Химический катализ

С точки зрения химика фермент — это прежде всего катализатор. Поэтому многие закономерности, которые наблюдаются в ферментативных процессах, почти наверняка найдут себе аналогии в гомогенном химическом катализе и наоборот. По существу нет резких границ между всеми известными нам видами химического и биологического катализа, и противопоставление их друг другу требует скорее классификация, чем сущность явления катализа. [c.3]

Ферментативный катализ существенно отличается от химического катализа. Эти отличия сводятся к следующему. [c.202]

В данной части рассмотрены физические способы активации системы в отличие от чисто химических — катализ (вводится подходящий катализатор) и цепная реакция (вводится инициатор). Молекулы вещества активируются воздействием света или быстрых частиц (электронов, протонов, нейтронов и т. д.). В результате таких воздействий [c.267]

В книге с единых позиций обсуждаются закономерности гомогенного химического катализа и рассматриваются практически все виды каталитических процессов. [c.328]

Физическая химия с самого начала развивалась одновременно в нескольких направлениях, что и позволило ей охватить многие явления природы. Постепенно эти направления выросли в самостоятельные отрасли химической науки и отделились от физической химии. Так возникли коллоидная химия, электрохимия, химическая кинетика, химический катализ, радиационная химия, фотохимия, квантовая химия и некоторые другие, о которых мы скажем лишь в общих чертах. [c.8]

Химическая концепция брожения, базирующаяся на триумфе препаративного органического синтеза, в тенденции сводила весь биокатализ к обычному химическому катализу. И несмотря на значительные упрощения в познании действительности, ее заслуги в развитии энзимологии бесспорны и велики. Именно она помогла установить многие положения, прочно вошедшие в современную энзимологию, а именно I) аналогию между биокатализом и катализом, между ферментами и катализаторами 2) положение о наличии в ферментах двух неравноценных компонентов — своего рода активных центров и носителей 3) заключение о важной роли ионов переходных металлов в активных центрах многих ферментов [c.176]

Третья группа — процессы синтеза получение изооктана путем последовательно проводимых полимеризации бутенов и гидрогенизации полимера, алкилирование углеводородов для получения изобутанового алкилата, триптана, кумола и др., прочие процессы. Синтетические процессы осуществляются, как правило, на основе химического катализа. [c.260]

Наиболее полно влияние состояния поверхности на кинетику химических реакций было рассмотрено в гетерогенном химическом катализе. Теория каталитических процессов на неоднородных поверхностях была развита в работах М. И. Темкина и С. В. Рогинского. Изучая причины возникновения неоднородности и изменения энергетического состояния поверхности, необходимо учитывать структуру поверхности и взаимодействие поверхностных частиц с примесями или продуктами реакции. Побочные явления могут привести к образованию поверхностных соединений, вероятность возникновения которых зависит от способности катализатора образовывать с реагирующими веществами химические соединения. [c.523]

Как видно из работы [170], Краузе учитывает необходимость хемосорбции реагентов на поверхности катализатора, т. е. необходимость более глубокого взаимодействия реагентов с катализатором. В данном случае мы имеем пример гетерогенного химического катализа. Более вероятен этот механизм в области температур, изученных в работе [115]. [c.71]

В последние годы внимание физикохимиков привлекли ферментативные процессы как наиболее эффективный, доведенный эволюцией почти до совершенства вид химического катализа. Начаты исследования по химическим моделям ферментов. [c.11]

В данной книге авторы постарались в популярной форме и на примерах, им наиболее близких, изложить некоторые тайны мира каталитических реакций. Особый акцент при этом сделан на кинетических основах катализа. Разбирая проблемы катализа, авторы не только затрагивают основы теории химического катализа, но и приводят примеры катализа в биологических системах в в промышленности, не ставя перед собой цели, однако, охватить все проблемы использования катализа в химии и биологии. [c.4]

Мощным импульсом к развитию механохимии послужили ее многочисленные применения, связанные с усовершенствованием процессов переработки минерального сырья, развитием химического катализа или созданием новых материалов. [c.109]

Из других областей технического применения теллура следует указать на его использование для получения сплавов с высокими термоэлектрическими характеристиками, в резиновой промышленности (при вулканизации каучука) и в химическом катализе. [c.133]

Возрастает также применение тория в области химического катализа, для реакций окисления, гидрогенизации и крекинга. [c.652]

Возможности использования цеолитов для решения многих научных и технических проблем химического катализа выявлены еще далеко не полностью [1 ]. Интенсивные изыскания продолжаются. Ниже кратко рассмотрены достижения в катализе на цеолитах за последние 3—4 года и основные направления его развития на современном этапе. [c.137]

Перейдем к обсуждению кластерных моделей. Привлекательность таких моделей обусловлена многими и серьезными причинами. С расчетной точки зрения — это возможность применения квантовохимических методов, разработанных для молекул, а в этом плане в квантовой химии имеются вполне определенные достижения. Такие модели наглядны и гибки, они позволяют легко описать структурно выделенные места решетки (узлы, ребра, грани), различные структурные дефекты, те или иные примеси и т.д. Они естественны, поскольку соответствуют бытующим в литературе по химическому катализу представлениям о повышенной каталитической активности отдельных мест поверхности (активных центров). Такой подход акцентирует внимание на химизме катализа, что соответствует общей тенденции в современном развитии теории катализа. Многие катализаторы являются аморфными, важный класс каталитически активных систем составляют подложки с нанесенными примесными центрами (нанесенные катализаторы), во всех подобных случаях появляются и опреде- [c.284]

Наше положение мировых лидеров в этой отрасли, влияющей на многие стороны человеческого существования, можно отнести на счет наших успехов в области химического катализа. Ведь, согласно оценкам, около 20 Vo валового национального продукта производится с использованием каталитических процессов. В перспективе новые катализаторы позволят нам перейти к новым источникам энергии (см. разд. Ш-В). [c.46]

Если в химическом катализе скорость реакции является экспоненциальной функцией энергии активации, то в электрохимических реакциях она экспоненциально зависит также от потенциала электрода. Например, на никеле, кобальте и железе тройная связь диацетиленового гликоля электрохимически восстанавливается глубже, чем каталитически [17]. [c.9]

Применение ферментов в химической технологии обычно бывает обусловлено их высокой избирательностью и стереоспецифичностью, однако, как отмечалось ранее, эти их свойства не всегда оказываются желательны. Примером такого рода могут служить случаи использования широкой субстратной специфичности фер> мента для производства аналогов основного продукта. Второе важное преимущество технологии на основе ферментов перед химическим катализом заключается в том, что при относительна мягких условиях удается достичь более высоких скоростей пре> вращений. Об использовании отдельных ферментативных реакций для получения аминокислот и антибиотиков мы уже говорили в этом разделе будет описано сегодняшнее положение дел в сфере использования ферментных препаратов в промышленности (табл. 4,3). [c.164]

Если в химическом катализе скорость реакции является экспоненциальной функцией энергии активации, то в электро- [c.43]

Что касается координационно-химического катализа, то здесь все специалисты единодушно ожидают значительных успехов. Эта специфическая область гомогенного катализа имеет дело с катализаторами, представляющими собой комплексные соединения. Хотя первый координативный катализ был проведен еще в 1912 г. (разложение пероксида водорода), интенсивные работы в этой области катализа начались совсем недавно. В промышленности первый комплексный катализатор (комплекс кобальта) был использован в 40-е годы в процессе гидроформилирования-введения остатка муравьиной кислоты в углеродную цепь. Таким путем получали исходные вещества для искусственных пластификаторов, растворителей и моющих средств. В наши дни координационно-каталитический метод внедрен в процесс получения цыс-полибутадиена, идущего на изготовление долговечных сортов эластичной резины. Специалисты надеются, что в один прекрасный день будет осуществлен синтез аммиака при комнатной температуре, а помогут в этом комплексные соединения. [c.179]

Процессам физической адсорбции было посвящено большое число исследований [3]. Эти исследования имели огромную важность для характеристики поверхности катализатора, особенно при измерениях величины поверхности катализатора по измерению количества адсорбированного вещества, которое требуется для образования мономолекулярного слоя . Однака трудно предположить, чтобы слабые ван-дер-ваальсовы силы играли существенную роль в химическом катализе. [c.536]

Катализаторами в химии выступают, как правило, бертоллидные системы. Только они обладают столь широким набором раз-.1ИЧНЫХ активных центров, что среди этого набора почти всегда найдутся центры, способные обеспечить как структурное, так и энергетическое соответствие (по принципам Баландина). Поэтому в химическом катализе широко распространены случаи каталитической активации одним и тем же ката.жзатором (например, оксидом хрома, хлоридом алюминия, фторидом бора, платиной) целой гаммы реакций и, наоборот, один и тот же субстрат может активироваться самыми различными катализаторами. Совсем иное дело в биокатализе. Биокатализаторами являются особого рода системы, в некотором роде промежуточные между бертоллидными и дальто-нидными — молекулярными их бертоллидные качества состоят в [c.182]

Механизм гомогенной реакции А А + S может быть различным. Если редокс-пара А/А выполняет только функцию переносчика электронов, то имеют дело с редокс-катализом или с го-момедиаторной системой. В этом случае обмен электронами между А и S происходит по внешнесферному механизму. Если же в хо е реакции медиатор одновременно связывает субстрат в аддукт А S, который затем распадается с регенерацией А, то имеют дело с химическим катализом или с гетеромедиаторной системой. В случае химического катализа перенос электронов, как правило, осуществляется по внутрисферному механизму. [c.477]

Неоднократно предпринимались попытки количественно оценить вклады различных эффектов (например, сближенности, направленности орбиталей, дестабилизации, общего кислотно-основного катализа и др.) в увеличение скорости, к которому приводит действие данного фермента. Однако пример химотрипсина показывает, что эти эффекты представляют разные способы описания одного и того же действия в активном центре и в действительности их нельзя отделить друг от друга. С другой стороны, представления, развитые при анализе фермент-субстратных взаимодействий, расширили наши представления о химическом катализе и способствовали созданию аналогов ферментов на основе полимеров непептидной природы [745, 750J. [c.282]

В монографии, написанной видными американскими специалистами в области катализа М. Бейдером и Р. Бергероном и известным ученым из Японии М. Комнямой. обсуждаются закономерности гомогенного химического катализа и рассматриваются практически все виды каталитических процессов. Книга интересна тем. что в ней создано общее представление о катализе как явлении, общем для химии и биологии. [c.4]

Наибольшее внимание исследователей привлекали процессы окисления в организме. Уже был известен феномен химического катализа, означающий, что многие реакции in vitro протекают быстро и энергично в присутствии ничтожных количеств примесей, как будто не участвующих в реакции. Так, была установлена большая каталитическая роль ряда неорганических веществ. Горение глюкозы на воздухе, например, протекает очень медленно, а если добавить немного солей лития (или золы, также содержащей ничтожные количества лития), то горение идет весьма интенсивно [c.116]

Постепенно завоевывают признание и минеральноорганические сорбенты, которые могут использоваться в хроматографии и в химическом катализе. [c.125]

С увеличением глубин более отчетливо видны результаты тех процессов, которые в верхних частях разреза часто почти незаметны. Представляет интерес химическое уплотнение. Петрофа-фические исследования кремнистого (кварцевого) цемента в юрских преимущественно кварцевых песчаниках в Североморском бассейне и на шельфе Норвегии показали, что основная его масса образовалась за счет растворения кварца на контакте со слюдами и чешуйками глинистых минералов группы иллитов, которые в виде корочек покрывают поверхности стилолитовых швов в песчаниках. Ь арц растворяется на контактах со слюдой и илли-том благодаря процессам химического катализа. Проникновение и внедрение пластичной слюды в кварцевые зерна без заметной физической деформации свидетельствуют о том, что именно слюда способствует растворению кварца. [c.261]

Химические реакции в живых системах протекают с высокой скоростью, благодаря наличию катализаторов белковой природы — ферментов или энзимов. Ферменты были открыты в процессе изучения механизмов брожения, этим и объясняется происхождение их названия (от лат. fermentum — закваска, enzyme — в дрожжах). Представление о том, что в живых системах химические реакции протекают при помощи каких-то факторов, возникло более 200 лет назад. В начале XIX в. господствовало мнение о наличии жизненных сил , управляющих процессами жизнедеятельности. Более четкие и однозначные химические представления сформировались в связи с развитием теории химического катализа, вьвдвинутой шведским химиком Й. Я. Берцелиусом, который первым отметил высокую производительность биологических катализаторов на примере диастазы. [c.59]

Между ферментативным и химическим катализом принципиальных различий не существует химические механизмы, лежащие а их осноае, сходны. Доминирующей концепцией химического катализа является теория переходного состояния. Эта теория рассматривает только два состояния реагентов — исходное (основное) и переходное — наименее стабильную структуру, образующуюся а ходе реакции. На графике (рис. 94) переходному состоянию соответствует максимум энергии в таком состоянии химические связи непрерывно разрываются и образуются. Катализатор ускоряет реакцию, снижая величину энергии переходного состояния (энергетический барьер). [c.187]

Ускорение реакций без суш,ественного изменения их механизма, обусловленное уменьшением Е, иногда встречается в химии, но преимуш ественно не в обычном химическом катализе, а в катализе физико-химическом или физическом [26]. В частности, такие случаи типичны при изменении растворителя, в котором проводится реакция. Однако и в таких случаях картина осложняется существованием компенсационного эффекта, который широко распространен в катализе [27]. Он проявляется в изменении в одном и том же направлении величин энергии активации и предэкспоненциальных множителей в разнообразных активационных процессах. Он встречается как при таких чисто физических процессах, как электропроводность или диффузия в твердых телах, так и при разнообразных химических нроцес- [c.16]

Химический катализ. В последние 60 лет катализ стал основным методом o yн e твлeния мио] их химических реакций в промышленности. Более 60% всех промышленных химических процессов, а среди новых производств более 90% проводятся с помощью катализа. [c.59]

Получение мутантов, способных к сверхпродукции промежуточных продуктов метаболизма Индукция определенных ферментативных процессов Ингибированная ферментация Направленный синтез из предшественников в обход метаболического контроля Биокатализ по завершении роста Одностадийные превращения, позволяющие обойтись без очистки фермента или принятия мер по сохранению его стабильности Многостадийные процессы ферментативной конверсии Биокатализ in vitro Использование очищенного фермента для одностадийной конверсии какого-либо природного субстрата Одностадийное образование химических промежуточных продуктов из неприродных субстратов с использованием очищенных ферментов с широким спектром действия Многостадийные полусинтетические метаболнтические процессы Химический катализ на основе биологических принципов Создание химических аналогов ферментативных процессов Получение химических катализаторов с биологической специфичностью (образование биоорганических комплексов ) [c.134]

В монографии проанализированы с физико-химических позиций связи между ферментативным (биологическим) и гомогенным (химическим) катализом и подчеркивается общность их механизмов. Наряду с теоретическими аспектами освещено современное состояние и перспективы применения ферментов, особенно в иммобилизованном виде, в органическом синтезе, химическом анализе (биолю-минесцентный метод), медицине и химической технологии. [c.152]

Исходя из старых представлений о роли активных центров и некоторых благоприятных конфигураций поверхностных атомов как важных факторов в химическом катализе, Шваб [138] рассмотрел роль электронных эффектов в катализе (например, строение -оболочки). В дальнейшем эта концепция развивалась Дауденом и др. [139]. Для выяснения вопроса о том, в какой степени электронные свойства металла существенны при электрокатализе, были проведены различные исследования на электродах из сплавов [8, 125, 1326, 140, 141]. Конуэй и сотр. [8, 125, 141] исследовали кинетику выделения водорода на сплавах Си — N1, выделения кислорода на сплавах Р(1 — Ли и декарбоксилирования формиата на сплавах [c.471]

Проблема создания ТЭ давно интересует ученых многих стран. Первый водородно-кислородный ТЭ был создан еще в 1839 г. (У. Гроув). Однако этот элемент имел очень низкие характеристики, вследствие чего он не мог найти технического применения. Топливными элементами занимались П. Н. Яблочков (1887 г.), В. Оствальд (1894 г.), В. Нернст, Е. Баур и другие ученые. Важную роль в решении проблемы ТЭ сыграли работы О. К. Давтяна [Л. 1]. Существенные успехи в рещении проблемы ТЭ получены лишь в последнее время. Это обусловлено развитием теоретической электрохимии, особенно в области кинетики электродных процессов (А. Н. Фрумкин, Я. М. Колотыркин, Л. И. Антропов, П. Делахей, Дж. Бокрис), теории массопереноса, успехами в области химического катализа, металлокерамики и полимерных материалов. [c.9]