Классификация катализаторов по типам реакций

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]

Физико-химические признаки классификации. Какие воздействия необходимы, чтобы произошло химическое превращение, - признак классификации по типу химической реакции. Если достаточен только контакт реагентов, т. е. собственной энергии молекул достаточно для их превращения, то это прямое химическое взаимодействие. Реакции типа с химическим воздействием протекают с участием катализаторов. Катализатор не только ускоряет реакцию, но и открывает новые реакционные пути. Реакции типа с физическим воздействием протекают при инициировании электрическим током, излучением разной природы, механическим воздействием (электро-, фото-, радиационно-, механохимические реакции). [c.56]

КЛАССИФИКАЦИЯ КАТАЛИЗАТОРОВ ПО ТИПАМ РЕАКЦИЙ [c.3]

Первым качественным принципом, очевидно, является рациональная классификация катализаторов, которая дает возможность связывать определенные типы катализаторов с соответствующими типами реакций и тем самым ограничивать круг веществ, обследуемых на каталитическую активность для каждой конкретной реакции. В основу такой классификации можно положить изложенные в главе I соображения Рогинского. [c.152]

Процессы димеризации олефинов по технико-экономическим показателям превосходят традиционные способы дегидрирования (себестоимость снижается примерно в 1,5 раза). В настоящее время известно много катализаторов димеризации, различающихся по механизму действия. Классификация катализаторов по типам реакций приведена в табл. 9. [c.54]

Анализируя приведенный в данном разделе материал, можно видеть, что в настоящее время еще нельзя сделать достоверный выбор между тем или иным механизмом влияния промоторов на активность алюмо-хромовых контактов. Более определенным представляется вопрос об активных центрах дегидрирования. Сейчас практически доказано, что в случае окиснохромовых катализаторов такими центрами служат Сг +-ионы (возможно, не полностью координированные). При этом решающим фактором для дегидрирующей способности является, как будет показано далее, наличие электронной конфигурации 3d . По классификации Рогинского [62], дегидрирование принадлежит к окислительно-восстановительному типу реакций и, следовательно, должно катализироваться твердыми телами, обладающими свободными или легко возбудимыми электронами. [c.153]

Наиболее важна для технологической организации процесса и прежде всего для выбора типа реактора классификация катализаторов по их агрегатному состоянию. Подобно тому как химические реакции подразделяют в зависимости от агрегатного состояния реагентов и продуктов реакций на гомогенные и гетерогенные, так и катализ подразделяется на гомогенный и гетерогенный. При этом определяющим является агрегатное состояние прежде всего катализатора, т. е. в зависимости от агрегатного состояния катализатора и реагентов процессы, протекающие в реакторе, подразделяются на гомогенные и гетерогенные. [c.104]

Классификация катализаторов. Так как действие катализатора зависит в первую очередь от его химического состава, то катализаторы отдельных типов реакций оказываются сходными, как это показывают данные, приведенные в таблице (они не охватывают, разумеется, всего разнообразия типов реакций), [c.67]

Исходя из общепринятого в настоящее время положения, что катализ, несмотря на своеобразие и специфичность, представляет собой в первую очередь химическое явление, следует ожидать наиболее широкой корреляции между каталитическими и химическими свойствами веществ. Химические свойства определяют, кроме того, большую или меньшую устойчивость вещества в условиях катализа и, следовательно, возможность его применения как катализатора для данного типа реакций. А так как химические свойства веществ в наиболее общем виде определяются положением образующих их элементов в периодической таблице, последняя принята за основу классификации. [c.3]

Для исследования ХТП наибольшее значение имеет классификация реакций по фазовому состоянию системы, по условиям протекания во времени, по типу контакта реагентов и по наличию катализатора. Именно от типа химических реакций, подпадающих под эти виды классификации, зависит выбор конструкции аппаратов и параметров ХТП. [c.94]

Справочник был задуман В. А. Ройтером как первая ступень в создании научной теории предвидения каталитического действия и решении задачи рационального подбора катализаторов. В литературе кроме обширнейшего фактического материала о свойствах катализаторов и протекающих реакций имеется большое число обзоров, обобщений по отдельным типам реакций, например по процессам гидрирования, дегидрирования, дегидратации, окисления, алкилирования, крекинга и др. В этих обзорах основное внимание обращено на механизм протекания реакций, кинетику, влияние различных факторов на свойства наиболее распространенных катализаторов, приготовление промышленных контактов и т. п. Однако до сих пор не предпринималась даже попытка систематизировать и тщательно проанализировать весь имеющийся материал с единой точки зрения, чтобы таким путем попытаться выяснить наиболее общие закономерности катализа и создать рациональную систему классификации в катализе. [c.5]

По-видимому, селективность зависит и от таких факторов, как энергетическая неоднородность поверхности [18], ее геометрия [27] и т. д. Теория пока не в состоянии учесть такого рода факторы количественно (а часто и качественно) и разделить их влияние на каталитические свойства. Эти вопросы в настоящее время разрабатываются, и существенную помощь здесь может оказать систематизация и классификация каталитических систем реакция — катализатор [28], Проект такой систематизации для процессов гетерогенно-каталитического окисления (в основном, органических соединений) был предложен в [29]. Группировка реакций в этой работе основывалась на сходстве химического состава катализаторов, эффективно ускоряющих определенный тип превращений. Такое сопоставление ясно обнаруживает специфичность каталитического действия. [c.188]

Что касается расположения материала, то рациональной систематики каталитических реакций, как уже было сказано, нет,— ее еще предстоит искать. Основываться же на какой-либо произвольной системе каталитических реакций, подобно тому как это делалось неоднократно в различных специальных монографиях, мы считали нецелесообразным. Материал справочника систематизирован исходя из периодической системы элементов Д. И. Менделеева. Отталкиваясь от общепринятого в настоящее время положения о том, что катализ, несмотря на все его своеобразие и специфичность, является в первую очередь химическим явлением, следует ожидать наиболее широкой корреляции между каталитическими и химическими свойствами веществ. Химические свойства веществ определяют, кроме того, большую или меньшую устойчивость данного вещества в условиях катализа и, следовательно, возможность его применения как катализатора для данного типа реакций. А так как химические свойства веществ в наиболее общем виде определяются положением образующих их элементов в периодической таблице, принятие ее за основу классификации каталитических свойств мы сочли наиболее оправданным. Поэтому распределение материала по главам соответствует положению элемента, образующего соединение, которое служит катализатором в периодической таблице. Нужно сказать, что при реализации этого принципа мы встретились с рядом трудностей. Основные из них таковы [c.4]

Начало положено классификацией многих тысяч наблюдений, имеющихся в литературе 1) типов химических реакций и их катализаторов, 2) катализаторов и реакций, па которые они воздействуют Ниже будет дано краткое изложение этих классификаций. [c.297]

Интересную связь между цветом катализатора и типом катализируемой реакции установил Рогинский [86]. Согласно его классификации, существует два типа реакций, в первом из которых важную роль играет переход электрона, а во втором — образование непрочной химической связи, например водородной или гибридной. В то время как на реакции первого класса интенсивно окрашенные твердые тела оказывают сильное ускоряющее действие (окрашенность связана с переходом электронов), для второго класса цвет не имеет значения. [c.52]

Можно считать более или менее известным, какой химический класс катализаторов требуется в каждом конкретном случае. Однако различные катализаторы одного и того же класса обладают в высшей степени индивидуальными свойствами и могут значительно отличаться друг от друга по активности, избирательной способности, стойкости и стоимости. (Следует обратить внимание на рисунки и таблицы в этой главе). Даже небольшое различие в этих свойствах может иметь следствием огромные различия в денежном выражении при переходе к промышленным масштабам. Чтобы достичь полных результатов, требуется знать истинную природу промежуточного химического взаимодействия реагентов с катализатором и свойства промежуточных соединений. Здесь следует применять как индуктивный, так и дедуктивный методы. Начало положено классификацией многих тысяч наблюдений,имею-ш,ихся в литературе 1) типов химических реакций и их катализаторов, 2) катализаторов и реакций, на которые они воздей, ствуют . Ниже будет дано краткое изложение этих классификаций. [c.312]

Для предсказания каталитической активности углерода в первую очередь необходима информация о том, в каких типах реакций он может участвовать как катализатор. С этой целью следует привести классификацию углеродных катализаторов в зависимости от их электропроводности. В таблице приведена система [1], которая может быть полезна для приближенного предсказания каталитической активности углерода в широких пределах [2]. [c.298]

Для выбора катализатора необходимо ответить на три основных вопроса какие свойства материала катализатора влияют на протекание реакции, как именно влияют и каково взаимное влияние компонентов катализатора на протекание реакции. Чтобы ответить на эти вопросы, необходимо провести стехиометрический и термодинамический анализы, иметь классификацию реакций, классификацию химических связей между компонентами вещества, модели механизмов процессов, протекающих на поверхности катализатора. Необходимая информацию является неоднородной, или гибридной, по типам подзадач, по методам, используемым для их решения. Некоторые подзадачи формализуемы, существуют алгоритмы их решения, которые должны быть включены в ЭС. [c.251]

Распространенная классификация реакций катализа исходит из фазового состояния катализатора и реагирующих веществ. Различают три основных типа катализа гомогенный, гетерогенный и ферментативный. [c.179]

Перемещение водорода в органических соединениях рассматривается в следующих аспектах 1) реакции в гомогенной среде или при повышенной температуре 2) реакции в присутствии гетерогенных катализаторов 3) фотохимическое перемещение 4) биохимические процессы. При современном уровне наших знаний трудно установить связь между этими типами переноса водорода, поэтому такая классификация произвольна. [c.329]

Первым этапом этой работы был сбор сведений о каталитических системах и расположение их в виде таблиц в соответствии с положением в периодической системе катализирующего элемента и подразделением по типу химических реакций. Эта задача была осуществлена в основном в первых трех томах справочника. Заключением ее является рассмотрение каталитических свойств веществ в пределах отдельных групп реакций с целью выявления лучших катализаторов, сопоставления их с веществами, обладающими посредственными или плохими каталитическими свойствами в данных реакциях, и нахождение самых общих связей между химическими и каталитическими свойствами простых веществ и их соединений. Именно этому посвящен IV том справочника, который завершает данное издание. Такое первичное обобщение содержащегося в справочнике материала уже на самой первой стадии может оказать практическую пользу, облегчив поиск подходящих катализаторов для новых процессов. Поскольку на этой подготовительной стадии еще не имеется классификации систем, наиболее целесообразна разбивка реакций по группам на основании принятой в химии классификации. [c.5]

Авторы сохранили общий строй книги, но для облегчения пользования материалом отказались от разделения процессов на реакции, проходящие в присутствии и в отсутствие щелочи, воспользовавщись классификацией по типам реакций. Введены отдельные разделы по хиральным и полимерносвязанным катализаторам, которые отсутствовали в первом издании, а также новые разделы относительно нуклеофильного ароматического замещения и реакций металлоорганических соединений в условиях межфазного катализа. Основную часть книги занимает гл. 3, посвященная практическому использованию межфазного катализа, где достаточно подробно освещены вопросы техники проведения межфазных реакций, а затем последовательно обсуждено применение межфазного катализа в реакциях замещения (синтез галогенидов, включая фториды, синтезы нитрилов, сложных эфиров, тиолов и сульфидов, простых эфиров, Ы- и С-алкилирование, в том числе амбидентных ионов), изомеризации и дейтерообмена, присоединения к кратным С—С-связям, включая неактивированные, присоединения к С = 0-связям, р-элиминирования, гидролиза, генерирования и превращения фосфониевых и сульфониевых илидов, в нуклеофильном ароматическом замещении, в различных реакциях (ион-радикальных, радикальных, электрохимических и др.), в металлоорганической химии, при а-элиминировании (генерировании и присоединении дигалокарбенов и тригалометилид-ных анионов), окислении и восстановлении. В каждом разделе приведены конкретные методики проведения реакций в различных условиях межфазного катализа и таблицы примеров синтеза разнообразных классов соединений. В монографии использовано более 2000 литературных источников. [c.6]

Подходом, отличным от изложенного, является поиск закономерностей подбора, основанный ва классифшсации реакций и катализаторов, выделении общих черт и особенностей каталитических систем /3/. При этом рассматриваются все доступные сведения о системах "катализатор-реакция", реальные многокомпонентные гетерогенные катализаторы. Это требует разработки раодональной классификации катализаторов и реакций, систематизации каталитических систем на определенных принципах, например, наименьшего разнообразия катализаторов одного типа, как косвенной характеристики общности механизмов. Однако выделить однозначно хрупцу катализаторов определенного процесса и, тем более, выделить лучшие, на основании литературных данных достаточно сложно,поскольку сведения о катализаторах часто неоднородны, а число их велико. Для целей прогноза нужно уметь определять границы этих классов и иметь критерии априорной оценки новых катализаторов. [c.115]

Итак, несмотря на многообразие и кажущуюся противоречивость накопленных в литературе фактов о влиянии дисперсности и природы носителя на каталитическую активность металлов, часть из которых мы рассмотрели выше, наметился некоторый общий подход к указанной проблеме, который позволяет систематизировать имеющийся материал и сформулировать задачи будущих исследований. Впервые наиболее четкое выражение этот подход получил в работе Будара и сотр. [135], результаты которой приведены на стр. 54. Здесь Будар сформулировал положение о том, что все каталитические реакции можно разделить на два класса незатрудненные и затрудненные . Первые — это такие, по отношению к которым активные центры катализатора обладают примерно одинаковой активностью и удельная активность не зависит от размера частиц и от способа приготовления контакта, как в работе [135]. Ко вторым — относятся такие реакции, для протекания которых необходимы специальные конфигурации атомов на поверхности, образующиеся только в результате подбора соответствующих условий получения. Затрудненные реакции всегда чувствительны к размеру частиц металла, неоднородностям поверхности катализатора и природе носителя. Очевидно, что идея Будара [135] о такой классификации каталитических реакций перекликается с представлениями Баландина о роли геометрического фактора в катализе. Аналогичные соображения, как указывает Будар, содержатся еще в работе 1925 г. Тэйлора [224], который отмечал, что доля каталитически активной поверхности определяется самой катализируемой реакцией. Будар подчеркивает, что для систематического исследования катализаторов существенно, чтобы модельные реакции не были затрудненными. Только в том случае, когда имеется полная уверенность в отсутствии структурных осложнений для изучаемой реакции, корреляции активности со структурой катализаторов могут дать надежные результаты. Кроме реакций неопентана на Pt [160], Будар приводит другие известные из литературы примеры обоих обсуждаемых типов реакций, изученных школой Кемболла на никелевых катализаторах [225] и Кралем—на палладии, нанесенном на уголь [226]. Например, дейтерирование этилена на никеле — незатрудненная реакция по сравнению с реакцией обмена алкилбензолов с дейтерием. Как было показано выше, гидрирование бензола [204—206] относится к незатрудненным реакциям, и это кажется удивительным, если исходить из представлений о секстетном механизме этого процесса. Однако, как отмечает Бонд [222], еще в нескольких работах, доложенных на П1 Международном конгрессе по катализу, было обнаружено образование олефинов в качестве продук- [c.71]

Физико-химические признаки классификации. По типу воздействия на компонент химические реакции делятся на три основные группы прямое химическое взаимодействие , когда собственной энергии молекул - участников реакции достаточно для их взаимодействия, с химическим воздействием , протекающие с участием катализаторов как активных участников реакции и с физическим воздействием при инициировании участников реакции электрическим током, излучением разной природы, механическим воздействием (электро-, фото-, ра-диационно-, механохимические реакции). [c.97]

Указатели. Для большего удобства книга снабжена не только предметным указателем, но также и указателем типов реакций или типов соединений, например ацетилирование, бромирование, декарбоксилирование, циклоприсоединение, или ацето-ииды, дегидробеизола предшественники, карбена предшественники. Внутри каждой такой рубрики перечислены в алфавитном порядке все реагенты, фигурирующие в цитируемых методиках или имеющие отношение к приведенным в указателе типам соединений, независимо от того, являются ли они реагентами, катализаторами, растворителями, улавливающими агентами и т. д. Часто реагент можно отнести соответственно к двум илн более типам. Если реагент нельзя причислить к какому-либо типу, мы предпочитаем вовсе отказаться от его классификации а не приписывать ему искусственно придуманное назначение Что касается большой группы реагентов, известных как окисли тели, но использующихся также в качестве восстановителей, то по-видииому, не может быть и речи ни о какой попытке приве сти в указателе типов реакций какие-нибудь подробности отно сительно этих общих реакций. [c.7]

Следует отметить, что в классификации Н. А. Шилова, как и в последу-щих его работах, отсутствует четкое определение гомогенного катализа. Так, к типу реакций, в ходе которых концентрация индуктора убывает, наряду с сопряженными реакциями в обычном (оствальдовском) их понимании, Н. А. Шилов относит также каталитические реакции, в которых катализатор расходуется независимо от того, что является причиной его расходования. Возможно, что в практическом отношении или формально те и другие реакции не различаются по их кинетическим особенностям или различаются лишь с трудом. Однако по существу обычные сопряженные реакции гомогенно-каталитические реакции должны быть четко разграничены. Здесь мы называем сопряженными такие реакции, в ходе которых индуктор (независимо от того, называется ли он индуктором или катализатором) расходуется на образование продуктов реакции, не регенерируя р конце или в ходе реакции. Каталитическими же мы называем реакции, в которых катализатор не расходуется на образование продукта реакции, независимо от того, регенерирует он полностью или частично. Существенно то, что потери катализатора непосредственно не связаны с стехиометрией реакции. [c.42]

Следующим шагом на пути создания рациональной классификации является выяснение основных параметров, определяющих каталитическую активность веществ для реакций каждого типа. Пока это сделано только для систем, относящихся к подклассам А и Б. Так, оказалось, что для типов реакций А.1, А.И, А.П1.1 и А.П1.2, т. е. для реакций обмена изотопами киаюрода, разложения нестойких кислородных соединений с выделением Оз, полного окисления различных веществ на металлических и окисных катализаторах, относительная активность катализаторов для каждого каталитического типа определяется прочностью связи кислорода с поверхностью катализ атора, величина которой может быть приближенно [c.111]

Наиболее универсальная классификация предложена Д. И. Орочко и А. П. Зиновьевой [37], которые положили в основу ее способы управления реакцией. Сущность этой классификации ясна из табл. 1. В основе других классификаций лежат типы реакторов и процессов. В си-стематизироБанном виде такая классификация описана Г. К- Боресковым и М. Г. Слинько [19] (табл. 2). В этой классификации не выделен такой важный признак, как способ использования и регенерации катализатора, заслуживающий помещения его в число главных. [c.61]

Наличие определенных электронно-физических свойств, которые по нашим ранним работам и по более поздней классификации характерны для катализаторов редоксных реакций (неионная электропроводность, окраска), подтверждается для контактов трех новых типов и может служить руководящей нитью для расширения круга катализаторов. [c.41]

Используя имеющиеся в литературе данные, можно разделить катализаторы по их способности катализировать различные типы реакций с участием ацетилена, положив в основу классификации сам факт каталитического действия соединения металла в той или другой реакции. При этом необходимо отметить, что такую классификацию нельзя признать вполне строгой, во-первых, потому, что опоообность катализировать должна определяться количественными кинетическими характеристиками, которых, к сожалению, крайне мало и, во-вторых, потому, что описанные в настоящее время в литературе результаты были получены в различных условиях, что затрудняет их сравнение. Кроме того, экспериментальные данные имеются не по всем металлам и новые факты внесут, естественно, определенные коррективы в предлагаемую классификацию. Опыт такой классификации [6, 7], однако, показал, что на этом пути (с использованием данных о химизме и механизме реакций) можно получить интересную информацию о природе активации ацетилена комплексами металлов. [c.10]

При классификации реакций производных карбоновых кислот учитывают два возможных направления разрыва связей Ас или Alk), молекулярность лимитирующей стадии (1 или 2), а также первичность взаимодействия исходного вещества с кислотой-катализатором (Л) или с основанием-нуклеофилом В). Из восьми возможных типов реакций, приведенных в табл. 6, наиболее распространенными являются бимолекулярные реакции, протекающие с разрывом ацил-кислородной связи (Лас2 и ВаД). В этом [c.67]

TOB частичной гидрогенизации ароматических соединений, что приводит к выводу о возможности дублетного механизма. В работе Хардевельда и Хартога [208], представленной на IV Конгрессе по катализу, вообще принято, что адсорбированный бензол связан с одним атомом никеля, по-видимому, с образованием на поверхности соединения типа я-комплекса. Такая точка зрения согласуется с данными о незатрудненном характере гидрогенизации бензола. С другой стороны, реакции с участием линейных молекул, например, парафиновых углеводородов, примером которых может служить гидрогенолиз этана, изученный в работах Зинфельта и сотр. [188—197], относятся к затрудненным. Подробный анализ литературных данных, приведенных в табл. 11, в свете классификации, предложенной Бударом, содержится в упомянутой выще работе Шлоссера [221]. Несмотря на то, что на данном этапе невозможно найти исчерпывающие объяснения всем известным фактам и тем более предсказать зависимость или независимость удельной активности катализаторов на носителях от размера частиц и природы носителя в различных типах реакций, рассмотренный подход, опирающийся на анализ конформаций реагирующих молекул и геометрии предполагаемых активных центров, представляется значительно более продуктивным по сравнению с рассмотренными выще электронными представлениями о влиянии носителя на свойства металла. На основании всего сказанного очевидно, что задачи экспериментаторов в настоящее время заключаются в сопоставлении каталитической активности (желательно в нескольких типах реакций) со средним размером частиц, а предпочтительнее с распределением частиц по размерам. Обсуждение этих задач является необходимым условием дальнейшего прогресса в области понимания природы каталитического действия металлов на носителях. [c.74]

В последующем оказалось, что такая классификация не является доста-тотао строгой, поскольку существует большая область пограничных явлений- Так, впервые в работах авторов данной монографии было показано, что реакцию гидрирования различных ненасыщенных соединений - типичную реакцию окислительно-восстановительного типа - можно проводить на щелочных и щелочноземельных формах цеолитов, не содержащих в своем составе атомов или ионов переходных металлов, т.е. на типичных кислотно-основных катализаторах. [c.3]

Замечательно, что почти все ферментативные реакции относятся к дублетному и триплетному типам, и систематическое рассмотрение показывает, что классификация, принятая в химии ферментов [348], совпадает с классификацией по индексам мультиплетной теории [327] (см. схему 7). Это обстоятельство, а также то, что ферменты являются коллоидными, т. е. гетерогенными катализаторами, позволяет попытаться применить к ним мультиплетную теорию, а именно ее принципы структурного и энергетического соответствия. Реакции, проводимые химическими моделями ферментов, тоже входят в дублетную классификацию [349]. [c.85]

Для общей ориентации в подборе катализаторов полезна классификация каталитических процессов по механизму действия катализаторов. Так, согласно С. 3. Рогинскому [6, 7], большинство каталитических реакций можно разделить на два типа — окислительно-восстановительные (электронные) и кислотно-основные (ионные). Реакции окисления, восстановления, гидрирования, дегидрирова- [c.6]