов расщепления, гидродеалкилирования алкилароматических углеводородов, гидрогенолиза сероорганических и азотсодержащих соединений и изомеризации углеводородов при давлениях ниже 150—200 ат протекают еще реакции уплотнения и коксообразования. Рабочие условия и катализатор гидрокрекинга обычно выбирают так, чтобы по возможности подавить две последние нежелательные реакции. Удельные соотношения перечисленных основных реакций и их интенсивность в значительной степени определяются типом и избирательностью действия катализаторов, природой и составом исходного сырья, а также рабочими условиями гидрокрекинга. [c.40]

Из рис. 2—4 видно, что в случае применения катализатора КУ-2 лучшая линейность кинетических зависимостей наблюдается для уравнения второго порядка. Незначительное отклонение этих зависимостей от линейности при этерификации низкомолекулярных кислот объясняется, по-видимому, следующими явлениями эте-рификация ТЭГ низкомолекулярными кислотами катализируется лучше, чем высокомолекулярными. Низкомолекулярные кислоты свободно проникают в поры катализатора, и реакция протекает быстро. Из-за накопления внутри пор крупных молекул продуктов реакции диффузия кислот затрудняется по мере протекания реакции, т. е. диффузия частично контролирует кинетику, и часть активных групп внутри пор не проявляет своего действия. Таким бразом, состав катализатора при этерификации этими кислотами как бы меняется к концу реакции, чем и объясняется отклонение от линейности. [c.108]

Пиролиз этилбензола, приводящий к получению стирола, не обеспечивает высокой селективности. В то же время каталитическая дегидрогенизация этилбензола под действием катализаторов дегидрирования бутилена протекает более легко, чем в случае бутилена. Применение алюмохромовых катализаторов является, таким образом, эффективным, хотя процесс получения стирола требует регенерации и режима пониженных давлений. Вследствие этого обычно прибегают к использованию описанных выще катализаторов, получаемых на основе окиси железа. Реакцию проводят в интервале температур 590-650°С. Этилбензол смешивается с перегретым водяным паром на входе в адиабатический или изотермический реактор. Весовое соотношение сырья и водяного пара равно 1-3. В одностадийных реакторах ранних конструкций селективность по отношению к целевому продукту не превышала 85-90 мол.%. Современные многостадийные процессы обеспечивают селективность, равную 90-91% при степенях превращения 55-60%. [c.77]

Этим методом производят ацетат целлюлозы и другие ее эфиры, имеющие техническое значение (пропионаты и ацетобутираты). Ацетат целлюлозы получают действием избытка уксусного ангидрида на целлюлозу. Процесс проводят в присутствии веществ, в которых растворяется ацетат целлюлозы, например в ледяной уксусной кислоте или в хлористом метилене [30], причем катализатором служит серная кислота. Эта реакция протекает по уравнению (12). Чтобы выделить ацетат целлюлозы, реакционную смесь разбавляют водой, в результате чего накапливаются большие объемы разбавленной уксусной кислоты, которую нужно концентрировать и переводить в уксусный ангидрид с помощью методов, описанных выше в этой главе. [c.346]

Если добавка катализатора действует на процесс ускоряюще, то явление называют положительным катализом, при замедлении (торможении) реакции—отрицательным катализом. Большинство каталитических реакций протекает с ускорением, и лишь в последние годы повысилось значение реакций торможения. К реакциям торможения относятся, например, стабилизация раствора формальдегида добавками метанола, стабилизация хлороформа добавками [c.21]

Возможно также провести прямое замещение, дающее изоцианат. В 1958 г. была запатентована реакция бензилхлорида с цианатом натрия в присутствии различных растворителей в ДМФА или в отсутствие растворителей, катализируемая тетра-этиламмонийиодидом. Она протекает очень быстро при 170 °С [90]. Этот же катализатор использовали для получения силиль-ных соединений в ДМФА (145 °С, 30 мин, выход 89%) [91]. Этот факт указывает на возможность замещения хлорид-иона в исходном соединении в качестве первой стадии реакции под действием аммопийиодида. Такое предположение подтверждается тем, что KI также катализирует эту реакцию, хотя и менее эффективно 91]. [c.141]

Катализ. В результате введения в реакционную систему некоторых веществ, состав н количество которых остаются неизменными к концу реакции, скорость последней может дово.льно сильно измениться. Вещества, изменяюните таким образом скорость реакции, получили название катализаторов, а сами реакции, ускоряющиеся под их действием, — каталитическими. Катализом же называют само явление изменения скоросги реакции под действием катализаторов. Катализ подра.зделяют на гомогенный и гетерогенный. При гомогенном катализе катализатор вместе с основными реагирующими веществами составляет одну фазу. Прн гетерогенном катализе катализатор образует самостоятельную фазу и взаимодействие основных реагирую цих веществ протекает на поверхности этой фазы. Катализаторы, ускоряющие рсакцн/о, называют положительными, а замедляющие — отрицзтельнымн. [c.95]

Механизм протекания реакции в сильной степени зависит от температуры, давления, состава исходной смеси, материала и раз-меров сосуда н т. д. При горении водорода имеет место цепная реакция. Под действием катализаторов реакции протекает уже при обыкновенной темпера17ре. При высоких температурах возникновению цепной реакции способствуют стенки аппарата. В качестве звеньев Цепи при реакции горения водорода можно в настоящее время принять следующие. [c.38]

Кинетические данные показывают, что реакции под действием катализаторов межфазного переноса протекают более быстро, чем соответствукицие некаталшичесжие, "классические" реакции, проводимые в гомогенной среде. Так, добавление подходящего межфазного переносчика в водно-органическую двухфазную систему обычно увеличивает скорость взаимодействия реагентов примерно в [c.216]

Рядом исследователей показано, что конфигурационная изомеризация является достаточно общей реакцией взаимные переходы циклических стереоизомеров под действием катализаторов наблюдались также в случае функциональных производных циклогексана, например для 1,4-диметоксициклогексанов [52], и некоторых дизамещенных гетероциклов. Установлено [52], что конфигурационная изомеризация стереоизомерных 1,4-диметоксициклогексанов на Pt/ протекает лишь в присутствии водорода. [c.81]

В отсутствие катализатора обе реакции протекают параллельно. Специфичность действия особенно велика у биока-тализаторов. Избирательность зависит не только от природы катализатора, но и от условий его применения. [c.119]

Опыт исследовательских работ последних лет показывает, что, несмотря на упомянутые многочисленные затруднения, при дифференцированном подходе к отдельным стадиям синтеза присадок можно создать узлы непрерывного действия. Непрерывное ведение процесса особенно рационально в тех случаях, когда реакции протекают с большой скоростью. В настоящее время в опытном и опытно-промышленном масштабах уже созданы реакторы, обеспечивающие непрерывное ведение некоторых стадий синтеза присадок алкилирования фенола олефинами на твердых катализаторах, сульфирования ароматических углеводородов, конденсации алкилфенола с формальдегидом, нейтрализации и сушки промежуточных продуктов синтеза, фосфоросернения и др. [c.222]

Более современным реактором для получения дихлорэтана является колонна с насадкой (рис. 1У-28), работающая в режиме, близком к захлебыванию. Отношение высоты колонны к ее диаметру 6 1. Газообразные реагенты барботируют в продукте реакции — дихлорэтане. Реакция протекает в присутствии катализатора при постоянной температуре. Полученный дихлорэтан покидает реактор в парообразном состоянии. При этом способе используется тепло, выделяющееся в результате реакции, так что реактор может действовать автотермически. [c.175]

В смеси с диметилдисульфидом и бутилмеркапта-ном (содержание серы в смеси 1,25 вес. %) автогидроочистка протекает достаточно глубоко — степень обессеривания сырья выше 96%. В присутствии тиофена процесс идет значительно хуже — парциальное давление водорода при очистке сырья, содержащего 0,75 и 1,25 вес. % серы, составляло соответственно 9,1 и 3,2 ат. Это указывает на снижение дегидрирующей активности алюмокобальтмолибденового катализатора в присутствии тиофена. При промышленном осуществлении процесса автогидроочистки дизельного топлива дегидрирующая активность катализатора также значительно снижается. Последнее обусловлено наличием в средних нефтяных фракциях значительного количества циклических сернистых соединений, в присутствии которых действие катализатора по отношению к реакциям образования водорода ухудшается. [c.40]

Катализатор может способствовать перемещению двойной связи. Так, пентен-1 образует этилен и октен—4. Однако еспи под действием катализатора действительно происходит сдвиг двойной связи, то продуктами реакции могут быть а) смесь октенов, образующаяся в результате миграции двойной связи, б) гексен-2 и бутен-2, образующиеся при изомеризации пентена-1 в пентен-2, предшествующей диспропорцио-нированию. При добавлении в катализатор небольших количеств какого-либо основания, например N311003, изомеризация подавляется и реакция протекает более селективно /15/. То же самое наблюдается при введении в катализатор 0,2% N820. [c.112]

Вследствие дегидрохлорирующего действия катализатора вначале нроисходит отщепление хлористого водорода с образованием додецена-1 такое отщепление происходит по правилу Бутлерова [43] так, что хлор отщепляется вместе с атомом водорода от соседних атомов углерода. Однако при этом еще не происходит перемещение вновь образовавшейся олефиновой двойной связи. Но поскольку дегидрохлорирующий катализатор ускоряет и обратную реакцию присоединения хлористого водорода к олефину 44], то может пемедленно снова произойти присоединение хлористого водорода теоретически это может протекать следующим образом [c.676]

ЭПХГ обладает высокой химической активностью, при его гидролизе идут побочные реакции. Например, ЭПХГ может легко полимеризоваться, чему способствуют повышение температуры и контакт с некоторыми металлами, особенно с железом. В зависимости от применяемого катализатора получаются подвижные жидкости, высоковязкие масла или смолообразные продукты. Поэтому аппаратуру и трубопроводы для ЭПХГ рекомендуют делать из хромоникелевых сталей [167, 168]. Описан ионный механизм полимеризации эпоксидной группы под действием кислотных или щелочных катализаторов с образованием соединений типа полимерных простых эфиров [169]. В случае присутствия кислотного катализатора реакция протекает следующим образом [c.41]

Вопрос о действии катализатора сам по себе еще не достаточно ясен, возможно, из-за существующих за рубежом представлений, что теоретически катализ может протекать и без катализаторов, поскольку он проходит лишь по термодинамически вероятным направлениям. В данном случае имеются отголоски концепций В. Оствальда, считавшего, что все каталитические реакции могут в какой-то степени протекать и без катализаторов. Он, например, полагал, что продукты распада уже существуют в самом подвергающемся распаду веше-стве. Поэтому будто бы сахар, который при брожении превращается в спирт, должен всегда содержать, на основании энергетических соображений , какие-то количества спирта. [c.19]

Различные авторы изучали механизм кетонизации кислот. Сквибб считал, что образование кетонов протекает через предварительное превращение кислоты под действием катализатора в соль, которая затем разлагается с образованием кетона по известной реакции Вильямсона [c.465]