Катализатор взаимодействие с реагирующими

Катализаторы — это веш ества, способные изменять скорость химических реакций. Явление изменения скорости реакции с помощью катализатора называют катализом, а саму реакцию — каталитической. Изменение скорости реакции ири каталитическом воздействии обусловлено промежуточным химическим взаимодействием реагирующих веществ с катализатором. Молекулы веществ, активируясь на поверхности катализатора (в порах), легче реагируют друг с другом, и скорость реакции повышается во много раз. После участия в реакциях химический состав и масса катализаторов остаются неизменными. В процессах каталитического крекинга доминирующее положение в настоящее время занимают нока алюмосиликатные катализаторы, главным образом синтетические. [c.10]

Все три вида обратной связи приводят к появлению в системе (7.18) нелинейной зависимости константы скорости стадии взаимодействия реагирующих веществ от покрытия поверхности и температуры катализатора. Для первого и второго видов обратной связи — это зависимости константы третьей стадии от концентрации реагирующих веществ типа [135—138] [c.318]

Гетерогенный ката/ из. В гетерогенных каталитических процессах каталитическая реакция протекает на поверхности раздела фаз газ — твердое тело или жидкость — твердое тело, жидкость — газ. В качестве катализаторов выступают твердые тела — металлы, оксиды, соли, кислоты, нанесенные на носители, и др. Природа гетерогенных каталитических процессов определяется, во-первых, особенностями взаимодействия реагирующих молекул с поверхностью катализатора и, во-вторых, тем, что первичный каталитический процесс идет на поверхности раздела фаз в очень ограниченном реакционном объеме системы Поэтому во многих гетерогенных каталитических процессах существенную роль играют процессы переноса реагентов к поверхности раздела фаз и отвод от нее продуктов реакции. [c.616]

Характерной особенностью гетерогенного катализа является высокая концентрация атомов и молекул катализатора и реагирующих веществ в пограничном реакционном объеме. Так, концентрация поверхностных атомов никеля, отнесенная к объему ш, будет соответствовать приблизительно 20 М раствору, а реагирующих веществ в тем же объеме со при пределе адсорбции — 10 М раствору. Хотя особенность элементарного химического акта в гетерогенном катализе определяется главным образом спецификой химического взаимодействия реагирующих молекул с поверхностью катализатора, процессы адсорбции и диффузионного переноса могут играть существенную роль. [c.637]

СО -ь нр СО2 + На протекающий на пористых железоокисных катализаторах, приготовляемых в виде цилиндрических брикетов радиусом 4—5 мм, можно выделить следующие стадии 1) внешняя диффузия молекул СО и Н2О к наружной поверхности брикета из потока газовой смеси и диффузия молекул Нг и СО2 от поверхности брикета в поток газовой смеси, 2) внутренняя диффузия реагирующих молекул и молекул продуктов реакции в поры брикета. Молекулы исходных веществ СО и НгО диффундируют от наружной поверхности к центру брикета молекулы продуктов реакции Нг и СОг диффундируют к наружной поверхности брикета 3) физическая адсорбция и хемосорбция молекул НгО и СО и десорбция молекул Нг и СОг 4) химический акт взаимодействия реагирующих молекул СО и НгО на поверхности катализатора с образованием продуктов реакции Нг и СОг. [c.644]

По характеру промежуточного взаимодействия реагирующих веществ с катализатором различают гомолитический и гетеролитиче- [c.405]

При гетеролитическом катализе промежуточное взаимодействие реагирующих веществ с катализатором протекает по гетеролитиче-скому механизму при этом образование и разрыв двухэлектронных связей протекает без разрушения и образования электронных пар. Гетеролитический механизм осуществляется при каталитических реакциях дегидратации спиртов, гидратации олефинов, крекинга, изомеризации, алкилирования углеводородов, гидролиза и многих других. Катализаторы для этой группы реакций должны обладать способностью к образованию координационной связи путем отдачи или присоединения электронной пары. В частности, они могут представлять собой протонные или апротонные кислоты и основания. [c.406]

Соотношение линейности Бренстеда — Поляни справедливо, если механизм каталитической реакции и характер связей при промежуточном взаимодействии реагирующих веществ с катализатором для рассматриваемой группы катализаторов или реакций одинаков. [c.412]

Таким образом, под влиянием металлических катализаторов полимеризация олефинов может протекать с высокой степенью специфичности с образованием кристаллических полимеров, в которых все мономерные единицы расположены одинаковым образом. Для этого в процессе синтеза полимера необходимы регио-и стереоспецифические взаимодействия между растущей цепью полимера, катализатором и реагирующим мономером. [c.201]

В процессе каталитической полимеризации углеводородов между исходными компонентами, катализатором и конечными продуктами протекает весьма сложное по своему характеру взаимодействие. Наряду с реакцией непосредственного синтеза в реакционном объеме происходит адсорбция компонентов на активной поверхности катализатора, диффузия реагирующих компонентов и их перемешивание в объеме реакционной зоны и т. д. [c.39]

Общим в приведенных примерах является то, что в первой части маршрута один из субстратов (З ) реагирует с катализатором (Е) с образованием продукта превращения катализатора (Е ), а во второй части маршрута продукт превращения катализатора взаимодействует со вторым субстратом (5п), превращая его в продукт реакции, с одновременной регенерацией катализатора. [c.256]

По характеру взаимодействия реагирующего вещества и катализатора все каталитические реакции с точки зрения электронной теории подразделяются на окис- [c.165]

Как и в случае гомогенного катализа, при гетерогенном катализе реакция протекает через переходные состояния. Но здесь эти состояния представляют собой поверхностные соединения катализатора с реагирующими веществами. Проходя через ряд стадий, в которых участвуют эти переходные состояния, реакция заканчивается образованием конечных продуктов, а катализатор в результате не расходуется. Кроме того при гетерогенном катализе следует иметь в виду следующие его стадии адсорбцию взаимодействующих веществ на катализаторе изменение электронного строения адсорбированных молекул из-за их взаимодействия с атомами кристаллической решетки катализатора накопление реагируюш,их молекул на поверхности катализатора. [c.200]

Нг к одному центру дублета притягиваются водородные атомы, к другому центру — атом кислорода и атом углерода. В результате происходит разрыв связей С—Н и О—Н и образование связей Н—Н и С—О. Согласно принципу энергетического соответствия, оптимальный состав катализатора отвечает условию равенства энергии образования и разрушения мультиплетного комплекса. Слишком слабые и слишком сильные взаимодействия реагирующих веществ с катализатором нежелательны. [c.300]

В гетерогенном катализе роль промежуточных активных форм играют поверхностные химические соединения, образующиеся при взаимодействии катализатора с реагирующими веществами. Эти [c.399]

Различают положительный катализ — увеличение скорости резь ции под влиянием катализатора — и отрицательный катализ, при]юдящий к уменьшению скорости химического превращения. При положительном катализе промежуточное взаимодействие реагирующих веществ с катализатором открывает новый, энергети — чес(<и более выгодный (то есть с меньшей высотой энергетического бар ,сра), по сравнению стермолизом, реакционный путь (маршрут). При отрицательном катализе, наоборот, подавляется (ингибируется) быс трая и энергетически более ле1кая стадия химического взаимо — действия. Следует отметить, что под термином "катализ" подразумевают преимущественно только положительный катализ. [c.79]

По природе промежуточного химического взаимодействия реагирующих веществ и катализатора катализ принято подразделять на следующие 3 класса 1) гомолитический катализ, когда химическое взаимодействие протекает по гомолитическому механизму 2) гетеролитическнй катализ — в случае гетеролитической природы промежуточного взаимодействия 3) бифункциональный (сложный катализ, включающий оба типа химического взаимодей — ствия. [c.80]

В соответствии с современными физико — химическими пред — стазлениями о сущности катализа, катализатор и реагирующие веп(ества следует рассматривать как единую каталитическую реакционную систему, в которой химические превращения испытывают не только реактанты под действием катализатора, но и катализатор при взаимодействии с реагентами. В результате такого взаимного воздействия в реакционной системе устанавливается стационарный состав поверхности катализатора, определяющий его каталитическую активность. Отсюда следует, что катализатор — не просто место осуществления реакции, а непосредственный участник химического взаимодействия, и его каталитическая активность обусловливается химической природой катализатора и его химическим сродством к реактантам. [c.87]

В табл. 63 приведены характеристики некоторых наиболее часто применяемых изотопов различных элементов. Большое и разнообразное применение метод меченых атомов нашел при химических исследованиях. С помощью этого метода изучают взаимодействие катализаторов с реагирующими веществами, строение молекул, механизм химических реакций, взаимодействие между раствором и осадком, диффузию в твердых телах, различные процессы, протекающие в растительных и животных оргаиизмах. На основе применения радиоактивных изотопов Ан. Н. Несмеяновым были разработаны новые методы определения давления насыщенного пара чистых веществ и парциальных давлений пара растворов, дающие возможность определять столь малые значения их, как 10 —10 мм рт. ст. и даже ниже. В настоящее время, бла- <, годаря большей доступности искусственно получаемых радиоак-тивных изотопов некоторых элементов, метод меченых атомов B eff более широко используется в исследовательских работах в раз- личных областях естествознания и техники. Он применяется для наблюдения за ходом производственных процессов, для контроля качества продукции, используется при автоматизации производства, применяется в медицине и сельском хозяйстве. [c.543]

Катализатор и реагирующие вещества представляют собой единую систему, в которой химические превращения испытывают не только реагенты под действием катализатора, но и катализатор в результате взаимодействия с реагентами. Под воздействием реакционной смеси устанавливается стационарный состав катализатора, характеризующийся каталитической активностью, слабо зависящей от исходного состояния катализатора. Отсюда следует, что катализатор - не просто место осуществления реакции, а непосредственный участник химического взаимодействия и активность его 1леняется под воздействием реакционной смеси. [c.86]

Нестапионарность катализатора. Под воздействием изменяющегося состава реакционной среды катализатор не остается неизменным. Помимо химических стадий взаимодействия реагирующих веществ имеют место физические процессы на поверхности (перенос реагирующих веществ между различными центрами, поверхностная диффузия адсорбированных атомов и молекул, растворение и диффузня в твердом теле веществ — участников реакции, структурные и фазовые превращения) [30, 31, 32]. Не-стационарность состава катализатора весьма своеобразно ирояв-ляется в кипящем слое, где частицы непрерывно перемещаются в поле переменных концеитрации. При этом каждая частица в отдельности непрерывно изменяет свои каталитические свойства, никогда не приходя в равновесне с окружающей реакционной средой. Хотя усредненные за достаточно большой период времени свойства катализатора остаются неизменными и реактор в целом работает стационарно, его выходные характеристики могут существенно отличаться от рассчитанных с исиользованием стационарных кинетических уравнений. Для построения нестационарной кинетики каталитического процесса необходимо выявить параметры состояния катализатора, определяющие скорость реакции, закономерности их изменения под воздействием реакционной смеси, разработать методы измерения пли расчета этих параметров в ходе нестационарного эксперимента. Не меньшие трудности возникают при разработке и решении математической модели, отражающей изменение параметров состояния по глубине пленки активной массы в зерне, случайно перемещающемся по высоте слоя. [c.62]

Кислотно-основные каталитические реакции протекают в результате промежуточного протолитического взаимодействия реагирующих веществ с катализатором или взаимодействия с участием неподелепной пары электронов (гетеролитический катализ). Гетеролитические реакции протекают с таким разрывом, коваленг-ной связи, при котором, в отличие от гомолитических реакций, [c.26]

По характеру взаимодействия катализатора с реагирующими веи1,ествами и по типу промежуточпь х продуктов различают окислительно-восстановительные и кислотно-основные реакиин и соответственно катализаторы. [c.240]

Механизм взаимодействия реагирующих молекул углеводородов с акт1шныл1и центрами катализатора можно представить следующим образом. [c.131]

Свойства серной кислоты. Оптимальные условия алкилирования в значительной мере определяются физическими и химическими свойствами катализатора - серной кислоты. Поско тьку при алкилировании взаимодействуют углеводороды, имеющие различную реакционную способность, необходимо их интенсивное nepehiernnBanne с катализатором для достижения полного и продолжительного контакта катализатора и реагирующих веш,есгв, которьш достигается путем образования высокодисперсных эмульсий. Протекание процесса алкилирования зависит от типа эмульсии, степени ее дисперсности и стойкости. [c.9]

Теория гетерогенного катализа успешно разрабатывается. При гетерогенном катализе происходит интенсив1юе взаимодействие катализатора и реагирующего вещества. Между строением катализатора (формой элементарной ячейки на поверхности катализатора и ее межатомными расстояниями) и строением реагирующего вещества (формой молекулы и ее межатомными расстояниями) должно быть определенное соответствие. Молекулы реагирующего вещества гюдвергаются сильной деформации вплоть до их полного расщепления на атомы и радикалы (которые будут находиться в адсорбированном состоянии). [c.397]

С электронной теорией близко связаны представления об особой роли металлов с недостроенными -орбиталями, в первую очередь металлов УП группы Ге, Со, N1, Pt, Р(1, 1г, КЬ, а также примыкаюп] их к ним Си, А , отчасти 7п, 0(1, меньше — Аи. Переход электрона с с -оболочки во внешнюю х-оболочку (и наоборот) приводит к образованию свободных валентностей,обеспечивающих протекание гетерогенно-каталити-чесхшх реакций. Ориентировочно рассчитав относительное число свободных валентностей (статистический вес д-состояний), можно сопоставить его с удельной (на единицу поверхности) каталитической активностью металла. На примере гидрирования этилена установлена линейная связь между логарифмом удельной активности и статистическим весом -состояния. Однако нельзя утверждать исключительность роли недостроенных -оболочек для каталитической активности. Так, на примере германия было показано существование металлических катализаторов, атомы которых не имеют недостроенных -оболочек. Были также рассмотрены взаимодействия реагирующих молекул с катализатором в рамках представлений об образовании комплексов. [c.304]

Принцип структурного соответствия состоит в том, что максимальная скорость каталитического процесса достигается при оптимальных для данной реакции кристаллической структуре и параметрах решетки катализатора (расположение группы атомов катализатора — структура мультиплета), которые должны соответствовать конфигурации и межатомным расстояниям реагирующих молекул. При взаимодействии молекулы накладываются на катализатор (мультиилет) реагирующими атомами — индексной группой. [c.182]

Несмотря на некоторое своеобразие ответов каждой из теорий, все они сходятся в том, что снижение энергетического барьера каталитических реакций происходит за счет предварительного химического взаимодействия молекулы реагента с катализатором. Это приводит к снижению энергетического барьера всего комплекса катализатор — реагент (рис. 7) и одновременно к расслаблению (снижению энергии) исходных химических связей. Ясно, что такое расслабление связей возможно при неполновалентном или слабом химическом взаимодействии реагента с катализатором, т. е. при образовании менее чем одноэлектронных и, во всяком случае, менее чем двухэлектронных связей. Ясно также и то, что такого рода вариация электронных зарядов исключена при взаимодействии двух молекул она становится возможной лишь, по крайней мере, цри взаимодействии реагирующей молекулы (дальтонида), с одной стороны, и катализирующей системы (бертоллида) — сдругой. [c.132]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология