Лимитирующая определяющая стадия реакций при гомогенном катализе

Катализаторы в гомогенном катализе принимают прямое или косвенное участие в ряде взаимодействий, в результате чего скорость катализируемой реакции возрастает. Однако общая скорость процесса определяется скоростью наиболее медленной ее стадии, так называемой скорость-лимитирующей стадии реакции. Ускорение каталитической реакции —активирование —будет наблюдаться в тех случаях, когда активатор повышает скорость именно этой стадии реакции. [c.15]

Энергия активации реакции равна 22800 кал моль [64]. В случае катализа ионитом определяющей стадией реакции является химическое превращение. Механизм реакции в основном аналогичен механизму при катализе растворенным электролитом в гомогенной фазе. Скорость реакции пропорциональна количеству катализатора. Тормозить реакцию на ионообменной смоле могут процессы диффузии внутрь зерен смолы и адсорбции на ее поверхности. Эти процессы зависят от природы ионита и исходных веществ. Так, для гидролиза эфиров диффузионные процессы практически не влияют на скорость реакции, тогда как адсорбция молекул на ионите значительно снижает ее [65]. Процессы ионообменной адсорбции (в случае синтеза этриола — адсорбция муравьиной кислоты) не оказывают влияния на скорость реакции, так как протекают быстро и лимитируются диффузией ионов в поры ионита [66]. Отношение скоростей реакций при катализе растворенным электролитом и ионитом называют эффективностью ионита в данной реакции. При одинаковом количестве каталитически действующих ионов эффективность q определяется отношением констант скоростей [52, 65, 67] [c.88]

Рассмотрим результаты таких опытов, исходя из основных положений гетерогенного катализа. Реакция гетерогенного каталитического окисления (не осложненная гомогенными стадиями) осушествляется на поверхности раздела двух фаз газовой (редко жидкой) фазы, содержащей исходные соединения и продукты их взаимодействия, и твердой фазы, представленной катализатором. В реакцию вступают вешества, находящиеся на этой поверхности, и скорость каталитической реакции, если она не лимитируется стадиями адсорбции исходных веществ или десорбции продуктов реакции, определяется концентрацией поверхностных форм реагирующих веществ, и в частности в окислительном гетерогенном катализе-концентрацией определенных поверхностных форм кислорода, ответственных за данную реакцию. [c.104]

Дальнейшее развитие теории катализа тесно связано с исследованием состояния катализатора во время реакции. Принципы структурного и энергетического соответствия, оставаясь решающими, должны относиться к системе катализатор — реагирующее вещество, сложившейся ко времени достижения стационарного состояния катализатора. Степень окисления поверхностных атомов катализатора, природа лигандов и состав промежуточного координационного комплекса определяют направление реакции и лимитирующие стадии. Решающую роль играют методы определения состояния катализатора и всей системы во время реакции. Одним из таких методов является измерение потенциала (или электропроводности) катализатора во время реакции. Легче всего это сделать в проводящих средах как в жидкой, так и в газовой фазе для гетерогенных и гомогенных катализаторов. В окислительно-восстановительных процессах структурным фактором являются не только размеры кристаллов и параметры решеток, но и кислотно-основные характеристики процессов. Всякая поверхность или комплексное соединение представляют собой кислоту или основание по отношению к реагирующему веществу, а это определяет направленность (ориентацию) и энергию взаимодействия вещества с катализатором. Для реакции каталитической гидрогенизации предложена классификация основных механизмов, основанная на степени воздействия реагирующего вещества на поверхность катализатора, заполненную водородом. В зависимости от природы гидрируемого вещества в реакции участвуют различные формы водорода. При этом поверхность во время реакции псевдооднородна, а энергия активации— величина постоянная и зависящая от потенциала поверхности (или раствора). Несмотря на локальный характер взаимодействия, поверхность в реакционном отношении однородна и скорость реакции подчиняется уравнению Лэнгмюра — Хиншельвуда, причем возможно как взаимное вытеснение адсорбирующихся веществ, так и синергизм, т. е. увеличение адсорбции БОДОрОДЗ ПрИ адсорбции непредельного вещества. Таким образом, созданы основы теории каталитической гидрогенизации и возможность оптимизации катализаторов по объективным признакам. Эта теория является продолжением и развитием теории Баландина. [c.144]