Реакция с поверхностью твердого тел

ТОПОХИМИЯ ж. Раздел химии, изучающий химические реакции между твёрдыми реагентами, приводящие к образованию твёрдых продуктов реакции на поверхности контакта между фазами реагентов. [c.444]

То обстоятельство, что некоторая степень адсорбции химически взаимодействующих молекул является необходимой предпосылкой гетерогенного катализа, получило признание еще во времена Фарадея и даже раньше. В течение двух последних столетий выявилось два направления, в которых делались попытки объяснить каталитическую активность поверхностей во-первых, считалось, что адсорбция, повышая концентрацию взаимодействующих молекул на поверхности или вблизи неё, повышает скорость реакции по закону действия масс во-вторых, предполагалось образование промежуточных соединений на поверхности твёрдого тела. [c.361]

Энергия активации для реакций, протекающих на поверхности твёрдого тела, значительно ниже, чем для реакций, протекающих в газовой или жидкой среде. Энергетический барьер, который необходимо преодолеть молекулам для вступления в реакцию, в этом случае как бы срезается катализатором. Энергия активации уменьшается в четыре-пять раз. Особенно это заметно в ферментативных реакциях. [c.27]

Мы уже знаем, что на поверхности твёрдого тела катализатора находятся активные центры, взаимодействующие с приблизившимися к ним молекулами. При этом молекулы яда более активно прилипают к поверхности катализатора, и когда они прилипнут, их трудно оторвать. Прилипшие молекулы яда не дают возможности подойти к активным центрам другим, нужным для реакции, молекулам. А так как доля площади, занимаемая активными центрами, по отношению ко всей поверхности катализатора мала, то достаточно небольшого числа молекул яда, чтобы прекратить деятельность катализатора. [c.29]

Не исключена возможность гетерогенных реакций атомов фтора с полимерами (UFs)p на коллекторе [23, 24] на пассивированной поверхности коллектора вначале могут образовываться комплексы фторидов с атомами фтора, а затем происходить рекомбинация атомов фтора при взаимодействии атома с комплексом. Взаимодействие осуществляется в соответствии с формулой (8.5.9), только полимер находится в твёрдом состоянии, а молекула [c.481]

Гурвич принимал теплоту смачивания за меру сродства твёрдого тела к жидкости. Возможно, что это является удовлетворительным приближением, подобно тому, как теплоту реакции можно считать известным приближением (хотя и грубым) к свободной энергии. Эта мера не является точной, кроме как вблизи абсолютного нуля, или когда 1 Т = 0. Подставляя измеренное адгезионное натяжение (в данном случае - тп—Тт ) вместо Рж, Бартелл с сотрудниками пытались применить уравнение (11) для вычисления удельной поверхности 5 порошка, путём сопоставления с измеренной теплотой смачивания. Результат может иметь правильный порядок величины только в том случае, когда теплота смачивания измерена для твёрдого тела, уже отчасти насыщенного паром, как это отчасти имеет место при измерении адгезионного натяжения он не может быть надёжным, если теплота смачивания измерена для чистой твёрдой поверхности, так как в уравнении (11) Рж обычно намного превышает величину [c.271]

Ни один из этих взглядов не сохранился в первоначальном виде, но современные воззрения содержат элементы обеих этих точек зрения. С отмиранием (в течение двух последних десятилетий) представления о диффузном переходном слое между твёрдым телом и газом, в котором плотность изменяется постепенно от плотности твёрдого тела до плотности газа, представление о простом повышении скорости реакции у поверхности, благодаря повышенной концентрации, также отпало. Теория промежуточных соединений также уступила [c.361]

В связи с трудностями, которые встречает во многих случаях определение площади поверхности раздела фаз, скорость гетерогенной реакции часто относят к единице массы или объема твёрдой фазы. . [c.87]

На рис. 6 схематически показано строение никелевого катализатора. Атомы никеля, находящиеся на вершинах холмов и гор поверхности кристалла, химически особенно активны. Такие выступы на поверхности катализаторов называют активными центрами. Посторонняя, чужая молекула, соприкоснувшись с катализатором, оседает на нём или, как говорят, адсорбируется, и при этом попадает в поле действия электрических сил частиц твёрдого катализатора, особенно частиц, находящихся в активных центрах. Вследствие этого связи между атомами в адсорбированной молекуле ослаблены или нарушены вовсе молекула легче вступает в химическую реакцию как говорят, она становится активированной. Поэтому, когда другая, посторонняя молекула сталкивается с такой активированной молекулой, они уже легко (т. е. с меньшей энергией активации) вступают в реакцию. [c.25]

Действие домавок окислов к металлам может объясняться также предотвращением спекания, которое, в случае сильного измельчения металла, способно возникать гораздо ниже точки плавления. При спекании возможно разрушение групп атомов, обладающих необычно высокой потенциальной энергией, повидимому, свойственной активным участкам. Помимо избирательного разрушения наиболее каталитически активных участков,значительное спекание должно уменьшать полную поверхность катализаторп но, поскольку большинство реакций катализируемых твёрдыми поверхностями, имеет экзотермический характер, необходимость принятия тех или иных мер против спекания самоочевидна 1. С другой стороны, поскольку некоторые газы медленно разрушают поверхности металлов при высоких температурах или делают их губчатыми (например, платину при окислении аммиака), в некоторых случаях надобность в огнеупорных добавках отпадает. [c.314]

Линейные (одномерные) границы раздела. Пожалуй, наиболее интересная теория промовирующего действия заключается в том, что каталитически активным участком является линейная граница раздела между поверхностями различной химической природы. И.меются многочисленные указания на то, что такая линейная граница раздела во многих случаях обладает исключительной химической активностью. Эти линейные границы, несомненно, играют важную роль во многих гетерогенных реакциях в твёрдых телах. Уже много лет тому назад Рай г, Лафф и Ренни убедились в том, что можно визуально наблюдать, как протекает реакция восстановления окиси меди водородом на границе соприкосновения меди с невосстановленной окисью меди. Окись меди и металлическая медь различаются по цвету восстановление начинается с образования красного пятнышка, быстро распространяющегося по всей поверхности, напоминая медленное сгорание бумаги, пропитанной селитрой . Пиз и Тэйлор подтвердили, что эта реакция является автокаталитической, причём водяной пар замедляет образование начальн . х центров металлической меди. Окись никеля вероятно, восстанавливается таким же путём К Как показал Лэнгмюр возможность протекания реакции на одномерной [c.318]

Пич, Котовский и Беренд подвергали микроскопическому исследованию ход различных реакций между твёрдыми кристаллами и растворами, сопровождающихся изменением окраски, как, например, между HgS и медным купоросом, между диметилглиоксимом и сернокислым никелем, между хлорным и уксуснокислым, железом. Во всех случаях реакция начиналась у рёбер кристаллов и распространялась оттуда по их поверхности, причём у линейной границы раздела реакция шла быстрее, чем на остальной части поверхности. [c.320]

Если же две молекулы адсорбированы рядом на твёрдой поверхности, то они могут удерживаться в этом положении гораздо дольше, гак что вероятность прохождения их колебаний через переходное состояние, при котором происходит реакция, весьма сильно повышается. Это обстоятельство, отмеченное Борном и Франком а также Борном и Вейсскопфом может служить общим объяснением преобладания реакций на твёрдых поверхностях. Этот взгляд можно рассматривать, как модернизированный вариант устарелого представления об ускорении реакций на поверхностях, благодаря повышенной концентрации реагируюихих молекул в настоящее время считается, что вероятность одновременного достижения реактивного состояния двумя молекулами пропорциональна квадрату времени их [c.363]

Поверхность бактерий действие энзимов. Поверхность бактерий нельзя считать вполне твёрдой тем не менее реакции протекающие на этих поверхностях, а также на энзимах, имеют столько общего с рассмотренными выше реакциями, катализуемыми твёрдыми поверхностями, что краткий обзор весьма интересных результатов работ Куастеля и его соавторов представляется здесь вполне уместным. [c.381]

Процесс образования гидридной фазы металла или ИМС обычно сопровождается диссоциацией молекул водорода на поверхности и внедрением атомов в междоузлия кристаллической решётки. При этом на поверхности как металлов, так и ИМС протекает реакция гомомолекулярного изотопного обмена (ГМИО) водорода со скоростью, превышающей на несколько порядков скорость межфазного изотопного обмена между водородом газовой и твёрдой фазы [1, 2]. [c.261]

Химические реакции в поверхностных пленках. При изучении реакций в поверхностных плёнках наибольший интерес представляет вопрос, изменяется ли химическая активность молекул в результате их нахождения на поверхности. На твёрдых поверхностях, как и на поверхности сложных коллоидных частиц, известных под названием энзимов, наблюдается определённое повышение хими-ческой активности тех соединений, реакции которых катализ ются поверхностью энзима. Вообще говоря, самый факт нахождения молекул в монослое на поверхности жидкости не изменяет присущей им химической активности, которую удобнее всего оценивать по энергии активации молекул. Тем не менее, работы Райдила п его сотрудников показали, что доступность молекул плёнки для реагирующих с ними молекул или ионов подкладки в значительной мере зависит от ориентации и плотности упаковки молекул в плёнке, вследствие чего скорость реакцял вещества плёнки сильно зависит от её структуры. До сего времени, однако, нет никаких данных, позволяющих заключить, что поверхность жидкости обладгет достаточной жёсткость для создания напряжений, способных изменить состояние активации молекулы на поверхности, если толысо плёнка не сжата. С другой стороны, твёрдые поверхности и энзимы способны создавать напряжения, изменяющие химическую активность адсорбированных молекул (гл. VII). , [c.129]

Распространение или нераспространение до поверхности влияния полярных групп, находящихся под поверхностью на концах длинных углеводородных цепей, зависит от характера этого влияния. По наблюдениям Адама, Моррелла и Норриша , группы СООН и Hg ОН высокомолекулярных кислот и спиртов, погружённые под поверхность настолько глубоко, что они, судя по краевому углу, почти не притягивают воду, тем не менее оказывают значительное каталитическое действие на реакции соединения этилена с галоидами. Твёрдый парафин не катализует эти реакции. Таким образом, глубина поверхности оказывается гораздо больше, если судить по проникновению газообразного этилена и галоидов, чем если оценивать её по краевому углу воды. [c.249]

Что касается аморфного состояния металлов, то известно два еп вида твёрдое уплотненное вещество, образующееся при полировк или холодной обработке, и открытая, гораздо более рыхлая струк тура, возникающая при быстром испарении и конденсации, или Ж в результате химических реакций на поверхности. Особенно пока зательным является дейстБ,ие аммиака на медные и другие металличе ские трубки при S00°. Через короткий промежуток времени метал, становится губчатым, и его объем увеличивается во много раз npi [c.306]

Если разложение идёт легче на границе двух твёрдых фаз, то одним из результатов этого обстоятельства является то, что в случаях, когда твёрдая поверхность заполнена целиком одним компонентом, начало разложения (или обратного процесса) чрезвычайно затруднено. Как показал Фарадей , выветривание гидратированного сернокислого натрия и некоторых других солей не начинается до тех пор, пока поверхность не поцарапана, т. е. пока на поверхности не образована меха -ическим путём одномерная граница раздела, на которой потеря воды может происходить легче всего. Скорость раз-лож, ния или рекомбинации, помимо зависимости от прочих фаооров, должна быть пропорциональна длине границы между гидратированной и дегидратированной солями при приближении к полной гидратации или полной дегидратации реакция должна протекать крайне медленно. В качестве примера медленной гидратации, можно указать, что, когда известь или, гипс слишком разогреты, или перегружены , они медленно впитывают влагу, так как водяной пар легко конденсируется только вблизи участков, где гидратация уже началась. [c.319]

Некоторые из самых последних выводов квантовой теории активации адсорбированных молекул были предсказаны в качественной форме в чрезвычайно интересной статье Менделеева в 1886 г. Признавая, что все молекулы находятся в состоянии движения или колебания, он предположил, что в результате изменения этого движения при соприкосновении молекул с твёрдой поверхностью происходит их деформация, которая может настолько нарушить равновесие молекул, что становятся возможными различные реакции, которые иначе не могли бы итти со сколько-нибудь заметной скоростью в современной терминологии это означает, что деформация адсорбированной молекулы может приблизить её к активному или возбуждённому состоянию, зависящему от конфигураций, образующихся при колебаниях. [c.362]

Полани представляет себе эту реакцию следующим образом четыре атома твёрдой поверхности, имея четыре свободные валентности, притягивают (или, возможно, хемосорбируют) атомы А, В, С и В реагирующих молекул. Получается промежуточное соединение, включающее все четыре атома, в котором расстояния между ними могут сильно отличаться от соответствующих расстояний в недефор-мированных молекулах АВ и СВ. При благоприятном расположении этих атомов и благоприятном соотношении адсорбирующих их сил реакция может протекать весьма легко — в особенности, если конечные продукты АС и ВВ не адсорбируются на поверхности прочно и испаряются немедленно после своего образования. [c.364]

Твёрдая поверхность может содействовать реакции также и путём отвода энергии, освобождающейся в процессе реакции. Такие реакции, как соединение двух атомов водорода с выделением 102 700 кал1модь, не могут происходить иначе, как при наличии возможности найти тот или иной выход огромной энергии, развивающейся в комплексе, первоначально возникающем при соединении атомов. По подсчётам Борна и Франка , квазимолекула , образующаяся при [c.365]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология