Кинетика, механизм и термодинамика каталитических реакций

Фундаментом прогнозирования активности, селективности и других специфических свойств катализатора должна стать детальная микроскопическая теория гетерогенного катализа, опирающаяся на современные представления квантовой химии и теории твердого тела. Описывая элементарные акты реакций и превращений вещества на поверхности реального катализатора, такая теория в принципе дает возможность не только в полной мере понять механизм, кинетику и термодинамику катализа, но и предсказать каталитическую способность того или иного металла, полупроводника, диэлектрика в конкретной химической реакции. Однако незавершенность теорий катализа не позволяет однозначно предсказывать оптимальный состав промышленных катализаторов и другие их характеристики для действующих и проектируемых производств. До сих пор решение проблемы подбора катализаторов опирается в значительной мере на эмпирические подходы, сопряженные с большими затратами рутинных форм труда. Так, в поисках первого катализатора для синтеза аммиака было исследовано около 20 тыс. различных веществ [1, 2]. В 1973 г. число известных органических соединений оценивалось в 6 млн. Ежегодно только в нашей стране синтезируется более 40 тыс. новых химических соединений. Таким образом, разработка научно обоснованных целенаправленных стратегий поиска катализаторов представляет актуальную проблему современного катализа. Актуальность проблемы подтверждается еще и тем, что коло 90% промышленных химических и нефтехимических производств ведется с применением катализаторов. [c.56]

Термодинамика, кинетика и механизм реакции. Каталитическая изомеризация протекает обычно как реакция первого порядка с кажущейся энергией активации 43 кДж/моль. [c.260]

В книге изложена теория современных химических процессов переработки нефти. Рассмотрены основные положения по термодинамике, механизму и кинетике химических реакций, протекающих при термических (пиролиз, коксование) и каталитических (полимеризация, алкили-рование, изомеризация, каталитический риформинг, гидроочистка и гидрокрекинг) процессах. Даны основы управления этими процессами. [c.88]

КИНЕТИКА, МЕХАНИЗМ И ТЕРМОДИНАМИКА КАТАЛИТИЧЕСКИХ РЕАКЦИИ [c.23]

В рассматриваемом аспекте для химизма, механизма, кинетики и термодинамики процесса карбонизации большое значение имеет присутствие в нефтяном сырье различных функциональных групп, содержащих кислород, серу и азот, и их термическая стабильность (химическая активность), металлов, их соединений и комплексов, обладающих каталитическим действием на реакции распада, дегидрирования, полимеризации, конденсации и другие. С этой точки зрения,особо следует отметить такие металлы, как ванадий, никель, хром, молибден, кобальт, алюминий, железо и другие. [c.11]

Глубоким фундаментом прогнозирования активности, селективности и других специфических свойств катализатора должна стать детальная микроскопическая теория гетерогенного катализа, опирающаяся на современные представления квантовой химии и теории твердого тела. Описывая элементарные акты реакций и нревращений вещества на поверхности реального катализатора, такая теория в принципе дает возможность не только в полной мере понять механизмы, кинетику и термодинамику катализа, объяснить широкий круг сопутствующих ему явлений, происходящих на границе или вблизи границы раздела фаз, но и предсказать каталитическую способность того или иного металла, полупроводника, диэлектрика в конкретной химической реакции. [c.22]

Чтобы установить механизмы, по которым белки усиливают каталитическую активность металлокомплексов, необходимо прежде всего выделить отдельные стадии и промежуточные продукты суммарного ферментативного процесса, а затем сравнить константы скоростей отдельных стадий с константами скоростей аналогичных реакций, протекающих в отсутствие белка. Далее надо выяснить, определяется ли наблюдаемое ускорение той или иной стадии процесса влиянием белка на кинетику или на термодинамику (т. е. на равновесие, в котором участвует только субстрат, только ион металла или некоторое промежуточное соединение). Трудно ожидать, что нам удастся понять, каким образом белок влияет на константы скорости (которые связаны с разностью свободных энергий между основным состоянием с более или менее известной структурой или переходным состоянием, структура которого, как правило, неизвестна), до тех пор, пока не будет изучено влияние белка на константы равновесия (которые связаны с разностью свободных энергий между двумя основными состояниями). [c.135]

Нет необходимости, конечно, пересказывать. содержание программы, однако следует отметить, что изложению современных теорий предшествует подробное ознакомление с химической кинетикой и выяснением отношений между катализом и термодинамикой. Подробно излагается теория цепных реакций Н. Н. Семенова по материалам последней конференции по кинетике и реакционной способности. Важной частью курса является рассмотрение кинетики и механизма каталитических реакций в растворах. Этот раздел дает возможность обосновать теорию промежу. точных соединений и при помощи метода активированного комплекса выяснить механизм влияния растворителя на скорость реакции. Вместе [c.215]

Что касается реакций, то здесь надо сказать, что клетка действительно способна поразить воображение химика, изучающего различные превращения исходных веществ в нужные ему продукты. Такие поиски входят в программу работы химика и технолога, когда они хотят наладить новое химическое производство приходится исследовать множество реакций и отбрасывать все те, которые, несмотря на тщательный подбор условий и катализаторов, все же идут слищком медленно и практически себя не оправдывают. Клетки располагают столь совершенными катализаторами, что их деятельность может служить образцом для любого химического завода. Каталитические механизмы клетки справляются с труднейшими химическими задачами, например осуществляют фиксацию атмосферного азота при невысоких температурах. Биохимические машины заслуживают самого внимательного изучения и моделирования. Но и химики не беспомощны в обращении с катализаторами. Существует большое число катализаторов, которые по типу действия сходны с природными. Важно подчеркнуть, что основные химические законы биохимических процессов — это те же законы, которым следуют и реакции, протекающие просто в пробирке. Как бы ни были сложны молекулы ферментов, общие законы катализа, построенные на фундаменте химической кинетики и термодинамики, обязательны и для них. [c.5]

Значительную часть своего обзора, автор посвящает общей теории катализа нуклеофильных реакций производных карбоновых кислот, без которой нельзя понять механизм ферментативного действия. Здесь автор кри- ) тйчески анализирует больщой фактический материал по межмолекулярному и внутримолекулярному кислотному, нуклеофильному и электрофильно-нуклеофильному 5 катализу, кинетике и термодинамике реакций у карбо- пильного атома углерода и рассматривает другие во- I просы. Этот анализ показывает, что каталитическое действие может проявляться как на стадии образова-ния, так и на стадии расщепления промежуточного тетраэдрического продукта присоединения, возникающего при 5к2-реакциях производных карбоновых кислот. [c.6]

Особого внимания засл живают исследования каталитических превращений ОСС в щэис тствии промышленных катализаторов гидроочистки, ппатформинга и крекинга, которые генетически связаны с превращениями углеводородов, выполненных ранее Р.Д. Оболенцевым. На основании результатов исследований термодинамики, кинетики и механизма реакций гид-рогенолиза ОСС дано теоретическое обоснование процесса гидроочистки. Выявлена возможность гидрообессеривания высокосернистых нефтей, В результате этих исследований впервые показана возможность применения гетерогсшных катализаторов для ускорения реакций ОСС. Распространенное мнение, что ОСС в основном являются контактными ядами, не подтвердилось, что оказалось чрезвычайно важным для разработки новых технологических процессов с участием соединений серы. [c.197]