Энергия активации реакций водорода с кислородом

Пероксид водорода разлагается в водных растворах на кислород и воду. Реакцию ускоряют как неорганический катализатор (ион Ре +), так и биоорганический (фермент каталаза). Энергия активации реакции в отсутствие катализатора 75,4 кДж/моль. Ион Ре + снижает ее до 42 кДж/моль, а фермент каталаза — до 2 кДж/моль. Рассчитайте соотношение скоростей реакции в отсутствие катализатора в случаях присутствия Ре и каталазы. Какой вывод можно сделать [c.59]

Молекулярный азот — химически малоактивное вещество. При комнатной температуре он взаимодействует лишь с литием и щелочноземельными металлами. Малая активность азота объясняется большой прочностью его молекул, обусловливающей высокую энергию активации реакций, протекающих с участием азота. Однако при нагревании он начинает реагировать со многими метал.ла-ми — с магнием, титаном и др. С водородом азот вступает во взаимодействие при высоких температуре и давлении в присутствии катализатора. Реакция азота с кислородом начинается при 3000—4000 °С. [c.428]

Введение катализатора делает возможным проводить ту же реакцию при более низкой температуре, так как при этом скорость процесса значительно увеличивается. Например, водород соединяется с кислородом с заметной скоростью только при температуре выше 700° прибавление катализатора — платины вызывает бурное течение этой реакции, приводяще к взрыву уже при комнатной температуре. Катализатор снижает энергию активации реакции соединения водорода с кислородом с 16 ООО калорий (это энергия активации окисления водорода без участия катализатора) до 7500—8000 калорий на грамм-молекулу. [c.184]

Малая скорость взаимодействия водорода с кислородом при низких температурах обусловлена высокой энергией активации этой реакции. Молекулы водорода и кислорода очень прочны любое столкновение между ними при комнатной температуре оказывается неэффективным. Лишь при повышенных температурах, когда кинетическая энергия сталкивающихся молекул делается большой, некоторые соударения молекул становятся эффективными и приводят к образованию активных центров. [c.346]

В случае катализаторов-металлов установлено, что их поверхность может легко перестраиваться под воздействием реакционной среды, стремясь к минимуму свободной поверхностной энергии [12], часто наблюдается изменение поверхности металла в результате реконструктивной хемосорбции участников реакции [13, 14]. Кроме того, почти всегда изменяется состав поверхностного слоя вследствие растворения компонентов реакционной смеси. Количество поглощенных компонентов часто во много раз превышает монослойное покрытие [15]. В работах [16, 17] описано медленное изменение скорости окисления этилена на серебре, связанное, по мнению авторов, с диффузией кислорода в приповерхностный слой катализатора. Аналогичное явление обнаружено и при протекании реакции каталитического окисления водорода на пленках серебра [18]. Все эти факторы приводят к изменению теплот сорбций участников реакции на поверхности металла и энергий активации элементарных реакций и как результат — к изменениям общей каталитической активности и селективности реакции. [c.12]

Замена в молекулах углеводородов атомов водорода гетеро атомами и перевод их в неуглеводородные молекулы сопровож даются, по данным Багдасарьяна [15], изменением их свойств Такие гетероатомы, как кислород, сера, азот, галоиды и др., бо лее электроотрицательны, чем атомы водорода и углерода. Это отражается на поляризуемости молекул и изменяет энергию активации реакций. [c.41]

Наиболее медленным процессом, определяющим скорость реакции окисления водорода, является реакция между атомами водорода и кислородом, как требующая наибольшей энергии активации, т. е. [c.218]

Конкуренцией между реакциями (4) и (6) авторы пытаются также объяснить изменение порядков по метану и кислороду с изменением температуры. Рассуждение их сводится к следующему. По мере увеличения температуры растет скорость окисления СО, т. е. растет скорость реакции (3). Образовавшийся атом водорода может, как мы видели, реагировать по реакциям (4) и (6). Так как энергия активации реакции (4) раина 15,1 ккал молъ, а реакции (6) — 11 —12 ккал молъ, то с новыше-еивм температуры доля атомов водорода, входящая в реакцию (4), будет увеличиваться. Это приведет к увеличению зависимости скорости [c.301]

Зависимость между энергиями активации реакций окисления метана и водорода и энергиями связи кислорода отвечает уравнению [c.90]

В качестве сравниваемых свойств выбраны энергии связи реагирующих атомов водорода, углерода и кислорода с активными центрами катализатора ((Уц-/ , Q -к, Qo-к), находимые кинетическим методом [1 ] из энергий активации реакций дегидрогенизации и дегидратации спиртов и дегидрогенизации углеводородов. [c.36]

Другой случай влияния отравления на кинетические закономерности наблюдали И. Р. Давыдова и автор [321, 1214]. При покрытии никелевого катализатора кислородом (играющим в этих условиях роль необратимого яда в количестве до 15—20% от монослойного величины энергии активации реакций пара-орто-конверсии водорода и изотопного обмена водорода с дейтерием при комнатной температуре повышались, а при дальнейшем покрытии изменялись практически мало. Этот эффект был объяснен проникновением кислорода, покрывающего места средней и малой активности, в глубь поверхности, с образованием более прочного его соединения. При отравлении пиридином величина энергии активации практически не изменялась [1194]. [c.248]

Методом ЭПР изучена реакционная способность алкильных, аллильных и перекисных макрорадикалов в различных процессах, исследованы кинетика и механизм их превращений, определены константы скорости и энергии активации реакций передачи валентности, присоединения кислорода и окиси азота, реакций радикалов с водородом и низкомолекулярными углеводородами, реакций рекомбинации и присоединения к молекулам с двойными связями. [c.477]

На вольфраме образуется поверхностный окисел У 0, энергия активации реакции Е = 23 ккал-моль . 0 способен затем разлагаться термически с образованием атомарного кислорода Е = 160 ккал-моль ). Подвижные частицы, обнаруженные в электронном проекторе, по-видимо-му, представляют ШО, а не О. Таким образом, вольфрам является активным катализатором диссоциации кислорода и ведет себя при этом так же, как в водороде. [c.116]

Как уже отмечалось, при разложении поливинилхлорида в присутствии кислорода скорость отщепления хлористого водорода значительно увеличивается. Это объясняется тем, что, помимо чисто термического, происходит также окислительное инициирование процесса дегидрохлорирования . Сопоставление энергий активации реакции дегидрохлорирования полимера в интервале температур от 200 до 250° С показывает значительное уменьшение ее значений в присутствии кислорода (24 ккал) по сравнению с величинами, полученными в токе азота (33 ккал) . Близкие к этим значения энергии активации (36,5 ккал) были получены Н. В. Михайловым, Л. Г. Токаревой и В. С. Клименковым при разложении поливинилхлорида в азоте (интервал температур 150— 170°С). Указанные авторы применили для этого специальную установку, в которой образец разлагался в высоком вакууме выделившийся хлористый водород удалялся из газовой фазы путем вымораживания. [c.223]

ЭТОМ необходимой для реакции энергией. Все химические реакции должны удовлетворять этим условиям. Эти условия еще не указывают простого решения вопроса о том, почему одни реакции происходят, а другие нет, но зато они объясняют скорости реакций. Например, они указывают, что реакции протекают медленно, если столкновения молекул происходят редко (т. е. если концентрации исходных веществ малы), если для реакции требуется очень точная ориентация молекул при столкновении или если энергия активации реакции очень высока, а температура реагирующих веществ мала. Например, реакция между водородом и кислородом при комнатной температуре происходит медленно из-за высокой энергии активации. Эти представления дают возможность понять, почему большинство реакций состоит из серии сравнительно простых стадий (включающих только бимолекулярные столкновения). Скорость суммарной реакции определяется скоростью самой медленной стадии. [c.59]

При изучении влияния температуры показано, что в пределах от —35 до +8° выход перекиси водорода (по кислороду) и ее концентрация практически не изменяются. При 8° получена перекись водорода концентрации 80%. Дальнейшее повышение температуры до 62° ведет к резкому уменьшению выхода и концентрации НгОг. Вычислена энергия активации реакции образования перекиси водорода в барьерном разряде, оказавшаяся равной 1200 кал/моль. Такое низкое значение совпадает с энергией активации при фотохимическом образовании перекиси, что указывает на общие черты активации в [c.170]

Поливинилиденхлорид и его сополимеры с винилхлоридом при нагревании, так же как и поливинилхлорид, отщепляют хлористый водород. Токарева, Михайлов и Клименков [252] при изучении кинетики реакции дегидрохлорирования хлорзамещенных полимеров при 140—170° в атмосфере азота и при 140° в кислороде показали, что по скорости отщепления хлористого водорода полимеры располагаются следующим образом поливинилхлорид < хлорированный поливинилхлорид < поливинилиденхлорид < сополимер винилхлорида с винилиденхлоридом. Энергия активации реакции дегидрохлорирования для поливинили-денхлорида равна 33,6, а для его сополимера с винилхлоридом [c.399]

В случае смеси водорода с кислородом (см. рис. Б--7) на нижнем пределе давление падает с увеличением температуры. Это означает, что для кинетического режима протекания реакции обрыва цепи на стенке должно быть р> Е и i> 0. Для диффузионного режима протекания этой реакции существенна только энергия активации р, причем с ростом температуры уменьшение экспоненты происходит быстрее увеличения температуры. На втором пределе, напротив, давление растет [c.121]

В 1889 г. Аррениус выдвинул другую плодотворную идею. Он указал, что молекулы, сталкиваясь, не реагируют, если не обладают определенным минимумом энергии, иначе говоря, энергией активации. При малой энергии активации реакции проходят быстро и беспрепятственно, при высокой энергии активации реакция может протекать с бесконечно малой скоростью. Если же в последнем -случае поднять температуру настолько, чтобы ряд молекул приобрел необходимую энергию активации, то скорость реакции может резко повыситься и дчже закончиться взрывом. Примером такой реакции может служить реакция смеси водорода и кислорода после достижения температуры воспламенения смесь взрывается. [c.120]

Сдвиг пары электронов по направлению к кислороду в карбонильной группе вызывает передвижку электронов по цепи (показано стрелками), результатом чего и является усиление связи -углеродного атома с водородом по отношению к кислороду. По мере удаления от карбонильной группы этот индукционный эффект быстро затухает и уже не проявляется у третьего ухлерод-вого атома — высокая окисляемость ди-(3-метилгексил)себацината. Как видно из приведенных данных, наличие четвертичного атома углерода также оказывает стабилизируюш ее действие на молекулу диэфира. По-видимому, это связано с возникновением пространственных затруднений, так кат ди-(3,5,5-триметилгексил)себацинат имеет очень высокую энергию активации реакции окисления. [c.129]

Остается заключить, что хотя лимитирующие этапы этих реакций различны, каталитическая активность зависит от одного и того же свойства окислов, меняющегося в ряду рассмотренных катализаторов. Естественно иредиоложить, что таким свойством является энергия связи кислорода на поверхности окисла. При изотопном обмене эта величина определяет энергию активации адсорбции и десорбции кислорода, а при окислении водорода — энергию активации взаимодействия водорода с кислородом на поверхности катализатора. Аналогично и для других реакций окисления энергия активации взаимодействия окисляемого вещества с кислородом поверхности катализатора может зависеть от энергии связи кислорода. [c.53]

Т. е. при комнатной температуре к = 1,3-10 см -молъ -сек" . В работе [1711] при этой температуре была измерена константа скорости реакции электронно-возбужденного атома кислорода с водородом О ( D) -f Hg = = ОН -Ь Н, оказавшаяся равной к — 1 15-10 см -моль -сек . Мы видим, что О ( D) реагирует с На в 10 раз быстрее атома О в основном состоянии ( Р). Большая химическая активность О по сравнению с О ранее обнаружена Неуйминым и Поповым [1286]. Согласно этим авторам, энергия активации реакции O -f Hj = ОН -f Н меньше 1,4 ккал. [c.75]

Энергия активации этой реакции, согласно Гартеку и Копш [729], равна 6 ккал. Г. Г. Неуймин и Б. Н. Попов [213], изучавшие эту реакцию при низких давлениях (порядка 0,1 мм рт. ст. ), нашли, что возбужденные (метастабильные) атомы кислорода О ( D) обладают заметно большей химической активностью по сравнению с нормальными атомами, вследствие чего окисление водорода в условиях их опытов обусловлено практически исключительно метастабильными атомами (получающимися при фотодиссоциации молекул Ог одиовременно с нормальными атомами). Энергия активации реакции 0 Ю) + Нг = ОН + Н + 44,6 ккал, согласно Неуймину и Попову, составляет менее 1,4 ккал. [c.94]

При изучении влияния температуры показано, что в пределах —35-++ 8 " С выход перекиси водорода (по кислороду) и ее концентрация практически не изменяются. При 8°С получена 80%-ная перекись водорода. Дальнейшее повышение температуры до 62° С ведет к резкому уменьшению выхода и концентрации Н2О2. Вычислена энергия активации реакции образования перекиси водорода в тихом разряде, равная 1200 кал1моль. Такое низкое значение совпадает с энергией активации при фотохимическом образовании перекиси, что указывает на общие черты активации в обоих случаях. Как и при других электрогазовых реакциях, определяющим ход реакции параметром является удельная энергия 7/и. Кривая выхода перекиси водорода по отношению к пропущенному кислороду а с увеличением удельной энергии проходит через максимум, достигающий 42%. Выход же перекиси по отношению к потребленному кислороду у увеличивается с уменьшением удельной энергии при изменении [/ и от 5,82 до 0,24 вт-ч/л полезное потребление кислорода увеличивается от 0,42 до 0,80. Обнаружено увеличение потребления кислорода на образование Н2О2 при уменьшении содержания кислорода, а также благоприятное влияние добавок водяного пара (100 мм рт. ст.) и резко отрицательное влияние добавок азота. Аргон в малых концентрациях как будто бы, играет роль энергетического катализатора. [c.318]

В цроцессе реакции потенциал смещается в анодную сторону на такую величину, что появление водорода на поверхности практически исключается (А 300 мв). В этом случае наблюдается нулевой порядок реакции по непредельному соединению и первый порядок по водороду. Реализуется оп при гидрировании веществ, легко и полно снимающих водород с поверхности катализаторов (хинон, нитробензол, винилацетилен и др.). Энергии активации реакций практически одинаковы при гидрировании любых соединений и составляют 12—14 ккал/молъ, что характерно для процесса атомизации водорода. В некоторых случаях первым актом реакции является передача электрона от поверхности катализатора непредельному соединению с образованием отрицательно заряженного радикала (гидрирование кислорода, хинона, нитробензола, ацетилена на палладии). Скорость гидрирования таких соединений не зависит от pH раствора. [c.350]

В условиях, когда процесс протекает гомогенно, реакции (1) и (2) идут одновременно, но реакция (2) все же преобладает. При этом частично происходит и разложение формальдегида до водорода и окиси углерода, но при высоких концентрациях кислорода эта реакция играет меньшую роль. Энергия активации реакции полного окисления, вычисленная Эксфордом и Норришем по кинетическим данным, равна 21,0 ккал, что согласуется с величиной [c.65]

Можно суверенностью утперн дать, что существует область взрывов при низком давлении с четко выраженными нижним и верхним пределами, указывающая (как и в случае водорода) на основной механизм разветвления цепей. Такое поведение было четко описано Семеновым и др. [31 ]. Смесь окиси углерода с кислородом, находящаяся над поверхностью воды, медленно пропускалась при постоянном (низком) давлении через кварцевую трубу, температура которой поднималась до тех пор, пока не начиналось воспламенение. Таким путем был выявлен полуостров воспламенения для смесей, содержащих 15, 30 и 90% кислорода, как показано на рнс. 19. Область справа от кривой соответствует воспламенению, а область слева соответствует реакциям, которыми можно пренебречь, если температуры не слишком высоки. Точки на верхней предельно ветви дают достаточно прямую линию, если нанести 1н р в зависимости от 1/Г. Наклон этой лпнпи соответствует энергии активации 35 ООО кал, между тем как энергия для системы водород—кислород равна 22 ООО кал (эта последняя система также рассматривалась). Минимальные температуры взрывов были выше соответствующих температур для системы водород—кислород примерно на 150°. [c.159]

Мы видим, что уровень Ферми попадает в энергию активации реакции в качестве слагаемого. Заметим, однако, во избежание недоразумений, что сумма В + в (32) не всегда может рассматриваться как энергия активации реакции в строгом смысле этого термина, ибо е] является функцией давления и температуры (в отдельных частных случаях это может и не иметь места, см. 7, а). По этой же причине порядок реакции относительно водорода и кислорода в (32), вообще говоря, нельзя считать полностью раскрытьш. [c.79]

Энергия связи кислорода в поверхностном слое окисных каталиааторов в значительной степени определяет их каталитические свойства в отношении реакции окисления. Это обусловлено тем, что энергия связи кислорода с катализатором может в определенной доле входить слагаемым в величину энергии активации этих реакций. Удобной характеристикой прочности связи кислорода на поверхности окислов и его реакционной способности может служить скорость гомомолекулярного иаотопного обмена кислорода. Нами предложено также определять энергию связи кислорода в поверхностном слое окисла из температурной зависимости равновесного давления кислорода над окислом при постоянном содержании кислорода в приповерхностном слое. Для этой цели разработана масс-спектрометрическая методика с применением омегатрон-ного измерителя парциальных давлений ИПДО. Найдена хорошая корреляция между энергиями активации реакций гомомолекулярного обмена кислорода, окисления метана и окисления водорода и энергиями связи кислорода на пойерхности окислов металлов IV периода. Хорошая корреляция энергий связи кислорода и каталитической активности установлена и для бинарных окисных катализаторов шпинельной структуры — кобальтитов и хромитов. [c.504]

Как показано в докладе, при степени заполнения поверхности кислородом значительно меньше монослойной, энергия активации адсорбции становится ниже 11,7 ккал/ моль. Таким 0бра,90м, при увеличении соотношения На Oj в реагируюш,ей смеси кажущаяся энергия активации должна увеличиваться от 8,5 до 11,7 ккал/молъ и при соотношении На Оа = 8 -I- 10 должна проходить через максимум. При проведении стационарного окисления водорода иа золоте кажущаяся энергия активации реакции тоже должна меняться ири изменении соотношения Hg 0 . Однако мы ие имеем данных для количественных выводов. Соответствующие опыты сейчас проводятся. [c.79]

Адамс с сотрудниками [183] изучали кинетику окисления пропилена на катализаторах молибдата висмута. Они наш.ли, что по отношению к пропилену реакция будет первого порядка и не зависит от кислорода и других продуктов. Энергия активации составляет при 350—500 °С около 20 ккал/моль. Молекулярный водород не влияет на образование акролеина и не окисляется. Наилучшая селективность в отношении образования акролеина достигается при пс-пользовании катализаторов молибдата висмута нри 490—520 °С. Побочными пpoдyктaмиJ будут угольная кислота, формальдегид и ацетальдегид. [c.94]

Суммарная энергия активации равна около 29,4 ккал/моль. Экспериментально полученная величина составляет около 34 ккал/моль, что достаточно хорошо согласуется с теорией и доказывает, что взаимодействие хлора с водородом протекает через свободные радикалы. В самом деле, величина Е , рассчитанная, исходя из предположения о бимолекулярном механизме, равна около 75 ккал/моль, что сильно расходится с экспериментальными данными. Подтверждением радикального механизма образования H I является и тот факт, что реакция ингибируется кислородом. Общая скорость реакции пропорциональна содержанию хлора и обратно пропорциональна содержанию кислорода и поверхности peaктора. [c.264]

Смесь газообразных водорода и кислорода может годами оставаться без видимых изменений, и в ней не происходит реакции образования воды. Но если внести в смесь небольшое количество платиновой черни, она взрывается. Платина является катализатором данной реакции. Как мы уже знаем, катализатор представляет собой такое вещество, которое ускоряет достижение термодинамического равновесия, но само не расходуется в этом процессе. Катализатор выполняет свою роль, изменяя механизм, или путь, реакции таким образом, чтобы при этом понизилась энергия ак-гивацип. Р сли энергия активации прямой реакции ( , на рис. 22-4) понижается на некоторую величину, энергия активации обратной реакции ( 2) должна также понизиться на ту же величину, чтобы теплота реакции осталась неизменной. Катализатор ускоряет как прямую, так и обратную реакции. Он не изменяет условий равновесия реакции, а влияет только на скорость достргжения этого равновесия. На поверхности платинового катализатора молекулы Нз диссоциируют на атомы. Эти атомы Н затем гораздо быстрее реагируют с молекулами О2, с которыми они встречаются на поверхности металла, чем молекулы Нз реагируют с молекулами О3 в газовой фазе. [c.389]

При комнатной и более высоких температурах молекулы, связанные с поверхностью вандерваальсовыми силами, постепенно становятся хемосорбированными [51]. Эта особенность кислорода отчетливо обнаруживается в его способности катализировать (благодаря парамагнитным свойствам) реакцию орто-пара превращения водорода. Будучи адсорбированным на угле при низких температурах, кислород ускоряет эту реакцию, но если адсорбция происходит при более высоких температурах, то он оказывает отравляющее действие [132, 133], Следовательно, для протекания реакции кислорода с поверхностью угля требуется энергия активации. В случае адсорбции на металлах энергия активации может быть ничтожно малой или даже равна нулю. Па поверхности цезия при температуре жидкого воздуха кислород самопроизвольно образует хемосорбционный слой молекул поверхностного окисла. Вполне возможно, что этот хемосорбционный процесс не имеет диссоциативного характера (см. далее настоящий раздел). На пленке молибдена, полученной испарением металла в высоком вакууме, переход от физической адсорбции к хемосорбции требует более высоких температур. Этот переход может быть обнаружен по уменьшению электропроводности пленки в результате хемосорбции кислорода [78]. Аналогичная картина наблюдается при адсорбции кислорода на никеле и платине [53]. [c.83]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология