Катализ, общие понятия

Общие понятия и определения. Явление катализа можно определить как зависимость скорости реакций от присутствия веществ — катализаторов, которые на отдельных стадиях химического процесса вступают во взаимодействие с реагирующими молекулами и резко изменяют скорость реакции, оставаясь в химически неизмененном виде. Катализатором реакции является вещество — атомы, молекулы, ионы или поверхности раздела фаз, которое взаимодействует с молекулами реагирующих веществ, изменяет скорость химической реакции и выделяется на последующих стадиях в химически неизмененном виде. Большое практическое и теоретическое значение имеют катализаторы, повышающие скорости химических реакций. Иногда нх назьшают положительными катализаторами. Катализаторы, понижающие скорость химической реакции, называют отрицательными катализаторами. Все каталитические процессы с учетом их специфичности можно разбить на три группы. [c.616]

Данная книга построена таким образом, что ее могут использовать химики-органики в практической работе. С этой целью приводятся типичные экспериментальные методики наиболее часто применяемых МФК-реакций, а для менее важных реакций по возможности также приводятся имеющиеся данные об условиях их проведения. Поскольку эту новую область химии активно изучают в различных аспектах и поскольку многие плоды этой работы еще не собраны, то все последующее изложение представляет читателю не последнюю стадию развития данного метода, а скорее введение в него. Основные понятия МФК приводятся во введении к гл. 1. Затем излагаются общие фундаментальные данные об ионных парах и факторах, влияющих на экстракционные равновесия в системе водная фаза/органическая фаза. В гл. 2 обсуждаются различные варианты механизма МФК, включая оценку роли катализаторов и отличие межфазного катализа от мицеллярного. Основное содержание книги —гл. 3 — представляет собой изложение данных о практическом использовании МФК. Весь материал сгруппирован по типам реакций, даны обзорные таблицы и подробные методики проведения типичных, практически важных реакций. [c.10]

Общие понятия и закономерности катализа [c.616]

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]

Хотя большинство реакций, рассмотренных в этой главе, включает экстракцию анионов в органические растворители под действием катиона-катализатора, общее понятие межфазный катализ шире. Оно, кроме того, включает в себя экстракцию катионов и даже нейтральных молекул из одной фазы в другую с помощью катализатора. [c.13]

В адсорбционных процессах энергия молекул или атомов адсорбента изменяется. Механизм адсорбционного катализа тесно связан с энергетическими изменениями в системе. Чтобы объяснить энергетические изменения в каталитических адсорбционных процессах, следует изучить отдельные компоненты, составляющие общий тепловой эффект, т. е. 1) теплоту адсорбции, соответствующую энергии, освобождаемой в виде тепла при адсорбции 2) разные тепловые эффекты химической реакции, происходящей на адсорбенте, например теплоту образования, теплоту диссоциации и т. д., и 3) теплоту активации, которая тесно связана со скоростью реакции и используется для оценки каталитического эффекта. Каждый из тепловых эффектов подчинен своим законам, а также имеется определенное соотношение между тепловыми эффектами в зависимости от изменений физических условий, при которых идет тот или иной адсорбционный каталитический процесс. Величина тепловых эффектов зависит от температуры. Было бы полезно при формулировке общего понятия величины энергии в адсорбционном катализе указывать на отдельные типы тепловой энергии. Общим для любого химического процесса при энергетической оценке реагирующей системы является деление энергии на потенциальную и кинетическую. [c.144]

Цикл включает передачи Производство серной кислоты , Катализ , РастворЬ , Горение и взрывы , Общие свойства металлов , Ряд напряжений металлов , Коррозия металлов , Электролиз , Производство алюминия , Промышленные способы получения металлов , Производство стали , Окислитель-но-восстановительные реакции , Классификация химических реакций , Закономерности протекания химических реакций . Построение и содержание телепередач цикла направлено не только на правильное усвоение учащимися основных понятий, но также на совершенствование методической работы учителя. Принимая передачи, учитель привыкает при демонстрации опытов и объяснении учебного материала обязательно указывать учащимся конкретные свойства вещества, раскрывать взаимосвязь свойств со строением, фиксировать условия протекания химических реакций, определять возможное направление процесса в других условиях. [c.92]

Кооперативную систему можно определить как систему из взаимодействующих элементов. В такой системе термодинамическое состояние и скорость изменения этого состояния для каждого элемента в любой момент времени в общем случае зависит от состояния всех остальных. В приложении к ферментативному катализу в понятие кооперативности вкладывается главным образом два смысла. Во-первых, рассматривают ферменты, включающие несколько каталитических или регуляторных центров. При этом предполагается, что термодинамиче- [c.477]

Имеющийся экспериментальный материал дает основание считать, что механизм процессов, охватываемых общим понятием гетерогенного катализа, не может быть одинаковым. Однако сам факт ускорения реакции твердыми катализаторами обусловливает предварительную адсорбцию реагентов на поверхности этих катализаторов, так как только в этом случае может иметь место взаимодействие всех участвующих в каталитической реакции веществ. [c.812]

Общие понятия н термины химической кинетики предполагаются известными, и пх мы касаемся лишь в свете специфики гетерогенного катализа, за исключением фундаментальных понятий, таких, как закон действующих масс, все стороны которого ранее обсуждались недостаточно. Значительное место уделено теории абсолютных скоростей реакций в плане различных направлений ее использования и некоторых принципов (которые не всегда излагались достаточно четко), необходимых для ее понимания, а также уточнений последнего времени. [c.6]

В общее понятие катализа входит не только ускорение реакций, но также и замедление их ( отрицательные катализаторы ). Сюда, например, относится предохранение альдегидов от окисления при помощи добавок фенолов, ароматических аминов и т, п. — Ред. [c.330]

Понятие полифункциональный катализ объединяет все индивидуальные типы катализа, обсуждавшиеся выше. Существует довольно много синтетических полифункциональных катализаторов. Каталитические системы более высокого порядка функционируют в ферментах. В биологических катализаторах сочетаются общий кислотный и общий основной катализ, общий основной — общий основной катализ, а также нуклеофильный-электрофильный и нуклеофильно-общеосновной катализ. С другой стороны, пока неизвестны процессы, в которых бы сочетался электрофильный и общий кислотный катализ. [c.279]

Хотя электрофильный катализ и включает действие ионов металлов, этот вид катализа из-за особенностей химии металлов целесообразно рассматривать отдельно (гл. 9). Здесь же мы обсудим действие таких электрофильных катализаторов, как галогениды металлов, галогены и карбонильные соединения. Заметим, что никакой двусмысленности в понятиях электрофильного и общего кислотного катализа не существует, так как мы произвольно определяем электрофилы как кислоты Льюиса, а общие кислоты — как доноры протона. [c.180]

Общая часть (30 часов на V (курсе), в которую входят следующие разделы сведения из истории катализа главные признаки и свойства катализа катализ и термодинамика некоторые понятия из статистической механики катализаторы и принципы их приготовления строение твердого тела неоднородность поверхности катализаторов электронные овой-ства катализаторов катализаторы и менделеевская таблица смещанные катализаторы промоторы яды носители главные методы исследования катализаторов теория промежуточных соединений мультиплетная теория электронные факторы в гетерогенном катализе теория пересыщения и теория ансамблей (читает акад. А. А. Баландин). [c.228]

Это дает возможность читать курс лекций по теории гетерогенного катализа, несмотря на отсутствие общей теории. Практическое значение катализа не позволяет дальше откладывать рассмотрение сложнейших проблем элементарного акта катализа. В связи с этим понятие теории в катализе выглядит несколько необычно — речь идет скорее о неполном наборе фрагментов, которые пока не дают представления о картине в делом, но относительно которых можно надеяться, что они окажутся составными частями будущей теории катализа. [c.3]

В общем случае под действием небольших количеств примесей или при изменении химического состава катализатора изменяются оба параметра 0 и в уравнении (1.1) и тогда при заданном составе катализатора примесь может играть роль промотора в одной области температур и яда — в другой. Одновременное изменение ко я Е представляет собой широко распространенное явление в катализе. Так как это явление не укладывается в рамки простых понятий об отравлении и промотировании, С. 3. Рогинский предложил новый термин — модифицирование. [c.8]

В понятии катализ объединяют явления, сильно различные по способу действия катализатора. Однако общим для всех каталитических процессов является то, что катализаторы могут .ч-менять только скорость реакции, но не предел ее возможного [c.335]

Для того чтобы отнести все явления — ферментативные, гетерогенно-каталитические и гомогенно-каталитические — к одной общей категории явлений, потребовалось известное время после того, как были сделаны первые выдающиеся открытия в этой области, было потрачено немало труда для изучения новых явлений и выяснения степени их распространенности. Первыми учеными, объединившими понятия об этих явлениях и создавшими цельное представление о катализе, были Берцелиус и Митчерлих. [c.26]

В диафильме Катализ и катализаторы (автор Л. С. Зазно-бина. Студия Диафильм, 1977), состоящем из трех фрагментов (знакомство с каталитическими реакциями, особенности действия катализаторов, каталитические реакции в органической химии), предусматривается формирование общего понятия о катализе и катализаторах. Вместе с тем диафильм имеет и политехническую [c.55]

М икрогетерогенный катализ происходит в жидкой фазе с участием коллоидных частиц металлов в качестве катализаторов. При ферментативном катализе, который происходит в растительных и животных клетках, катализаторами служат также коллоидно-растворенные белковые частицы — ферменты, ускоряющие сложные органические процессы живой природы. Если в присутствии катализатора реакции ускоряются, то это явление называют положительным катализом и это понятие часто отождествляется с общим понятием катализ . [c.231]

Введение. Катализ — изменение скорости химич. реакции в присутствии воществ (катализаторов), многократно вступающих в промежуточное химич. взаимодействие с участниками реакции, но восстанавливающих после каждого цикла промежуточных взаимодействий свой химич. состав. Если промежуточное взаимодействие с катализатором делает возмоячным новый реакционный путь, по к-рому та же реакция протекает с большей скоростью, чем без катализатора, то явление наз. положительным катализом и его нередко отождествляют с общим понятием К. Возможен и обратный случай, наа. отрицательным катализом, когда присутствие катализатора исключает один из возможных без него путей реакции и оставляет лишь более медленные, в результате чего реакция замедляется или даже практически полностью подавляется. (См. Антикатализаторы, Антиокис.гители, Ингибиторы). Явления К. распространены в природе и широко применяются в технике. Каталитич. воздействию может быть подвержено больнппгство химич. реакций. Круг веществ, выполняющих роль катализаторов, весьма велик. [c.228]

Такие обобщения фактичеок-ого материала неизбежно расширяют наши представления о црироде центров катализа, о -взаимосвязи центра катализа -и реагирующих веществ, о механизме каталитичеокого действия и, обогаща1Я знанием существа атали-тического явле-ния, приближают к признанию полной -модели центра катализа к ж наиболее общего понятия, единого для всех проявлений катализа. [c.249]

Рассмотрим математическую трактовку задачи. Пусть имеется множество объектов произвольной природы, называемых реализациями. В нашем случае — исследуемые катализаторы. Каждой реализации соответствует набор чисел, называемых признаками, характеризующими св011ства катализатора. Геометрически объект изображается точкой в гиперпространстве признаков. Вводится понятие класса, которое образуется множеством реализаций, обладающих общим свойством. В нашем случае классами могут быть катализа- [c.164]

При одинаковой скорости подачи жидкого сьфья способность к каталитическому крекингу выше у фракций с более высокой средней температурой кипения. Однако это только кажущаяся закономерность, потому что у фракций с более низкой средней температурой кипения более низкий средний молекулярный вес, в связи с чем в данном объеме или массе сьфья содержится большее количество молекул. Следовательно, в единицу времени над одним и тем же катализатором можно подвергнуть крекингу одинаковое количество молекул высоко- и низкокипящих нефтяных фракций. Тем не менее для высококипящих фракций число крекированных молекул составляет больший процент от общего числа молекул. По этой причине крекинг одного и того же числа молекул этих двух фракций соответствует разньпи степеням превращения. Этот пример показывает, что, пользуясь понятием "объемная скорость" (в обшем-то очень полезньп понятием в катализе), можно прийти в случае крекинга к сомнительньпи выводам. [c.47]

В.В.Кафаровым и И.Н.Дороховым сформулированы основы стратегии системного анализа ХТП введено понятие физико-химической системы (ФХС) как совокупности детерминированно-стохастаческих эффектов и явлений различной природы, происходящих в рабочем объеме агтарата разработана общая методология математического моделирования ХТП как сложных ФХС с использованием топологического принципа формализации, который позволяет изучить комплекс составляющих данный процесс элементов и явлений, автоматизировать все процедуры построения математического описания ХТП проанализированы различные методы построения функциональных операторов (моделей) ФХС и идентификации их параметров рассмотрены задачи системного анализа основных процессов химической технологии (массовой кристаллизации из растворов и газовой фазы, измельчения и смешения сыпучих материалов, сушки, экстракции, ректификации, гетерогенного катализа, полимеризации). [c.12]

КЛАСТЕРЫ (от англ. luster, букв.- пучок, рой, скопление), группы близко расположенных, тесно связанных друг с другом атомов, молекул, ионов, иногда ультрадисперсные частицы. На стыке ряда областей науки (неорг. и элементоорг. химии, катализа, коллоидной химии, физикохимии ультрадисперсных систем, физики пов-сти и спец. материаловедения) сложилось новое научное направление-химия К. Понятие К. пока не имеет четкой определенности и иногда используется для обозначения совершенно разных систем. В химии большинство ученых под назв. К. чаще всего имеют в виду кластерные соед., общим структурным признаком к-рых является наличие остова из атомов злемен-та-кластерообразователя, и кластерные частицы материалы, содержащие К., наз. кластерными материалами. [c.400]

При разложении нитрамидов (HgNNOa) водой и закисью азота вода является слабым катализатором, но комплексный ион кобальта [Со(ННз)50Н]2+ или молекулы органических оснований (анилин или другие амины) действуют как активные катализаторы [76]. Наблюдение, что многие виды молекул и ионов в реакционной системе могут вести себя как катализаторы в гомогенном жидком катализе, было поводом к тому, что Даусон и Бренстед назвали свою теорию мультиплетной теорией. После теории кислотного и щелочного катализа в гомогенных жидких системах была разработана электролитическая теория катализа выдвинутая Лоури [310] и Бренстедом [67]. По мнению Г. А. Лорентца все превращения материи, включая химические реакции, являются по существу электрическими явлениями . Де ла Рив, а позже Армстронг придерживались мнения, что для осуществления химической реакции следует пользоваться системой, подобной гальванической цепи. Эти взгляды привели к новому определению понятия кислоты, как вещества, которое отдает протон основанию, и основания, как вещества, которое принимает протон от кислоты. Указанная точка зрения удобна для объяснения каталитического действия не только ионов, но также недиссоциированных молекул. Любое кислое или основное соединение, отвечающее общему критерию теории отщепления или присоединения протона, считалось подходящим как катализатор для кислотного или щелочного катализа. [c.204]

А. А. Баландин [139, 661, 662], рассматривая общие черты теории абсолютных скоростей реакции и мультиплетной теории катализа, отмечает, в частности, совпадение в ряде случаев структур активированного и мультиплетного комплексов. Отметим различия этих понятий. [c.283]

Физическая химия привнесла много нового в наши представления о проблеме дискретности и непрерывности химического изменения в целом. Учение о растворах, адсорбционные теории, учение о коллоидах и т. д. ярко иллюстрируют важность значения химии неопределенных соединений. Понятие о химическом индивидууме изменилось. Традиционная привилегия дискретности отпала. Стехиометрические законы перестали казаться такими незыблемыми, как прежде. Фактический материал, накопленный в этой области, требовал серьезных новых обобщений, связанных с ревизией основных законов химии. Курнаков впервые, исходя из изучения фаз постоянного и переменного состава, указал пути устранения вековых противоречий между двумя взглядами, абсолютизировавшими в химии дискретность, с одной стороны, и непрерывность — с другой. Основываясь на данных физико-химического анализа, Курнаков показал наличие единства дискретности и непрерывности как в организации вещества, так и в процессе химических изменений, происходящих в тве рдых и жидких растворах. Однако каташиз остался в сто роне от этих обобщений. В учении о катализе синтез идей о дискретности и непрерывности происходил, как было показано выше, обособ ленно и прежде всего путем постепенного накопления данных вскрывающих во внестехиометрическом посредничестве катали заторов роль неопределенных соединений в активации реагентов Представления об этом формировались, как иравило, изолиро ванн о друг от друга и поэтому до сих пор не были объединены общей концепцией о единстве дискретности и непрерывности химических изменений подобно тому, как это было сделано применительно к учению о растворах. [c.20]

Ввиду того, что сущность катализа связана с взаимодействием дискретной и непрерывной форм химической организации вещества, теоретические исследования в области кинетики и катализа должны осуществляться не только с позиций стехиометрических законов, но в такой же мере и с позиций законов непрерывности химического изменения. Переход на последние позиции уже происходит стихийно. Но сами по себе эти позиции еще слабы. Законы непрерывности в химии еще очень мало изучены или недостаточно поняты. В дальнейшем законы непрерывности химического движения, интуитивно понятые в свое время Бертолле, Берцелиусом, Либихом, Менделеевым, Коноваловым и научно обоснованные применительно к химии растворов Курнаковым, должны изучаться глубоко, систематически, целенаправленно. Нет сомнения, что при переходе от химии, в основном изучающей химическое строение вещества в дореакционном состоянии, к химии процессов — химии будущего законы непрерывности займут подобающее им место и, видимо, станут более общими, чем стехиометрические законы. [c.22]

Само понятие комплексные соединения постоянно развивается, наполняется новым содержанием. Это обусловлено развитием общих дисциплин и сказывается прежде всего на объяснении свойств комплексных соединений. Так, успехи синтетической органической химии, например синтез комплексоно в 50-е годы или краун-эфиров и криптандов в настоящее время,, в существенной степени сместили интересы специалистов в область химии комплексных соединений. Этому же способствуют и практические потребности например, исследование и применение гомогенного катализа привели к большому числу работ с фосфиновыми лигандами. Широкая область использования комплексных соединений в различных областях науки и техники, осознание того, что во многих системах свойства металлов и органических соединений определяются не столько ими самими, сколько продуктами их взаимодействия, сделало данное понятие междисциплинарным, приблизив смысл его к общелитературному, согласно которому комплекс —это совокупность предметов или явлений, составляющих одно целое . В свою очередь важнейшие свойства комплексных соединений — их состав и устойчивость. Все это позволяет надеяться, что киига Ф. Хартли, К. Бёргеса, Р. Олкока Равновесия в растворах будет полезна широкой читательской аудитории. [c.7]

Первые научные работы посвящены органическому синтезу. Установил (1938—1940) возможность осуществления общей реакции разрыва фуранового цикла посредством индивидуальных магнийорга-нических соединений. Впервые синтезировал (1939) и исследовал полкеновые кетоны. С 1956 работает в области истории и методологии химии. Выдвинул (1964) концепцию и понятие о химической организации вещества. Рассмотрел (1967) эволюцию представлений об основных законах химии от стехиометрии к нестехиометрии. Рассмотрел ряд основных теоретических вопросов катализа. Развил ( 973—1977) представления о новой классификации химии по принципу иерархии уровней химического знания. Эти представления были положены им в основу определения тенденций развития химии. [58, 116—123] [c.269]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология