Катализ, теории физические

Подробно рассматриваются такие вопросы, как химический состав нефтей и нефтяных фракций очистка нефтяных фракций физическими и химическими методами теория термо-ката-литических процессов нефтепереработки (крекинг, пиролиз, риформинг, гидрирование, алкилирование) теоретические аспекты применения и эксплуатационных свойств нефтепродуктов. При этом большое внимание уделяется термодинамическим и кинетическим закономерностям, механизма реакций, теории катализа, теории сорбционных процессов и процессов экстракции, явлениям детонации, стабильности нефтепродуктов. [c.4]

Новая постановка вопроса о сущности катализа, выражающаяся в изучении причин химических изменений органического соединения при его соприкосновении с твердым макротелом, или с поверхностью катализатора, являлась наиболее ценной как в сравнении с классической формой теории промежуточных соединений, так и в сравнении с попытками найти причины гетерогенного катализа в физическом состоянии самих катализаторов. Первый повод к такой новой постановке вопроса о сущности катализа содержался в работах Зелинского 1911—1913 гг. [c.85]

Кроме того, для гетерогенного процесса анализ промежуточных продуктов оказывается крайне трудным. Дело в том, что на поверхности катализатора часто возникают разнообразные активные частицы, но у нас нет возможности однозначно выделить те, с помощью которых осуществляется каталитическое превращение. Эти активные частицы могут быть побочными продуктами процессов адсорбции и катализа. Различными физическими методами в настоящее время показано, что на поверхности применяемых в катализе адсорбентов часто содержатся свободные радикалы, но их роль в ускорении процессов далеко не ясна. Это одна из главных трудностей, так как механизмы большинства каталитических реакций не вытекают без дополнительных гипотез ни из теории, ни из данных опыта. [c.77]

Теория физической адсорбции и сгущения реагентов при реакциях на твердой поверхности применительно к объяснению гетерогенных каталитических реакций оставалась господствую-ш,ей и позднее 60—70-х годов, по существу до теорий Сабатье и Ипатьева. Даже Либих— автор особой теории катализа (см. гл. III, п. 4)—реакции, происходящие на платине, объяснял сгущением в ее поверхностных порах огромных количеств газов — водорода и кислорода. Ходнев, объяснявший каталитические реакции, как правило, образованием промежуточных соединений (хотя его нельзя причислять к авторам теории промежуточных соединений, см. гл. III), также придерживался теории адсорбции и сгущения при объяснении гетерогенных реакций. До Сабатье и Ипатьева эта теория не подвергалась серьезной критике. Ведь обоснованная критика этой теории могла появиться только после открытия той специфической деятельности катализаторов, которая и сейчас изумляет нас своим поразительным выбором путей. Специфичность неорганических реакций на твердых телах, в частности на металлах, до начала XX столетия ограничивалась узкими рам ками десятка окислительно-восстановительных процессов. Поэтому старое понятие [c.122]

Большая научная и практическая важность резкого ускорения каталитических исследований и повышения их эффективности для реализации исключительных потенциальных возможностей, скрытых в катализе, требует существенного улучшения теории сложных каталитических процессов, полного учета их специфики и отказа от распространенной тенденции к переносу на сложные реакции моделей и представлений, оправдавших себя при анализе простейших процессов. Главная роль в механизме сложных каталитических превращений принадлежит различным лабильным формам, сведения о которых быстро возрастают вследствие применения в катализе новых физических методов исследования. Пока эти сведения недостаточны для полной и однозначной характеристики элементарных этапов катализа. В значительной мере благодаря применению газовой хроматографии и большому объему информации, которую она дает о процессах и катализаторах, в ряде случаев начинают приобретать достаточную определенность основные черты стадийного механизма сложных реакций. [c.3]

Он включает в себя теорию синтетических и аналитических методов органической химии, учение о равновесиях реакций органических соединений, кинетику химических реакций органических соединений и т. д. Естественно, что указанный отдел теснейшим образом связан не только с теорией химического строения, но и с рядом глав физической химии— химической кинетикой, химической термодинамикой, теорией катализа, теорией растворов и т. д. [c.43]

Для решения задачи более полного использования сырья опираются на основные положения физической химии учение о химическом равновесии, учение о химической кинетике и катализе, теории, связывающие реакционную способность веществ с их строением. [c.34]

Электронная теория катализа еще очень молода. Ее не следует рассматривать как сколько-нибудь законченную теорию. Но уже в этом состоянии она многое объясняет, предсказывает, дополняя существующие теории катализа раскрытием физической (квантовомеханической) сущности элементарных актов в механизме катализа. [c.128]

Существующие теории катализа условно можно разделить на три группы, причем две пз них можно отнести к физическому, а одну — к химическому подходам [3]. [c.10]

Указанное деление теорий на группы является в известной мере условным, так как обычно теории катализа несут на себе отпечаток как химического, так и физического подходов. Боль- [c.10]

Автор книги, ранее принимавший активное участие в разработке так называемой электронной теории катализа, теперь, как он сам пишет, пытается объединить химический и физический аспекты катализа . Экстраполируя от гомогенного к гетерогенному катализу , он интерпретирует механизм гетерогенного катализа с позиций теории комплексообразования, поскольку работы последних лет показали, что между гетерогенным и гомогенным катализом нельзя провести четкую границу, как это считалось ранее в обоих случаях найдены сходные элементарные механизмы и активные формы. Убедительным примером может служить сопоставление окислительно-восстановитель-ного катализа на переходных металлах и их твердых неорганических соединениях с катализом неорганическими комплексными соединениями переходных металлов в растворах. [c.5]

Новейшим проявлением физико-химического подхода к катализу, значительный вклад в который был внесен Ленгмюром и его последователями, является так называемая электронная теория катализа. Бу-душ,ие успехи теории катализа могут быть достигнуты, вероятно, только путем согласования химического и физического подходов в этом отношении область каталитических превращений углеводородов представляет собой прекрасный объект для проверки теоретических представлений. Некоторого упорядочения в теории катализа удалось достигнуть благодаря подразделению катализаторов и реакций на два класса, и в известных пределах уже сейчас могут быть сделаны качественные предсказания. [c.8]

Настоящий курс физической химии написан с учетом возрастания требований к теоретической подготовке студентов. Перед коллективом авторов стояла задача написать книгу, отвечающую программе для химико-технологических институтов и в то же время такую, которая не устарела бы сразу по выходе из печати, учитывая неуклонное развитие науки о веществе и его превращениях. Этим определены особенности данного курса, в нем рассмотрены основные разделы физической химии — учение о строении вещества и химической связи, теория спектральных методов исследования молекул, химическая термодинамика (феноменологическая и статистическая), учение о фазовых равновесиях и растворах, электрохимия, химическая кинетика и катализ. Исключение материала, традиционно включаемого в учебники, но не имеющего прямого отношения к программе (учение о газах, жидкостях и т. п.), позволило уделить больше места основному содержанию физической химии. Материал пособия несколько выходит за рамки действующей программы, но тем самым предоставляются возможности использовать его при неизбежных ее изменениях и, что не менее важно, это делает его полезным для аспирантов и научных сотрудников, специализирующихся в области физической химии. Материал, который может быть опущен студентом при первом прочтении, выделен петитом. [c.3]

Теория катализа относится к числу мало разработанных областей современной физической химии. В настоящее время еще нет общей теории позволяющей предвидеть каталитическое действие различных веществ применительно к какой-либо реакции, а существующие концепции на катализ следует рассматривать как составные части будущей теории. [c.61]

Как и другие науки, физическая химия и отдельные ее разделы возникали или начинали развиваться особенно быстро и успешно в те периоды, когда та или иная практическая потребность вызывала необходимость быстрого развития какой-либо отрасли промышленности, а для этого развития требовалась прочная теоретическая основа. Здесь необходимо отметить крупные исследования Н. С. Кур-накова (1860—1941) по физико-химическому анализу, работы в области электрохимии А. Н. Фрумкина, создание теории цепных реакций Н. Н. Семеновым, разработку теории гетерогенного катализа А. А. Баландиным. Физической химии принадлежит ведущая роль при решении многочисленных проблем, стоящих перед химической наукой и практикой. [c.9]

Теория промежуточных соединений получила широкое признание в начале XX в. Активным сторонником и пропагандистом ее был П. Сабатье, считавший, что физические теории катализа вообще несостоятельны, так как ...они не могут объяснить ни специфичности катализаторов, ни замечательного разнообразия их действия . Он придавал совершенно особое значение промежуточному образованию нестойких соединений, которые и определяют направление и скорость реакций. В пользу этого он приводит большое число каталитических реакций, при которых можно выделить промежуточ- [c.88]

Теория промежуточных соединений сыграла большую роль в истории развития катализа для объяснения путей протекания многих реакций, но она страдает узостью и ограниченностью. Она бессильна объяснить такие важные явления катализа, как влияние поверхностной структуры, дисперсности, активации и отравления, вообще совершенно игнорирует физическую сущность, без чего, конечно, причины катализа и проблемы генезиса катализаторов не могут быть выяснены. Все перечисленное, а также развитие физических теорий логически способствовало ослаблению интереса к теории промежуточных соединений. Как будет показано ниже, последняя, правильная по существу, после внесения в нее необходимых новых физических представлений о катализе, слилась с физическими теориями. [c.89]

Физические теории катализа вводят нас несравненно глубже в удивительную область каталитических--особенно гетерогенных— реакций и позволяют вскрывать такие закономерности, которые ускользали от сторонников теории промежуточных соединений. [c.89]

Активированная адсорбция является ключом к пониманию механизма гетерогенного катализа. Она показывает, что между химическими теориями промежуточных соединений и физическими адсорбционными теориями нет принципиальной разницы. На [c.120]

Возможность неаналитического применения газовой хроматографии была указана еще Мартином. В настоящее время применение газовой хроматографии в неаналитических целях, т. е. как метода изучения термодинамических характеристик систем, теории сорбционных процессов, катализа и других областей физической химии, стало общепринятым. Особенно важно, что хроматографический метод позволяет изучать физико-химические свойства индивидуальных веществ непосредственно в смеси с другими веществами, так как при хроматографировании происходит разделение смеси. [c.160]

Работы Н, С. Курнакова — создателя физико-химического анализа, Н. Д. Зелинского — основателя научной школы органического катализа, И. А. Шилова, В. А. Кистяковского, Н. А, Изгарышева, а также других ученых заложили прочный фундамент в развитии физической химии. Крупный вклад в развитие физической химии внесли исследования Н. Н. Семенова, разработавшего теорию цепных разветвленных реакиий, П. А. Ребиндера, А. Н. Фрумкина, М. М, Дубинина и других советских ученых, охватывающие область поверхностных и капиллярных явлений. В развитии коллоидной химии большое значение имеют исследования В. А. Каргина, С. М. Липатова, М. М, Дубинина, А. В. Думанского и Н. П. Пескова. Огромное практическое значение для повышения плодородия почв имели исследования К. К. Гедройца — создателя учения о почвенном коллоидно-химическом комплексе, а также Д. Н. Прянишникова, основателя советской школы агро-химиков. [c.9]

Нормальной эволюции наших представлений о катализе, теорий каталитических процессов, выводов и обобщений, несмотря на огромное количество исследований по генезису, активности, активации и отравлению катализаторов, сильно мешает отсутствие единого взгляда. Разные авторы подходили и подходят к разрешению сложных вопросов гетерогенного катализа и поведения поверхностей в рамках субъективно выбранных ими условий. В силу этого многие исслецов ния дают разноречивые результаты. Лишь в последнее время вырабатывается единое мнение, что теоретические исследования в области катализа необходимо вести в стандартизованных условиях, учитывая такие параметры, как величина удельной поверхности, удельная каталитическая активность веществ разного состава, являющихся катализаторами, всестороннее изучение свойств поверхностных соединений химическими, физическими, оптическими и другими методами. [c.168]

Хилл Т, Теория физической абсорбции // Катализ. Вопросы теории и методы исследования Пер. с англ./ Под ред. A.A. Баландина и А.М. Рубинштейна. - М. Издагннлнг, 1955,- 572 с, [c.227]

Отдельные разделы физической химии поверхности твердых тел, как правило, имеют свойственную только им феноменологию и специфическую технику эксперимента. Соответственно представления и теории, используемые для интерпретации явлений, происходящих на поверхностях твердых тел, обычно отличаются ограниченностью. Избежать разделения химии поверхностей твердых тел на изолированные дисциплины невозможно да и нежелательно. Наиболее обособленными темами в этой книге, по-видимо хму, являются адсорбция газов и катализ. В то же время между отдельными разделами химии поверхностей, безусловно, существует взаимосвязь, и, в частности, поэтому в этом разделе для обсуждс ния краевых углов на твердых поверхностях оказалось необходимым привлечь некоторые представления об адсорбции паров, более подробно рассматриваемой позднее. Автор стремился построить кн)1гу таким образом, чтобы для понимания любого обсуждаемого вопроса не требовалось изучения какой-либо последующей главы. Именно поэтому в этом разделе вводятся некоторые представления теории физической адсорбции. [c.268]

Причины каталитического действия. Физические и химические теории катализа. Теория промежуточных соединений. Теория активных центров. Взгляды Тэйлора и их критика. Теория деформации молекул Менделеева—Зелинского. Экспериментальные работы школы Н. Д. Зелинского в области каталитических превращений углеводородов (дегидрогенизационный катализ). Мультиплетная теория катализа А. А. Баландина. Основные принципы мультиплетной теории. Пространственные факторы. Энергетические факторы. Расчет энергий связи, атомов реагирующей молекулы с атомами катализатора. Дальнейшее развитие взглядов Менделеева—Зелинского. Классификация каталитических реакций в органической химии. Активность и принципы подбора катализаторов. Химическая теория катализа и ее развитие. [c.218]

Бёзекен предложил для объяснения катализа теорию молекулярной деформации . Образование катализатором промежуточного продукта с одним из реагирующих веществ он считает, основываясь на экспериментах, очень мало вероятным. Если даже такие промежуточные вещества создаются, то механизм их образования остается неясным. По его представлениям, катализ является скорее физическим, чем химическим явлением при столкновении катализатора с молекулой реагирующего вещества активность последней возрастает, и это повышение активности он связывает с ее деформацией. Катализаторы, имеющие обычно полярный характер, окружены некоторым силовым полем, которое вследствие своего рода индукции вызывает поляризацию в тех частицах, которые оказываются в границах его влияния. И во всех последующих столкновениях этих частиц проявляется то, что они в большей или меньшей степени поляризованы. Отри- [c.191]

Электронная теория почти не рассматривала роль геометрического фактора в хемосорбции и катализе (имеется в виду соответствие между геометрией молекул, участвующих в реакции, и кристаллографической структурой катализатора). Этот фактор играет важную (часто контролирующую) роль. Его анализ с позиций электронной теории привел бы электронную теорию в соприкосновение с мультиплетной теорией катализа и вместе с тем, можно надеяться, дал бы мультиплетной теории физическое обоснование. [c.178]

Для экспериментального изучения адсорбционных явлений на энергетически однородных поверхностях непористых твердых тел, в целях развития теории физическо адсорбции, необходимо прецизирование и совершенствование методов исследования, пригодных для изучения адсорбции па адсорбентах с малой удельной поверхностью. Можно думать, что применение прецизионных весовых методов исследования процессов взаимодействия газов и паров с твердыми телами позволит установить новые факты в области изучения физической адсорбции и будет также полезно при решении проблем хемосо])бциоиного взаимодействия, играющего существенную роль в катализе. [c.243]

Признание неизменности катализатора в каталитическом процессе, лежащее в основе классичеокого катализа, отнюдь не означает торжества идей Берцеллиуса о влиянии катализатора на процесс лишь ( воим присутствием и идей о нехимической природе катализа. Наоборот, последовательное развитие представлений, основанных на признании этого принципа, постепенно помогло отказаться от объяснения катализа чисто физическими причинами и доказать химическую природу катализа Как известно, наиболее крайнюю позицию в этом отношении Занимала теория промежуточных соединений, которая на основании существо ания химического сродства между катализатором и реагирующими неще-ствами утверждала об обязательном образовании определенных промежуточных химических соединений при катализе. Появившись более 100 лет назад как объяснение отдельных фактов гомогенного катализа, эта теория постепенно развивалась и была распросгранена на гетерогенный катализ в трудах Сабатье [94] и Ипатьева [95]. Она поддерживалась Шиловым [79], поддерживается в модернизированном виде и сейчас. Модернизация этой теории проходила в направлении отказа от категорических заключений об обязательном для всех случаев об])азо-вании устойчивых промежуточных соединений, которые могли бы рыть выделены, и в признании образования неустойчивых поверхностных соединений (каталитических комплексов), которые не только не образуют новой фазы и не могут быть выделены, но и не существуют вне каталитического процесса, являясь кинетически несамостоятельными промежуточными формами. [c.245]

Теорию катализа студенты подробно изучают в курсе "Физическа химия". [c.84]

Весьма примечательно, что наилучшего понимания каталитических реакций удалось добиться в тех случаях, когда промежуточные стадии или соединения были идентифицированы химическими методами такова, например, большая область реакций карбониевого типа, протекающих на кислотных катализаторах, а также гомогенные реакции, катализируемые комплексами, число которых непрерывно возрастает. Механизм гомогенных реакций можно экстраполировать на гетерогенные реакции, и успехи, достигнутые в области химии неорганических комплексов и в теории кристаллического поля, создали теоретические предпосылки, доказывающие правильность такой экстраполяции. И все же такой чисто химический подход неудовлетворителен, в особенности в области гетерогенного катализа, в котором физические явления (обусловленные влиянием поверхности) иногда накладываются на химическое явление (эффекты, связанные с переносом вещества или [c.7]

Классификация Рогинского [1 ] основана на том, что на катализаторах первого класса получаются радикалоподобные, а на катализаторах второго класса — ионоподобные соединения она дает общий, и потому качественный, ответ на вопрос о селективности. В ее первоначальной форме эта классификация идентифицировала первый класс как электронные проводники (металлы и полупроводники), а второй класс — как твердые тела, в которых нет свободных электронов (изоляторы), и это подразделение послужило основой для так называемой электронной теории катализа, развитой, в частности, Волькенштейном [2] на основе чисто физической модели твердого тела. Однако ценность классификации Рогинского не связана с одной этой частной теорией. [c.14]

Пособие составлено а соответствии с программой по физической химии для химических специальностей химико-техвологических вузов и факультетов. В нем подробно изложены основные разделы курса физической химии квантовоиеханические основы теории хниическоЗ связи, строения атомов и молекул, спектральные методы исследования молекулярной структуры, феноменологическая в статистическая термодинамика, термодинамика растворов н фазовых равновесий, электрохимия, химическая кинетика, гомогенный н гетерогенный катализ. [c.2]

О молекулярной структуре различных типов полиэтилена опубликовано много данных, полученных главным образом физическими методами. Механизму образования высокомолекулярных этиленовых полимеров посвящено большое число публикаций, но даже лучшие теории подтверждены лишь немногими твердо установленнымп фактами. Приборы для изучения процессов, происходящих на катализаторе, дают лишь косвенные данные, с учетом которых создаются теоретические представления. Теории катализа и механизм реакции полимеризации должны по меньшей мере согласовываться с данными о структуре полимера, которая хорошо изучена. В этом разделе мы прежде всего рассмотрим сведения о структуре полимера, а затем уже предлагаемые механизмы полимеризации, которые окажутся совместимыми с известной структурой полимера п структурой катализатора. [c.176]

Основной недостаток электронной теории катализа на полупро-вод1шках заключается в том, что свойства поверхности полупроводника сопоставляются с физическими свойствами твердого тела, хотя между ними имеется только косвенная связь. И те и другие зависят от химического состава и структуры вещества катализатора, но зависимость эта может быть разная. [c.457]

Значительный интерес представляет так называемая теорп.ч дислокации (Безекен), которая пытается объяснить и классифицировать явления катализа. В основу этой теории принято положение, что при физическом контакте между катализатором и компонентами реакций первый своим электростатическим полем изменяет траектории электронов (дислокация) реагирующих молекул, благодаря чему эти молекулы получают способность легче и быстрее вступать во взаимодействие. При дислокации в результате изменения энергии и смещения силовых полей образуются метастабильные системы, представляющие продукты взаимодействия катализатора с активированными молекулами. Связи в таких системах должны быть рыхлыми, и катализатор должен максимально деформировать активированные молекулы. Дислокация имеет электрическую (полярную) природу. [c.126]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология