Катализ гетерогенный, роль адсорбции

Как физическая, так и химическая адсорбция играют огромную роль в гетерогенном катализе, так как на поверхности катализатора молекулы адсорбтива реагируют друг с другом гораздо быстрее. Разные исследователи высказывали различные мнения о причине этого явления. Адсорбент, сгущая и ориентируя на своей поверхности молекулы участвующих в реакции компонентов, способствует тем самым протеканию реакции, в конечном счете сам в нее не вступая. Ускорение реакции на поверхности адсорбента (катализатора) может являться результатом и того, что поверхностные силы обусловливают диссоциацию молекул адсорбтива на более реакционноспособные атомы или, по крайней мере, вызывают ослабление связи между атомами молекулы. Роль адсорбции в гетерогенном катализе подробно рассматривается в специальных курсах физической химии газовых реакций и катализа. [c.105]

Роль адсорбции в гетерогенном катализе [c.637]

В гетерогенном катализе важнейшую роль играет адсорбция. [c.121]

Объясните роль адсорбции в процессах гетерогенного катализа. [c.91]

Первичной стадией гетерогенно-каталитического процесса на поверхности является процесс адсорбции. Еще Фарадей отмечал роль адсорбции в катализе, пытаясь объяснить каталитическое действие катализатора увеличением концентрации реагирующих веществ в пограничном адсорбционном слое. Однако простейший расчет показывает, что увеличение скорости процесса за счет повышения концентрации в адсорбционном слое не может превышать нескольких процентов, так как объем поверхностного адсорбционного слоя обычно очень мал по сравнению с реакционным объемом. [c.654]

Во всех теориях гетерогенного катализа существенная роль отводится адсорбции реагентов на поверхности катализатора. Предполагается, что в результате адсорбции ослабляются связи в молекулах реагентов и образуются поверхностные промежуточные соединения, которые затем распадаются, а продукты реакции десорбируются. Считается, что каталитическая реакция протекает на активных центрах, расположенных на поверхности катализатора. Эти центры в геометрическом и энергетическом отношении могут быть неравноценными. Природа активных центров и их конкретная роль в механизме каталитической реакции различными теориями объясняется по-разному. [c.355]

В механизме гетерогенного катализа большую роль играют химическое поглощение реагирующих веществ на поверхности катализатора (хемосорбция) и перевод их в более активное состояние за счет деформации их молекул (так называемая активированная адсорбция ). Поскольку молекулы делаются [c.51]

Удельная поверхность любого пористого вешества (катализатора или адсорбента) определяет количество соединения, адсорбируемого единицей массы этого вещества, и играет главную роль в гетерогенном катализе, определяя величину адсорбции и т. д. Установление величины удельной поверхности позволяет также судить о количестве и протяженности активных центров, о величине активной поверхности, об образовании моно- или полислоя в результате адсорбции, о характере поверхностных реакций,—т. е. способствует пониманию сути гетерогенных каталитических реакций. [c.40]

В химизме гетерогенного катализа важнейшую роль играет адсорбция, благодаря которой на поверхности катализатора происходит увеличение концентрации реагирующих веществ, что, согласно закону действующих масс, ведет к ускорению реакции. Еще более важным фактором в этом случае будет повышение химической активности адсорбированных молекул по сравнению с их обычным состоянием. [c.182]

В химизме гетерогенного катализа важнейшую роль играет а д-сорбция. Благодаря ей на поверхности катализатора создается увеличение концентрации реагирующих частиц, что уже само по себе ведет к ускорению реакции. Однако несравненно более важным фактором является повышение химической активности адсорбированных молекул по сравнению с их обычным состоянием. Это (как и сама адсорбция) обусловлено действием силового поля катализатора и сказывается в резком возрастании доли успешных столкновений между взаимодействующими частицами. В результате соответ- -ственно увеличивается скорость реакции. [c.346]

Какова роль адсорбции в гетерогенном катализе [c.91]

В случае гетерогенного катализа основную роль играет адсорбция молекул реагирующих веществ па поверхности катализатора, что приводит к повышению их энергии и снижению энергии активации катализируемой реакции. [c.163]

Огромную роль адсорбция играет в гетерогенном катализе, когда на поверхности катализатора происходит концентрирование реагентов, определенное ориентирование. молекул, поляризация и переход в наиболее активное состояние, способствующее ускорению процесса. [c.57]

Адсорбционные процессы имеют важное практическое значение. Роль адсорбции в гетерогенном катализе определяется тем, что по меньшей мере одно из веществ, участвующих в каждой каталитической реакции, должно быть адсорбировано и реакция протекает в адсорбционном слое. Изучение механизма гетерогеннокаталитических реакций нельзя отделить также от изучения процесса адсорбции. [c.27]

Повидимому, такого рода эффекты играют существенную роль во многих случаях воздействия твердых катализаторов на газовые реакции. Во всяком случае большая роль явления адсорбции при гетерогенном газовом катализе (в особенности адсорбции в области низких давлений) для многих реакций установлена непосредственно на опыте. [c.378]

Было установлено, что в гетерогенном катализе важная роль принадлежит адсорбции. Во многих случаях показано, что адсорбция является первой стадией процессов катализа. [c.258]

Из определения гетерогенного катализа следует, что по крайней мере один из реагентов должен тем или иным способом и на протяжении значительного промежутка времени быть связан с поверхностью твердого катализатора. Поскольку процесс образования этой связи играет в катализе первостепенную роль, необходимо прежде всего подробно рассмотреть его природу. Действительно, вряд ли можно надеяться достаточно глубоко вникнуть в механизм гетерогенного катализа, не разобравшись сначала в основах адсорбции. [c.20]

При гетерогенном катализе существенную роль играет адсорбция, т. е. поглощение молекул реагирующих веществ поверхностью катализатора. При этом повышается активность адсорбированных молекул под действием силового поля катализатора. Катализатор проявляет высокую активность, если его поверхность рыхлая. [c.218]

Адсорбция газов и паров обусловливает и сопровождает многие промышленные и природные процессы. Так, адсорбция компонен тов является важнейшей стадией любой гетерогенной реакции, например, в системе газ — твердое тело, так как твердая фаза может обмениваться веществом только с адсорбированным слоем. Ог ромную роль адсорбция играет в гетерогенном катализе, когда на поверхности катализатора происходит концентрирование компонентов, определенное ориентирование их молекул, соответствующая поляризация или вообще переход в наиболее активное состояние, форму, что способствует ускорению превращения вещества. Питание растений диоксидом углерода из воздуха связано q предварительной и обязательной стадией адсорбции газа на листьях. Дыхание животных и человека, заключающееся в поглоще НИИ из воздуха кислорода и выделении диоксида углерода и водяных паров, протекает также благодаря предварительной адсорбции кислорода на поверхности легких. Общая площадь поверхности легочных альвеол у человека составляет в среднем 90 м . У одноклеточных и некоторых многоклеточных животных, например у плоских червей, дыхание осуществляется всей поверхностью тела. [c.146]

Гетерогенным называют катализ на поверхности твердых тел, находящихся в контакте с реагирующими веществами в газовой фазе или в растворах. Основные теоретические положения, необходимые для понимания сущности гетерогенного катализа, уже изложены в гл. 14 в связи с обсуждением роли адсорбции в гетерогенных реакциях. При проведении реакции на поверхности твердых тел последняя играет вполне определенную роль благодаря адсорбции на поверхности понижается энергия активации катализируемой реакции. До настоящего времени еще не существует удовлетворительной количественной теории катализа. В любой каталитической реакции важнейшее значение имеет структура поверхности. Катализ протекает не на всей поверхности твердого тела, а главным образом на активных центрах (дислокациях, ребрах кристаллов и других дефектах кристаллов). Кроме того, известно, что каталитическая активность зависит от кристаллографической плоскости, — кристаллы, ориентированные в некоторых определенных направлениях, обладают максимальной активностью. Большое значение в гетерогенном катализе имеют смешанные катализаторы. Примером могут служить почти все известные газовые реакции, используемые в химических технологических процессах (синтез аммиака, синтез 50з, гидрирование угля по Бергиусу или Фишеру— Тропшу, окисление аммиака по Оствальду и многие другие). [c.196]

Большая роль в гетерогенном катализе принадлежит процессам адсорбции —физической адсорбции и хемосорбции. Физическая адсорбция является результатом межмолеку-лярного взаимодействия между частицами (атомами, иоиами, молекулами) поверхностного слоя твердой фазы и молекулами газовой фазы или раствором. Хемосорбция (химическая сорбция) завершается химическим взаимодействием адсорбированного вещества с поверхностью твердой фазы. Адсорбирующее твердое вещество называют адсорбентом-, вещество, которое адсорбируется,—адсорбтивом. Адсорбция—экзоэргический процесс, сопровождающийся ростом концентрации упорядоченности адсорбтива на поверхности адсорбента. В табл. 16.2 приведены значения тепловых эффектов хемосорбции. Величину адсорбции(Г), т. е. концентрацию веществ на адсорбирующей поверхности, измеряют в молях на м . [c.185]

Во всех теориях гетерогенного катализа существенная роль отводится адсорбции реагентов на поверхности катализатора Предполагается что в результате адсорбции ослабляются связи в молекулах реагентов и образуются поверхностные промежу точные соединения, которые затем распадаются, а продукты реакции десорбируются Считается что каталитическая реак ция протекает на активных центрах, расположенных на поверх ности катализатора Эти центры в геометрическом и энергети ческом отношении могут быть неравноценными Природа ак тивных центров и их конкретная роль в механизме каталити ческой реакции различными теориями объясняется по разному Мультиплетная теория, предложенная А А Баландиным (1929) предполагает что роль каталитически активного центра играют несколько атомов или ионов катализатора, расположен ные на его поверхности в соответствии со строением кристалли ческой решетки Они образуют так называемый мультиплет, который в зависимости от числа входящих в него частиц ката лизатора является дуДлетом триплетом квадруплетом или сек стетом (содержит соответственно 2 3 4 или б частиц) Предпо лагается что отдельные атомы мультиплета являются центрами адсорбции к которым могут прикрепляться так называемые ин дексные атомы реагирующих молекул Остальные атомы тих молекул непосредственного участия в каталитической реакции не принимают [c.355]

Процесс гетерогенного катализа состоит в адсорбции реагирующих молекул поверхностью катализатора, реакции между ними и десорбции, т. е. отделении от поверхности продуктов реакции. Адсорбция приводит реагирующие молекулы в состояние тесного соприкосновения, изменяет структуру их электронных оболочек и может понизить энергию активации. Как показал Баландин в своей мультиплетной теории катализа [9], важнейшую роль в процессе играет геометрическое структурное соответствие между поверхностями катализатора и сорбируемой молекулы. Металлический катализатор обладает кристаллической структурой. Если симметрия его кристаллической решетки и межатомные расстояния соответствуют геометрии молекул реагентов, то последние могут эффективно сорбироваться и приходить в необходимое для реакции состояние в результате взаимодействия с атомами металла. Так, реакция гидрирования бензола СйНеЗНа СбН12 катализируется платиной, никелем и некоторыми другими металлами, но не железом, серебром и т. д. Молекула бензола — правильный шестиугольник с длинами связей С—С, равными 1,4 А. Атомы на поверхности кристаллического никеля и других эффективных катализаторов также располагаются в виде шестиугольников, примерно на тех же расстояниях, что и в бензоле [10]. Напротив, атомы некатализирующих эту реакцию металлов либо размещаются по-иному, либо обладают неподходящими размерами. [c.359]

Первые результаты в этом направлении были получены Лэнгмюром, затем Баландиным, Тэйлором, Ридилом и другими, показавшими, что первичный акт гетерогенного катализа представляет собою валентное взаимодействие атомов или молекул реагента с поверхностными атомами твердого тела катализатора иначе говоря, формой взаимодействия катализатора с реагентами является промежуточная хемосорбция. Таким образом, был осуществлен синтез физических теорий и химической теории промежуточных соединений. От физических теорий были заимствованы указания о роли адсорбции в катализе, о влиянии на активацию реагентов взаимного сближения реагирующих частиц и теплоты адсорбции. Представление о химической индифферентности катализатора по отношению к реагентам было отброшено. От химической теории были восприняты указания о валентно-химиче-ском взаимодействии катализатора с реагентами понятие об образовании индивидуальных соединений постоянного соатава было оставлено. [c.12]

Первые результаты в этом направлении были получены И. Ленгмюром, затем А. А. Баландиным, X. С. Тэйлором, Э. Ри-дилом и др. [9—12], показавшими, что первичный акт гетерогенного катализа представляет собой валентное взаимодействие атомов или молекул реагента с поверхностными атомами твердого тела катализатора. Или, иначе говоря, формой взаимодействия катализатора с реагентами является промежуточная хемо-оорбция. Таким образом, был осуществлен синтез физических теорий и химической теории промежуточных соединений. Но этот синтез основывался лишь на рациональных положениях названных теорий. От физических теорий были заимствованы взгляды на роль адсорбции в катализе, на влияние на активацию реагентов взаимного сближения реагирующих частиц и теплоты адсорб- [c.104]

Для того чтобы молекулы могли прореагировать, необходимо, чтобы они адсорбировались на поверхности твердого тела. Ученые давно выяснили, что гетерогенный катализ начинается с адсорбции, п])ичем главная роль принадлежит не фп птческо1 , а химической адсорбции. Поэтому основное внимание было уделено устатювлению механизма процесса хемосорбции. [c.30]

В теориях гетерогегпюго катализа, или катализа на поверхности, допускается, что скорость химического процесса возрастает при адсорбции молекул реагирующих веществ на мелкораздробленных частицах катализатора уже по закону действия масс, в результате простого повышения концентрации реагирующих молекул. Но особенно важно, что в результате адсорбции создаются предпосылки для более легкого взаимодействия определенным образом ориентированных на поверхности катализатора молекул друг с другом, т.е. для повышения процента успешных столкновений взаимодействующих частиц. Можно также думать, что при гетерогенном катализе решающую роль играет действие силового поля катализатора. Под влиянием силового поля, возникающего вокруг определенных химических группировок на поверхности катализатора, электронная структура адсорбированных молекул несколько отклоняется от обычного устойчивого состояния, и это создает условия для более легкого их химического взаимодействия с молекулами второго вещества, участвующего в реакции. [c.113]

В теориях гетерогенного катализа, или катализа на поверхности, допускается, что скорость химического процесса возрастает при адсорбции молекул реагирующих веществ на мелкораздробленных частицах катализатора уже по закону действия масс, в результате фостого повышения концентрации реагирующих молекул. Но особенно важно, что в результате адсорбции создаются предпосылки для более легкого взаимодействия определенным образом ориентированных на поверхности катализатора молекул друг с другом, т. е. для оовышения процента успешных столкновений взаимодействующих частиц. Можно также думать, что при гетерогенном катализе решающую роль играет действие силового поля катализа- [c.117]

С гетерогенным катализом тесно связана адсорбция— поглощение молекул газов или паров поверхностью твердых тел. Различают две формы адсорбции физическую и химическую. Физическая адсорбция происходит за счет сил притяжения Ван-дер-Ваальса между молекулами твердого тела н адсорбированного газа. При этом количество поглощенного вещества обычно увеличивается с ионижением температуры и повышением давления. Наоборот, повышая температуру и понижая давление (откачка), можно снять с поверхности твердого тела весь поглощенный газ или пар. Вне зависимости от природы твердого тела все физически адсорбированные газы ведут себя приблизительно одинаково. Физическая адсорбция происходит без сколько-нибудь заметной энергии активации. В каталитическом процессе физическая адсорбция играет незначительную роль. Она широко используется, как будет сказано далее, для измерения поверхности катализатора. [c.189]

В химизме гетерогенного катализа важнейшую роль играет адсорбция. Благодаря ей на поверхности катализатора создается увеличение концентрации реагирующих частиц, что уже с5мо по себе ведет к ускорению реакции. Однако несравненно более важным фактором является повышение химической активности адсорбированных молекул по сравнению [c.220]

В процессах гетерогенного катализа важную роль играют дефекты в структуре твердых катализаторов — нестехиомет-рические атомы вакантных узлов решетки, электронные ловушки и т. п., являющиеся местами активированной адсорбции и центрами сгущения свободной поверхностной энергии. Каталитическая активность твердых тел находится в прямой связи с количеством таких дефектов на их поверхности. [c.143]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология