Катализатор влияние на равновесие систем

Домашняя подготовка. Скорость химической реакции. Единицы измерения скорости реакции. Факторы, влияющие на скорость реакции. Закон действия масс и его математическое выражение. Константа скорости реакции. Скорость реакции в гомогенных и гетерогенных системах. Влияние катализаторов на скорость реакции. Необратимые и обратимые реакции. Химическое равновесие. Константа химического равновесия. Влияние различных факторов на смещение химического равновесия (концентрация, температура, давление). Принцип Ле Шателье. [c.107]

Рис. Ш-29. Последовательная атака формальдегида этилмочевиной [20]. Влияние природы и концентрации катализатора на путь перемещения фигуративной точки к положению равновесия системы.

Основными параметрами, которые приходится учитывать почти во всех процессах, являются концентрации (давления) реагентов, температура и действие катализатора. Поэтому главной нашей задачей будет рассмотрение их влияния на скорость процесса и решение вопроса, насколько быстро с их помощью можно достичь равновесия в реагирующей системе. [c.102]

Из предыдущего следует, что катализатор одинаково ускоряет как прямую, так и обратную реакции. Если катализатор не может смещать равновесие, но действует лишь ускоряюще, то он должен оказывать одинаковое влияние на скорости прямой и обратной реакций в равновесной системе. Это положение в полной мере приложимо лишь к идеальным катализаторам, однако и реальные катализаторы хорошо подчиняются этому принципу. Так, катализаторы для гидрирования проводят и дегидрирование гидратирующие контакты являются дегидратирующими и т. д. (см, последующие главы). [c.36]

Применение катализаторов при обратимых реакциях не изменяет состояния равновесия, а лишь ускоряет (или замедляет) наступление равновесия. На рис. 10 показано схематично смещение времени наступления равновесия под влиянием положительного катализатора. Равновесию отвечает минимум свободной энергии, поэтому для смещения равновесия необходима затрата работы. Без этого сместить равновесие невозможно. Таким образом, константа равновесия Кр при данной температуре для данной системы имеет одинаковое значение как в присутствии катализатора, так и без него. Отсюда следует если катализатор ускоряет прямую реакцию, то он ускоряет и обратную. Опыт подтверждает такое заключение. Например, катализаторы, ускоряющие гидрирование, ускоряют и дегидрирование. [c.65]

Окончательный выбор условий требует учета их влияния на скорость процесса (см. часть И1). В связи с этим различают теоретическую и практическую степени полноты реакции. Первая отвечает установлению в системе равновесия, т. е. соответствует максимально возможной степени превращения, которую легко определить на основании выражения для константы равновесия данного процесса. Однако далеко не всегда реакция доходит до равновесия мешает этому медленность многих процессов. Правда, с помощью катализаторов реакции можно ускорить, однако и в этих случаях их часто не доводят до равновесия. В связи с этим надо иметь в виду возможность противоположного влияния данного фактора на кинетику и статику процесса. [c.82]

Как отмечает С. 3. Рогинский [29, 223], электронные факторы могут проявляться в определенном характере и механизме адсорбционных стадий, влияющем на кинетические закономерности, а также в возникновении новых стадий процесса, обусловленных электронными переходами, в изменении характера взаимодействия реакционной системы с катализатором и во влиянии заряжения поверхности (т. е. образования двойного электрического слоя) на механизм процессов. Влияние заряжения поверхности должно, в общем случае, выражаться в изменении свободной энергии процессов, связанных с электронными переходами, и в изменении реакционной способности адсорбированных частиц в результате ионизации и поляризации связей. Такой эффект может сказываться на характере кинетической зависимости, величинах констант скорости реакции, энергии активации, констант скорости адсорбции, десорбции и констант адсорбционного равновесия. [c.265]

Влияние катализатора на скорость поликонденсации и молекулярную массу полимера. Катализатор не может влиять на молекулярную массу конечного продукта, если поликонденсация заканчивается по достижении равновесия. Катализатор, повышая скорость реакции, лишь ускоряет приближение системы к равновесию. [c.148]

Таким образом, если между реагентами и другими компонентами системы имеет место термодинамическое взаимодействие (индивидуальные части этого взаимодействия, как правило, остаются неизвестными), то присутствие этих не участвующих в стехиометрическом уравнении веществ может более или менее сильно повлиять на значения равновесных концентраций. Разумеется, такое положение будет справедливым, если термодинамическое взаимодействие между участниками реакции и другими компонентами системы (сольватация, взаимная поляризация и т. д.) будет наблюдаться стационарно, а не только в момент образования активированного комплекса реакции. Другими словами, влияние постороннего вещества на константу равновесия Кс будет существовать тогда, когда оно образует с реагентами неидеальный раствор (твердый, жидкий, газообразный), или весьма тонкую смесь типа эвтектики. В этом случае силы взаимодействия между молекулами или атомами разных веществ дают иное термодинамическое состояние системы по сравнению с состоянием в отсутствие таких сил. Таким образом, постороннее вещество (катализатор, растворитель) вызывает добавочное поле, которое вносит соответствующее изменение в состояние системы. [c.169]

Основные свойства катализаторов. Важным свойством катализаторов является отсутствие их влияния на величину константы равновесия реакции. В связи с этим катализатор может только изменять скорость достижения равновесия, но не смещать его, а поэтому при наличии катализатора не удается получить в равновесной системе большего количества продуктов реакции, чем в его отсутствие. [c.99]

Катализаторы не вызывают химического процесса, они, изменяя в равной мере скорость прямого и обратного процессов, способствуют скорейшему установлению равновесия в системе, не оказывая, однако, какого-либо влияния на состояние равновесия. [c.78]

НОЙ фазе, подтверждает высказанное предположение о протекании реакции либо в органической фазе, либо (что также возможно) в мицеллярной фазе. Правильность этих выводов была показана в ходе дальнейших исследований. Предположение о быстром установлении экстракционного равновесия (см. схему 2.1) подтверждено при изучении обмена анионов с помощью ион-селективных электродов. Из этих данных следует, что стадия, определяющая скорость, должна проходить в органической фазе. Константы скорости второго порядка для алкилирования нитрофенолята тетрапентиламмония были почти одинаковы для гомогенной реакции в дихлорметане и для реакции в системе СНаСУНаО [72]. Влияние различных катализаторов на ход реакции 1-бромоктана с ионом тиофенолята изучено в системе бензол/вода [3, 4]. [c.46]

На процессы, происходящие в равновесной химической системе, оказывают влияние вещества-катализаторы (см. след. гл.). Однако равновесия они не смещают. Их активность не входит ни в константу равновесия, ни в расчет Д(3°, т. е. не изменяет АО, величина которой определяется характеристиками веществ в начальном и конечном состояниях системы и не зависит от пути перехода, в том числе от промежуточных взаимодействий с катализатором. [c.195]

Рассматриваемая реакция катализируется неорганическими кислотами. Присутствие катализатора не меняет значения константы равновесия его влияние проявляется в уменьшении времени, необходимого для достижения системой равновесного состояния. [c.245]

Влияние катализатора. Оказывая влияние на скорость реакции, катализатор ускоряет приближение химической системы к состоянию равновесия. Однако катализатор влияет всегда на скорость прямой и обратной реакции в одинаковой степени, и никогда не меняет значения константы равновесия реакции. Катализатор участвует в химическом или физическом процессе на какой-то его стадии и регенерируется в последующей стадии. Хотя физические свойства катализатора могут в результате измениться, он не претерпевает химического изменения, т. е. катализатор не является реагентом или продуктом в суммарной реакции. [c.84]

Здесь уместно отметить, что введение в равновесную смесь катализатора не изменяет равновесных концентраций реагентов и продуктов. Следует напомнить, что катализатор в равной мере снижает энергию активации как для прямой, так и для обратной реакции (см. рис. 13.7). Катализатор лишь уменьшает время, необходимое для достижения равновесия в исходной системе с заданными концентрациями реагентов и продуктов, но не оказывает никакого влияния на возникающие в результате равновесные концентрации. [c.243]

Катализатор не оказывает влияния на значение константы равновесия и на положение равновесия. Однако он влияет на скорость установления равновесия в системе. [c.479]

Положение несколько отличается только в том случае, когда инертным является комплекс одной из ступеней окисления. Тогда измерение окислительно-восстановительного потенциала возможно только при условии, что инертный комплекс или заранее существовал или приведен в равновесие с компонентами — составными частями системы — под влиянием катализатора. Что это так, легко понять, если рассмотреть приведенный ниже циклический процесс [c.229]

Несмотря на важное препаративное значение реакций нуклеофильного присоединения, число кинетических исследований в этой области невелико. Большая часть сведений, касающихся относительной реакционной способности различных алкенов и атакующих их реагентов, почерпнута из данных о выходах и иа сравнительных экспериментов, часть которых скорее отражает окончательное состояние равновесия в реакционных системах, а не действительную реакционную способность компонентов. Кинетические исследования осложняются такими побочными реакциями, как циклизация, образование продуктов двойного присоединения, полимеризация, присоединение катализатора, а также часто отсутствием данных о диссоциации реагентов в применяемых растворителях. Выводы, сделанные на основании данных о выходах, как известно, ненадежны. Тем не менее общая тенденция влияния стерических препятствий и электронных эффектов на протекание реакции по одному из нескольких возможных путей достаточно ясна. [c.269]

Находящиеся в равновесии фазы могут содержать такие вещества, которые при контактировании фаз, всех или некоторых, химически взаимодействуют. В таких случаях состояние равновесия зависит от химической природы компонентов и их коэффищ1ентов распределения между фазами, а также от температуры, давления и полного состава системы. Скорость достижения химического равновесия имеет важное практическое значение. Более быстрому установлению равновесия способствуют высокие температуры, соответствующее изменение давления и обычно присутствие катализаторов. Влияние температуры часто бывает двойственным ее повыщение ускоряет достижение равновесия, однако при этом состав системы может оказаться нежелательным. Рещая практические задачи, необходимо прежде всего найти такие равновесные условия, которые благоприятствуют получению требуемого состава, а затем изыскивать пути проведения реакции с приемлемой скоростью. В данной главе будет рассмотрена только зависимость состава и распределения фаз при равновесии от температуры и давления. Обсуждение начнем с теории единичных и мультиплетных химических реакций, происходящих в одной фазе, а после этого рассмотрим многофазные процессы. [c.474]

Влияние давления в системе на равновесие изомеризации парафиновых углеводородов однозначно не определено. По мнению одних авторов [14, 15, 41, 42], повышение общего давления не влияет на протекание изомерных превращений нормальных парафиновых углеводородов линейного строения, других [43—45], скорость изомеризации парафинов уменьшается. Расхождение в этих данных, возможно, обусловлено различным состоянием катализатора. Как показано в работе [38], при увеличении давления водорода полная конверсия в реакции изомеризации снижается на свежем катализаторе [c.14]

Давление. Зависимость результатов гидрирования от давления обусловлена двумя факторами — влиянием давления на скорость реакции и на равновесие. Влияние на равновесие было рассмотрено выше. Повышение давления при неизменных прочих параметрах процесса вызывает изменение степени превращения в результате а) повышения парциального давления водорода и углеводородного сырья и б) увеличения содержания жидкого компонента в системах, находящихся при давлениях и температурах, соответственно выше и ниже условий начала конденсации. Первый фактор способствует повышению степени превращения, второй — замедляет протекание реакции. Общим итогом может быть увеличение или снижение степени превращения в зависимости от соотношения скоростей диффузии и протекания реакции на поверхности катализатора. Проведенные в лабораториях фирмы Тексако опыты по обессериванию легкого циркулирующего крекинг-газойля показали, что при повышении давления в области выше давления начала конденсации степень обессеривания снижается. Давление не оказывает влияния на обессеривание более тяжелого крекинг-газойля и способствует увеличению полноты [c.213]

С формальной стороны действие катализатора аналогично нагреванию—и в том и в другом случае наблюдается ускорение реакции. Однако между этими двумя влияниями имеется глубокое принципиальное различие по существу. В то время как повышение температуры сопровождается сообщением системе энергии извне, катализатор добавить энергии не может (так как иначе он не оставался бы после реакции неизмененным). В результате ускорение реакции при помощи нагревания неизбежно связано со смещением ее равновесия (IV 2), тогда как при действии катализатора ускоряется достижение системой равновесного состояния, но само отвечающее данным условиям положение равновесия остается неизменным. Отсюда следует, что применение катализатора особенно целесообразно в тех случаях, когда желательно ускорить достижение равновесия при возможно низких температурах. Необходимое для протекания катализируемого процесса количество катализатора очень невелико (например, окисление NajSOa кислородом воздуха заметно ускоряется уже при создании в растворе 10 н. концентрации uSO ), но достигаемая скорость процесса приблизительно пропорциональна этому количеству. [c.347]

Энергия излучения может способствовать преодолению потенциального барьера. В этом случае процесс несколько отличается от катализа, потому что к системе энергия подводится извне. Излучение может способствовать преодолению потенциального барьера и вызвать цепную реакцию с тем же самым состоянием равновесия, как и в присутствии катализатора, или с его помощью можно снабжать систему свободной энергией, что приводит к иному состоянию равновесия. Различные состояния системы показаны иа рис. 1. 12. В цепных реакциях, катализируемых излучением, наблюдается высокий квантовый выход, и поэтому применение ионизирующего излучения в этих случаях кажется многообещающим, На вопрос о том, будет ли излучение оказывать влияние на действие катализатора, в общем еще нельзя ответить определенно, хотя уже и получены положительные результаты. [c.56]

Выше уже говорилось о том, что в полимерах, начиная с определенного молекулярного веса, существует пространственная физическая сетка, обусловленная зацеплениями . Выяснению вопроса о влиянии зацеплений на процесс релаксации напряжений в вул-канизатах на основе полибутадиенов, полученных при использовании в качестве катализатора к-бутиллития, посвящена работа Авторы предположили, что узлы зацеплений наряду с химическими узлами участвуют в построении вулканизационной сетки. Исследуя релаксацию напряжений в системах с различным соотношением физических и химических узлов и совсем без физической сетки М << Мкр), они показали, что уменьшение числа зацеплений ведет к более быстрому достижению эластического равновесия, что можно объяснить тем, что процесс релаксации включает скольжение зацеплений . По мнению авторов, при стехиометрических расчетах [c.79]

Все явления взаимного превращения различных изомерных веществ независимо от механизма процессов могут быть классифицированы на основе их различной подвижности. Если подвижность системы мала и переход изомеров возможен только при повышенной температуре или под влиянием активных катализаторов, то эти превращения следует считать обратимой изомерией. К таутомерным же превращениям относятся такие равновесные изомерные превращения, когда ki и й 1 сравнимы и достаточно велики в этом случае равновесие наблюдается при комнатной температуре и без видимого участия катализатора. Как правило, не удается провести резкую границу между таутомерией и обратимой изомерией. Для одного и того же класса соединений в зависимости от структурных особенностей и внешних условий могут реализоваться все возможные переходы от очень подвижных систем, в которых обе изомерные формы обладают достаточной устойчивостью, до малоподвижных систем. [c.12]

Если к охлажденному до 0° альдегиду прибавить небольшое количество серной кислоты, то образуется метальдегид. Если затем прибавить еще серной кислоты, то метальдегид исчезает и образуется паральдегид. Метальдегид образуется также при действии гораздо более слабых катализаторов, напр., хлористого кальция при этих условиях образуются лишь следы паральдегида. Равновесие между уксусным альдегидом и метальдегидом устанавливается поэтому гораздо легче, чем между уксусным альдегидом и паральде-гидом. Смотря по обстоятельствам (причем температура оказывает большое влияние) в системе [c.134]

Катализом называется явление изменения скорости реакции под влиянием присутствующего в системе какого-либо вещества, состояние и количество которого в конце реакции остается неизменным. Вещество, ускоряющее какую-либо химическую реакцию, но остающееся после реакции в неизмененном состоянии и количестве, называется катализатором. Неизменность состояния и количества катализатора отличает его от индуктора, который хотя и способен вызывать химическую реакцию, неосуществимую без индуктора, но расходуется в процессе реакции. Катализатор не влияет на состояние равновесия, а лишь изменяет скорость, с которой это состояние достигается. Количество катализатора, изменяющего скорость реакции, обычно очень невелико. Так, для заметного ускорения процесса окисления ЫагЗОз в водном растворе достаточно добавить в него USO4 в концентрации порядка 10- . [c.234]

Синергетическая модель [133] исключает взаимодействие активной фазы с носителем, а также химическое связывание промотора с МоЗг. Эффект активации обеспечивается электронными переходами на границе контакта объемных фаз МоЗг и сульфида промотора. В частности, авторы считают, что на невосстановленном сульфиде кобальта или никеля протекает реакция активации Нг, который затем обеспечивает восстановление сульфида молибдена. Вся система находится в состоянии динамического равновесия и сульфиды промотора осуществляют контроль на расстоянии за состоянием и количеством активных центров сульфида молибдена. При этом важным фактором синергического эффекта является наличие сверхстехиомет-рической серы ([132]. В подтверждение этой модели экспериментально обнаружен эффект активации при механическом смешении сульфидов молибдена и кобальта [134], а также изменение энергии связи 3(1 и 2р электронов атомов молибдена и серы с ростом отношения №(Со)/[№(Со)- -Мо] в системе Со—-Мо—3 [135] и присутствие на поверхности катализатора восстановленных частиц [133]. Однако, нет никаких данных о величине поверхности контакта объемных сульфидов и ее влиянии на каталитическую активность. [c.56]

Константа скорости реакций. Как было показано в предыдуш,их главах, равновесное состояние химических реакций остается неизменным во времени, как бы долго ни шло наблюдение за системой. Напротив, подход химической реакции к состоянию равновесия осуществляется во времени. Закономерности течения химических реакций во времени составляют предмет химичех кой кинетики. Одна из задач химической кинетики состоит в количественном описании скорости химической реакции, ее связи с природой реагирующих веществ, температурой, влиянием катализаторов (ускорителей)и ингибиторов(замедлителей). [c.163]

Увеличить скорость реакции можно, вообще говоря, двумя способами повышением температуры и введением катализатора. Однако влияние этих двух факторов на протекание реакции п ее результат принципиально различно. Температура изменяет не то.тько скорость реакции, но и состояние равновесия. Прн повыитенни температуры будет увеличиваться скорость реакций, но одновременно н сместится равновесие, т. е. изменится равновесный состав химической системы. Поэтому, повышая температуру, чтобы ускорить реакцию, мы получим после ее завершения, в принципе, иное равновесие, нежели при более низкой температуре. И это смещение равнопесия не всегда происходит в нужную иам сторону (например, если мы повышаем температуру, чтобы ускорить реакцию образования нодо-водорода из простых веществ). [c.54]

Скорость всего процесса лимитируется поверхностными явлениями. Молекула адсорбируется на активных центрах катализатора, реагирует и, как продукт реакции, десорбируется. Прп этом следует учитывать равновесие между молекулами, влияние их избытка до и после реакции, влияние промежуточных продуктов и т. п. При одновременном учете всех этих условий получается система уравнений, каждое из которых включает несколько иропз-вольных констант. Решение такой системы невозможно. Поэтому, по Левеншпилю, выбирают следующие кинетические уравнения [c.178]

Считается, что искажающее или разрушающее действие [45] у активированных молекул может быть вызвано простым физическим контактом между катализатором и реагирующими компонентами системы. Катализатор, не присоединяясь по связи, которую он должен активировать, меняет траектории электронов таким образом, что молекулы реагирующих веществ могут взаимодействовать быстрее, чем без этого изменения, которое Вёзекен характеризует как искажение . Предполагают, что это искажение происходит с большой скоростью. Хороший катализатор не должен давать стойких молекулярных комплексов, но должен вступать в равновесие с активированными молекулами, которое смещается возможно больше в направлении образования свободных молекул. Самые лучшие катализаторы —. это те, которые не оказывают ни ела--бого, ни сильного влияния на реагенты в широком интервале температур и давлений слишком глубокое взаимодействие катализатора с реагентом нежелательно. [c.47]

В отличие от опытов в проточной системе, окисленные воздухом образцы катализатора при импульсном испытании не обнаружили периода разработки. На этих же катализаторах после восстановления в импульсных условиях наблюдали кратковременный период роста активности по толуолу. Было сделано предположение, что разработка связана с десорбцией воды и что в импульсных условиях она протекает быстро за счет элюирования воды потоком газа-носителя. Разработка же восстановленных образцов катализатора вызывается гидрированием гептена и других непредельных соединений в начальные периоды работы катализатора водородом, адсорбированным на поверхности контакта при предварительной обработке поверхности. Постепенное обеднение поверхности водородом увеличивает выход продуктов дегидрирования и дегидроциклизации. Подчеркивается, что уменьшение отравления катализатора в условиях импульсного режима обусловлено высоким соотношением количества катализатора к количеству введенного исходного реагирующего вещества. Авторы делают вывод, что при работе в импульсных условиях удается исключить из рассмотрения разработку катализатора, его отравление и влияние обратной реакции гидрирования и изучать скорости дегидроциклизации гептадиенов и гептатриенов в условиях, далеких от равновесия. [c.329]

Исследование влияния состава и количества катализатора СиСУАЬОз на реакцию изомеризации дихлорбутена-1 в дихлорбутен-П показало (табл. 2), что при содержании в катализаторе 3—10 вес.% однохлористой меди и концентрации, катализатора 5—15% от веса исходного дихлорбутена реакционная система достигает состояния равновесия за 10 мин. с практически количественным выходом дихлорбутенов. При использовании катализатора с содержанием однохлористой [c.24]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология