Катализ образование промежуточных

Одним из первых объяснений явления катализа была теория промежуточных соединени . Положительной чертой этой теории являлось то, что она подчеркивала химическую сторону катализа и объясняла избирательность катализа образованием промежуточных соединений различной природы в зависимости от химического сродства данных веществ. Однако зависимость активности катализаторов от способа их приготовления, а также явления отравления и промотирования катализаторов заставили предположить, что каталитическую активность нельзя объяснить только химическим составом катализатора. [c.12]

Оствальд удачно использовал эту идею в разработанной им теории катализа. Он показал, что образование промежуточного продукта в виде соединения с катализатором (см. разд. Катализ ) требует меньшей энергии активации, чем непосредственное образование конечных продуктов реакции. [c.120]

При гомогенном катализе скорость (01 образования промежуточного соединения А( с катализатором в первой стадии (б) и скорость его распада во второй стадии (в) выражаются уравнениями [c.446]

Общие понятия. Одним из наиболее распространенных методов ускорения химических реакций является катализ. Этот метод осуществляется при помощи катализаторов — веществ, резко увеличивающих скорость реакции, но не расходующихся в результате ее протекания. Катализаторы могут участвовать в образовании промежуточных продуктов реакции, но к концу взаимодействия они полностью регенерируются. Замедление реакций осуществляется при помощи ингибиторов (отрицательных катализаторов). [c.141]

В случае гетерогенного катализа образование промежуточного реакционноспособного соединения происходит на поверхности катализатора в результате адсорбции на ней одного или нескольких участников реакции. Активность катализатора зависит от площади и свойств его поверхности. Чем больше поверхность, тем эффективнее адсорбция и соответственно катализ. [c.109]

Каталитические реакции в гомогенных системах (гомогенный катализ). В этом случае катализатор образует с реагентами одну фазу. Реакции такого типа могут проходить в газовой или жидкой фазах. Часто ход подобных реакций связан с образованием промежуточного соединения одного из исходных веществ с катализатором. Это соединение подвергается затем распаду с образованием продукта и восстановлением катализатора. Повышение скорости реакции в присутствии катализатора основано на уменьшении энергии активации этой реакции вследствие изменения механизма ее протекания. [c.227]

Здесь (М-[0]2п)С — промежуточная форма взаимодействия углерода с окисленным участком поверхности катализатора, близкая к оксикарбиду металла. При низких температурах окисления лимитирующим этапом процесса выгорания углерода будет образование промежуточного соединения (стадия 2), а при высоких окисление катализатора (стадия 1). Соответственно при низких температурах катализа гор будет находиться в виде оксидов металлов, а при высоких — в виде фазы металла [3.36]. При этом, если лимитирующей стадией является присоединение кислорода к катализатору, он существует в начальные моменты регенерации в восстановленной форме. Окисление компонентов катализатора в этом случае может протекать в основном после выжига кокса и затрагивать только поверхность катализатора. Если лимитирующей стадией является передача кислорода коксу от катализатора, то последний будет быстро окисляться. При этом окислению будут подвергаться не Только поверхностные слои, но и объем катализатора [3.30, 3.31, [c.70]

Гетерогенный катализ характеризуется тем, что катализатор находится в ином фазовом состоянии по сравнению с реагирующими веществами. Например, в контактном способе получения серной кислоты окисление SO 2 кислородом осуществляется в присутствии твердого катализатора. Механизм гетерогенного катализа гораздо сложнее, чем гомогенного. Одной из начальных стадий является процесс адсорбции реагирующих веществ на поверхности катализатора с последующим образованием промежуточных соединений между молекулами реагента и атомами (или ионами), расположенными в поверхностном слое катализатора. Далее промежуточные продукты, характеризующиеся гораздо меньшей энергией активации, легко реагируют друг с другом. Следовательно, основная суть катализа — снижение энергии активации реагирующих веществ. [c.83]

Под катализом понимают инициирование реагентов к взаимодействию или изменение скорости химических реакций в результате действия катализаторов. Катализаторы многократно участвуют в реакции с образованием промежуточных соединений с реагентами, а затем, после каталитического акта, восстанавливают свой исходный состав и все другие характеристики. [c.198]

Большинство исследователей склонны считать, что основной теорией, объясняющей механизм гомогенного катализа, является теория образования промежуточных соединений. [c.97]

Последнее И. А. Меншуткин объяснил в духе учения Д. И. Менделеева о растворах специфическим взаимодействием растворенного вещества с растворителем (своего рода гомогенный катализ, образование промежуточного соединения с растворителем). Слабее всего такое взаимодействи проявляется у алифатических углеводородов, сильнее всего — у ароматических спиртов. Вальден, развивая положение Н. А. Меншут-кина о зависимости между величиной электропроводности хлористого водорода и каталитическим действием растворителя, показал, что константу скорости реакции Меншуткина можно связать с величиной диэлектрической постоянной растворителя. [c.95]

КАТАЛИЗ (греч. katalysls — разрушение) — изменение скорости химической реакции в присутствии катализатора, сохраняющего свой состав в процессе реакции. К. может быть положительным (когда скорость реакции увеличивается) и отрицательным (когда скорость уменьшается или реакция совсем прекращается). Явление К. используется для ускорения химической реакции и направления ее в сторону образования желаемых продуктов без затраты энергии. Действие катализатора на химическую реакцию заключается в промежуточном взаимодействии его с реагирующими веществами. Например, каталитическое разложение пероксида водорода воль-фрамат-ионами проходит через образование промежуточных соединений по схеме [c.122]

Согласно мультиплетпой теории, прп катализе происходит наложение грешны реагирующих атомов субстрата (индексная группа) на группу активных атомов катализатора (мультиплет) с образованием промежуточного мультиплетиого комплекса, в котором ослабленные ва.лентные связи перераспределяются по определенным правилам с образованиед продуктов реакции, которые [c.92]

Общность между техническим гетерогенным катализом и ферментативными процессами указывает па возможность существования энтропийных механизмов гетерогенного катализа, в которых скорость или, что более существенно, направление реакции изменяются за счет повышения вероятности образования промежуточных состояний некоторых реакционных направлений. Иллюстрацией к этому могут служить реакции стереоспецифического катализа и избирательные синтезы па цеолитпых катализаторах. [c.12]

Исследования инфракрасных спектров адсорбированных молекул показали, что в процессе адсорбции, а следовательно, и в первой стадии катализа, действительно происходит образование промежуточных соединений, которые во многих случаях идентичны или близки к обычным химическим соединениям, постулировавшимся в ряде механизмов каталитических превраш,ений. [c.30]

Второе исходное п9ложение в вопросе подбора гетерогенных катализаторов — принцип тесной аналогии или точнее единства гомогенных и гетерогенно-каталитических реакций. Было показано, что реакции, протекающие с гомогенными катализаторами в жидкой фазе, могут быть проведены в газовой или жидкой фазе с применением тех же или аналогично действующих веществ в качестве катализаторов, но уже гетерогенного типа [1 ]. Поскольку гомогенный катализ, базирующийся па образовании промежуточных соединений, изучен гораздо полнее и систематичнее, указанная аналогия может оказывать существенную помощь в изыскании новых гетерогенных катализаторов. [c.152]

Элементы теории катализа. Действие катализатора связано с тем, что он вступает во взаимодействие с реагирующими веществами с образованием промежуточных продуктов, и тем самым направляет процесс по новому реакционному иути. Сложные каталитические процессы протекают ио нескольким направлениям о образованием различных продуктов, но в любом случае должно соблюдаться условие АО < О (конечно, не обязательно ускоряется именно тот процесс, для которого величииа АС наиболее отрица-< тельна). О промежуточных соединениях обычно судят ио косвенным признакам, непосредствеиио зафиксировать их удается лишь в [c.223]

Это фиксированные субстраты, поэтому энтропийный барьер образования промежуточного продукта минимален. Для этих соединений легко можно наблюдать и общеосновной, и общекислотный катализ в широком диапазоне pH. [c.242]

Нерешен также и вопрос о ковалентном катализе. В ряде ферментативных реакций образуются промежуточные соединения с ковалентной связью между ферментом и субстратом [29, 48, 49]. В качестве примера можно указать на протеазы, где в ходе ферментативной реакции образуется ацилфермент (см. гл. IV). Трудно сказать, почему реакция не протекает прямо, а идет через образование промежуточного соединения с ферментом (или коферментом). В этом отношении Дженкс [29] указал, что именно здесь могут быть заложены важные химические закономерности ферментативного катализа, которые в настоящее время почти или вообще не поняты . Не исключено, однако, что причина простая, а именно, что в ковалентно-связанном промежуточном соединении легче, чем в сорбционном фермент-субстратном комплексе, реализуются различного рода механизмы напряжения, которые позволяют использовать свободную энергию сорбции химически инертных субстратных фрагментов на ферменте на понижение активационного барьера скоростьлимитирующей химической стадии (см. 4 этой главы). Возможно, наличие промежуточных соединений в ферментативных механизмах отражает лишь сложную картину участия в реакции большого числа функциональных групп, многие из которых вообще склонны образовывать ме-тастабильные продукты (как, например, имидазольная группа [29]). Иными словами, образование промежуточных соединений хотя и сопровождает ферментативный катализ, но, возможно, не имеет прямого отношения к наблюдаемым ускорениям. [c.66]

Скорость реакции, измеренная по выделению аниона R0", равна скорости образования промежуточного циклического ангидрида. Таким образом, здесь идет циклизация. Сопоставление экспериментальных данных для реакции (3.2) (табл. 16) с кинетическими показателями реакции лактонизации (см. табл. 13) показывает, что эти реакционные системы схожи в них приблизительно одинаковы как характер изменения структуры реагентов, так и величина наблюдаемых эффектов. Очевидно, одинаковы должны быть и причины ускорения реакций [27]. Сравнение констант скоростей внутримолекулярного процесса, приведенных в табл. 16, с соответствующими величинами для межмолекулярной реакции осложнено тем, что гидролиз замещенных фенил-ацетатов под действием ацетат-иона скорее всего идет по механизму общеосиовного катализа, а не путем нуклеофильной атаки с промежу- [c.82]

Прямое кинетическое подтверждение образования промежуточных соединений и Х2 в катализе гидролиза эфиров N-aцилиpoвaнныx-L-аминокислот получено из анализа кинетики реакции на длинах волн поглощения промежуточных соединений ( 290 нм) [9]. Так, при смешивании раствора а-химртрипсина с метиловым эфиром Ы-ацетил-1-фенилаланина наблюдается быстрое (кинетически неразрешенное) спектральное изменение (по-видимому, образование первичного фермент-субстратного комплекса Х ), за которым следует медленная кинетика образования ацилфермента (рис. 64,а). В стационарной фазе реакции в условиях,, когда расходом субстрата можно пренебречь, концентрация ацилфермента сохраняется постоянной последующий расход субстрата приводит к- исчезновению в растворе промежуточных соединений (рис. 64,6) [9]. [c.198]

Катализ в газовой фазе можно пытаться представить как образование промелсуточных соединений, распадающихся с образованием продуктов с последующей регенерацией катализатора. Процесс образования промежуточного соединения считается быстрым, достигающим равновесия, а распад его выступает как определяющая стадия реакции. Однако С. Н. Гиншель-вуд показал, что таких реакций практически не существует и что в действительности имеют место цепные реакции, в которых роль катализатора играют переносчики, способствующие образованию активных промежуточных соединений. Примером является окисление СО, прекращающееся (как и ряд других окислительных процессов) в результате глубокой осушки смеси СО Н-0-2. Реакция СО протекает при участии [c.287]

Общекислотный катализ с промежуточным образованием карбоксониевого иона. [c.172]

Нуклеофильный катализ с промежуточным образованием ковалентного гликозилфермента. [c.172]

Итак, представления о карбокатионном промежуточном соединении (или переходном состоянии) в катализе лизоцимом достаточно обоснованы (в том числе и теоретически, см. [95, 96, 106, 112— 114]). Тем ие менее неясными остаются вопросы о роли остатка Asp 52 в катализе и о дальнейшей судьбе промежуточного карбоксониевого иона в катализе лизоцимом. Возможные гипотезы иа этот счет рассматриваются при обсуждении альтернативных механизмов ферментативного катализа. Наиболее приемлема, по-видимому, гипотеза об образовании промежуточного карбокатиона (который может представлять собой или переходное состояние реакции, или короткоживущее промежуточное соединение) и последующей быстрой рекомбинации его с отрицательно заряженной карбоксильной группой остатка Asp 52. Ковалентный гликозил-фермент (ацилаль) далее атакуется водой или внещним нуклеофильным агентом (акцептором) с образованием соответствующего продукта и возвращением фермента к прежнему активному состоянию. Эта гипотеза даст положительный и определенный ответ на оба поставленных выше вопроса — о роли остатка Asp 52 и дальнейи1ей судьбе карбоксониевого иона в катализе лизоцимом. [c.176]

Основной гипотезой, объясняющей влияние катализато ра на скорость реакции при гомогенном катализе, явля ется йредположение об образовании промежуточных продуктов при взаимодействии катализатора и реагирующего вещества. Если химическая реакция А+В=1 =АВ без катализатора происходит медленно, а в присутствии катализатора К быстро, то его действие объясняется тем, что катализатор реагирует с одним из исходных веществ, образуя непрочное (как правило, очень реакционноспособное) промежуточное соединение АК (или ВК)а [c.132]

С другой стороны, полагают, что и в некоторых случаях гетерогенного катализа могут образовываться непрочные промежуточные соединения (как и в случае гомогенного катализа). Например, окисление SO2 в SO3 на поверхности пятиокиси ванадия V2OS протекает с образованием промежуточного соединения VOai [c.133]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология