Катализаторы специфичность действия

Действие катализаторов специфично — ускоряя определенную реакцию, катализатор может не оказывать никакого влияния на многочисленные другие реакции. Это означает, что для определенной реакции наилучшим, как правило, является определенный катализатор (или группа близких по свойствам катализаторов). Специфичность действия катализаторов имеет очень большое значение, так как она позволяет проводить химический процесс в желаемом направлении, т. е. в сторону увеличения скорости образования желаемых продуктов, если в системе термодинамически возможны несколько независимых химических превращений. [c.308]

Различают два основных класса каталитических процессов— гомогенный и гетерогенный катализ. Гомогенный катализ рассматривался в главе II. Гетерогенные каталитические процессы с применением главным образом твердых катализаторов имеют огромное промышленное значение. Помимо специфичности действия, твердые катализаторы обладают высокой термостабильностью и легко отделяются от реакционной среды. Некоторые наиболее важные гетерогенные каталитические процессы перечислены в табл. 52. [c.202]

Как объяснить специфичность действия катализаторов [c.363]

Каталитические реакции разделяются на два основных класса гомогенные и гетерогенные. Гетерогенным катализатором является химическое соединение, нерастворимое в реакционной среде. Катализатор может быть индивидуальным, смешанным с другими катализаторами или нанесенным на инертный носитель. Распространенные гетерогенные катализаторы — металлы и их оксиды. Преимущества гетерогенных катализаторов заключаются в их низкой стоимости, простоте регенерации и пригодности к использованию в реакторах как периодического, так и проточного типа. К недостаткам этих катализаторов относятся обычно невысокая специфичность действия и во многих случаях большие затраты энергии на обогрев реакторов и создание повышенного давления. [c.35]

Следует отметить специфичность действия катализаторов — каждая реакция ускоряется какими-то определенными катализаторами и не ускоряется другими и, наоборот, каждый катализатор ускоряет какие-то определенные реакции и ие ускоряет других. Это дает возможность, применяя разные катализаторы, получать различные продукты из одних и тех же исходных веществ. Далее, следует отметить, что катализатор в равной мере ускоряет как прямую, так и соответствующую ей обратную реакцию. Это значит, что катализатор никак ие влияет на состояние химического равновесия, не сдвигает его. Роль катализатора, по существу, сводится к тому, что он ускоряет наступление состояния равновесия. Естественно, что практическое использование катаЛ иза целесообразно в тех случаях, когда стремятся именно к достижению состояния равновесия в реакционной системе. [c.96]

Ускоряющее действие катализаторов специфично и принципиально отличается от действия других параметров, скорость процессов, — температуры, давления. [c.105]

Джордж и Робертсон [39] нашли, что катализаторы (стеараты металлов) обладают специфичностью действия на углеводороды иллюстрацией этого является табл, 109. [c.289]

Специфичностью действия катализаторов, вероятно, можно объяснить указанные выше расхождения в некоторых наблюдениях различных авторов, касающихся действия катализаторов на масла разного химического состава. [c.289]

Примеры специфичности действия катализатора [c.289]

Действие катализатора специфично. Из всех возможных реакций взаимодействия данных реагирующих веществ определенный катализатор избирательно усиливает лишь некоторые реакции. Другие же возможные реакции для этих же веществ усиливаются с помощью иных катализаторов. Применяя различные катализаторы, можно путем разложения этилового спирта получить семь различных продуктов. Например, [c.339]

Медь и никель являются наиболее специфичными катализаторами для реакций гидрогенизации и дегидрогенизации, глинозем — для гидратации и дегидратации, серебро — для окисления. В качестве катализатора общего действия служит платина, [c.339]

Для создания теории катализа необходимо прежде всего решить вопрос о характере взаимодействия между катализатором и реагирующими веществами. Природа этого взаимодействия проявляется в соответствии химических свойств катализатора со свойствами реагирующих веществ и в специфичности действия большинства катализаторов. [c.139]

Катализатор обладает избирательностью (специфичностью) действия, т. е. он может изменять скорость одной реакции и не влиять на скорость другой. Это можно объяснить тем, что для возникновения химической связи требуется соответствие молекулярных орбиталей реагирующих веществ и катализатора по энергии и симметрии. [c.292]

Катализаторы характеризуются специфичностью действия (реакция или группа однородных реакций ускоряется только вполне определенными катализаторами), каталитической активностью и стабильностью. Мерой специфичности катализатора служит избирательность (селективность), которая оценивается отношением скорости выбранной реакции к общей скорости превращения в присутствии катализатора. Каталитическая активность выражается в виде разности скоростей одной и той же реакции, измеренных при прочих равных условиях в присутствии и отсутствии катализатора. Ее относят к единице массы, объема, концентрации или поверхности катализатора. Активность, отнесенную к 1 м поверхности катализатора, называют удельной каталитической активностью. [c.203]

Для катализаторов характерна специфичность действия. Определенный катализатор оказывает влияние на скорость определенной реакции или группы однотипных реакций. Например, никель применяется как катализатор реакций с участием водорода. Особой избирательностью отличаются ферменты, каждый из которых ускоряет только одну нз реакций, проходящих в организме. [c.62]

Катализаторы обладают специфичностью действия не всякий катализатор может катализировать одну и ту же реакцию, одно и то же вещество с помощью разных катализаторов может превращаться в различные конечные продукты. Например, этиловый спирт может разлагаться с образованием этилена [c.164]

Специфичность действия катализатора проявляется при гетерогенном катализе не менее резко, чем при гомогенном. Этим сильно затрудняется его подбор для той или иной реакции. Такой подбор приходится обычно вести путем многочисленных проб отдельных веществ, так как общих теоретических указаний по вопросу о выборе катализатора пока не существует. [c.346]

Особенно интересно то обстоятельство, что, действуя на катализатор очень небольшим количеством яда , иногда удается сделать его неактивным применительно к одной реакции, тогда как к другой он остается по-прежнему активным. Подобное частичное отравление будет, вероятно, иметь со временем большое практическое значение, так как позволит усиливать специфичность действия катализатора и разнообразить области его применения. [c.350]

Можно рассматривать с известным приближением такие системы, как модели неизмеримо более гибких и пластичных природных катализаторов — ферментов. По-видимому, слишком строгое и неизменное следование кодовым правилам, определяемым жесткой геометрией взаимодействующих частиц, настолько ограничивает воз.можности реакций, что биологическая эволюция выдвинула на первый план именно белковые катализаторы, обладающие громадным числом конформационных возможностей, и связала их с такими субстратами, молекулы которых тоже в известной мере способны к деформациям. От этого кодовые требования стали менее строгими, а для ферментов открылись новые пути повышения активности и специфичности действия. [c.323]

Специфичность действия катализатора зависит только от его химического состава, т. е. положения элемента в периодической системе Д. И. Менделеева (строение решетки, электронное строение, химические свойства). Это положение особенно детально развито Г. К. Боресковым и его школой. В связи с этим активность единицы истинной поверхности работающего катализатора мало зависит (для данной реакции) от метода приготовления катализатора при близких размерах его частиц. Наблюдаемые кажущиеся нарушения этого правила объясняются захватом различных примесей при изменении метода приготовления катализатора. [c.7]

Катализатор обладает специфичностью действия. Он может изменять скорость одной реакции и не влиять на скорость другой. [c.327]

Из предыдущего параграфа следует, что адсорбция играет значительную роль в гетерогенном катализе. В ранних теориях катализа даже считалось, что катализатор ускоряет реакцию вследствие того, что при адсорбции происходит концентрирование реагирующего вещества на его поверхности. Однако такое простое предположение не подтвердилось ему противоречит, в первую очередь, специфичность действия катализатора. Действие ядов также не подтверждает этого предположения. Оказалось, что яд действует по-разному на адсорбцию и каталитическую активность. Он может соверщенно отравить каталитический процесс, а адсорбция при этом не меняется или меняется незначительно. [c.338]

Впервые понятие об активных каталитических центрах было введено Тейлором. В соответствии с этой теорией активными каталитическими центрами являются вершины или ребра кристаллов. Активными могут быть также различные нарушения в кристаллах. Однако эта теория по-прежнему не объясняет специфичности действия катализаторов и ничего не говорит о действии ядов. [c.339]

Специфичность действия особенно сильно проявляется у ферментов, которые являются биологическими катализаторами. [c.141]

Следующей важной особенностью катализа является специфичность действия катализатора. Нельзя рассматривап ь каталити — ческую активность как универсальное свойство катализатора. Многие катализаторы проявляют каталитическую активность в отношении одной или узкой группы реакций. Для каждой реакции целесообразно использовать свой наиболее активный и селективный ката — лизатор. [c.80]

Еще Вертело пытался ускорить реакцию между этиленом и серной кислотой, применяя в качестве катализаторов соли ртути. Фритцше [38] считал, что этилсерная кислота сама по себе достаточно акти1 ный катализатор. Это было подтверждено в работе [39]. В дальнейшем были изучены многие катализаторы [40, 41], причем наиболее эффективными оказались соли серебра, железа, меди и окислов ванадия. Действие солей в болынинстве случаев не зависит от аниона, но поскольку мы имеем дело с серной кислотой, рекомендуе -ся употреблять сульфаты (несколько отличаются друг от друга по действию соли одно- и двухвалентной меди). Иногда специфичность действия приписывается аммиачным солям [42] и циановым комплексам металлов [43], но, по нашему мнению, главная роль во всяком молекулярном комплексе принадлежит металлу (например, железу в соли Мора и ферроциановых соединениях). Различие может заключаться лишь в неодинаковом физическом состоянии катализатора в серной кислоте и в последующем изменении состояния с превращением части молекул серной кислоты в молекулы этилсерной кислоты или с введением влаги в серную кислоту. Сравнение действия различных катализаторов может привести к одним и тем же выводам кривые относительной интенсивности действия в ряду каталитических добавок приблизительно одного порядка. Абсолютные значения каталитического действия здесь не важны, поскольку они зависят от условий эксперимента. [c.22]

В отсутствие катализатора обе реакции протекают параллельно. Специфичность действия особенно велика у биока-тализаторов. Избирательность зависит не только от природы катализатора, но и от условий его применения. [c.119]

Мультиплетами были названы отдельные небольшие участки поверхности катализатора, состоящие из нескольких атомов или ионов, расположенных закономерно в соответствии со строением кристаллической решетки катализатора. Каталитическая активность имеет место в тех случаях, когда расположение этих атомов или ионов в поверхностном слое катализатора находится в геометрическом соответствии с расположением атомов в молекулах реагирующих веществ. При адсорбции такой молекулы содержащиеся в ней атомы под воз цействием соответствующих атомов или ионов поверхности катализатора и частично связываясь сними могут ослаблять связи между собой. В зависимости от вида атомов или ионов поверхностного слоя, расстояний между ними и геометрической закономерности в их расположении могут ослабляться те или другие связи в реагирующих молекулах. Этим и объясняется специфичность действия катализаторов. [c.497]

Высказано мнение, что алкилирование ароматических углеводородов может протекать не в результате промежуточного образования ионов карбония [53, с. 98], а эфиров кислоты, дающих при низких температурах с ароматическими ядрами соединения типа я-комплексов. С повышением температуры, как предполагают авторы, происходит дегидратация спиртов и последующее алкилирование бензола олефинами. В статье [.176] хотя и не оспаривается специфичность действия различных катализаторов и других факторов, авторы считают, что полученных в работе [53, с. 198] данных недостаточно для отказа от общепринятых положений, связанных с, образованием карбока-тиоиов. [c.102]

При RM -механизме третья частица выступает в роли гомогенного катализатора, обладающего специфичностью действия. В рамках именно этого механизма, очевидно, можно найти объяснение специ- фичности влияния третьих тел, с которой нередко сталкиваются при экспериментальном изучении тримолекулярной рекомбинации. [c.115]

Прекрасным примером каталитической реакции получения ароматических углеводородов является классический метод каталитической дегидрогенизации шестичленных нафтеновых углеводородов над платиновой или палладиевой чернью, разработанный Зелинским. При термическом крекинге циклогексана бензола практически не образуется, т. е. реакция дегидрогенизации в этих условиях не наблюдается. Продукты крекинга состоят в основном из открытых парафиновых и этиленовых углеводородов, образовавшихся в результате разрыва шестичленного ядра. В присутствии же платиновой или палладиевой уерни при температуре около 300° С наблюдается гладкая дегидрогенизация циклогексана (и других шестичленных нафтеновых углеводородов) без побочных реакций распада углеводородного ядра. Специфичность действия катализатора выражается также в-том, что-пятичленные нафтеновые углеводороды, парафины, а также двузамещенные (при одном углеродном атоме) циклогексаны, например-1,1-диметилциклогексан, вовсе не подвергаются дегидрогенизации в указанных условиях [Зелинский (66)]. Теоретическое обоснование-дегидрогенизационного катализа Зелинского разработано Баландиным (2) в его мультиплетной теории . [c.239]

Избирательность гидрирования проявляется также в специфичности действия катализаторов в зависимости от строения реагирующих молекул. Известно, что Ni более активен по отношению к С=С-связи, чем к С=0-связи, а СиСг04 —наоборот. Причина избирательности заключается, вероятно, в способности этих катализаторов адсорбировать молекулы реагента ориентированно благодаря этому различные части этих молекул деформируются и адсорбируются активными местами катализатора. С повышением температуры эта специфичность стирается. Прекрасным примером такой избиратель- [c.393]

Основная задача физической химии биокатализа состоит в выявлении некоторой общности причин, обуславливающих уникальные свойства биологических катализаторов. Может показаться, что постановка такой задачи слишком контрастирует с тем положением, которое господствовало в энзимологии еще несколько лет тому назад, когда, несмотря на обширные качественные сведения о специфичности действия многих сотен ферментов, мы не имели,— как отмечает Уиль-. ям Дженкс (1969),— ни в одном конкретном случае сколь либо детального или количественного представления о движущих силах катализа [11. Однако с тех пор благодаря усилиям ряда научных школ произошли существенные сдвиги. Хотя и трудно отдать предпочтение тем или иным методическим подходам, однако вряд ли можно оспаривать важность вклада, который в решение поставленной проблемы внесли кинетико-термодинамические исследования. Они приобрели особое значение, когдэ в результате рентгеновских исследований структуры кристаллических ферментов появилась возможность трактовать их результаты на молекулярном уровне. [c.3]

Дальнейшее развитие этих представлений привело к необходимости учета соответствия между строением реагирующих молекул и катализатора. А. А. Баландиным была выдвинута теория, по которой молекулы адсорбируются одновременно на двух или нескольких активных центрах. Если между расположением этих центров на определенном небольшом участке поверхности катализатора (мультиплете) и строением реагирующей молекулы существует геометрическое соответствие, то должен наблюдаться каталитический эффект. Например, дегидрогенизация ароматических соединений, содержащих шестичлениые кольца, происходит на металлических катализаторах, имеющих гексагональную решетку. При этом важно, что расстояния между атомами углерода в шестичленном кольце близки к межатомным расстояниям в решетке металла. Необходимость такого геометрического соответствия является одной из причин, обусловливающих специфичность действия катализаторов. [c.412]

Ныне в связи как с достижениями, так и с трудностями моделирования биокатализаторов взгляды на роль проблемы химической эволюции в изучении катализа существенно изменились. При моделировании биокатализаторов теперь принимаются во внимание уже не только некоторые общие закономерности биогенеза , но по возможности и вся совокупность такого рода закономерностей. Принципы искусственного отбора структур в направлении совершенствования моделей все более приближаются к принципам естественного отбора. Но, что весьма суидественно, одновременно с этим в самой каталитической химии накапливается все больше эмпирического материала, не укладывающегося в рамки отправных постулатов классической кинетики о неизменности химического состава, энергетических параметров и специфичности действия катализаторов. Изо дня в день появляется все больше работ, результаты которых свидетельствуют о физических и химических изменениях катализаторов, о самоприспособлении их к требованиям каталитической базисной реакции. [c.184]

Помимо чисто химического, гомогенный катализ имеет громадное биологическое значение. В организмах и животных, и растений содержатся ферменты —органические вещества сложного строения, играющие роль катализаторов при разнообразных жизйенных процессах. Они обнаруживают резкую специфичность действия, так как каждый из них ускоряет только определенный процесс, не влияя на другие. В этом отношении ферменты превосходят неорганические катализаторы, которые большей частью могут ускорять ряд сходных по химизму реакций. 3 [c.346]

Введением катализаторов температура разложения может быть значительно поии-жена. Например, в присутствии АЬОз или мелкораздробленной меди распад идет уже при 300 °С. Особенно ващио практически и характерно для специфичности действия катализаторов то обстоятельство, что отдельные их представители в р а з н о степен-И влияют на каждую из возможных параллельных реакций. Так, в рассматриваемом случае А1гОз заметно ускоряет только первую, Си —только вторую. Поэтому под Дей -ствием АЬОз распад винного спирта идет при 300 °С практически нацело с образова--нием этилена и воды, а под действием Си и при тех же самых внешних условиях—практически нацело с образованием уксусного альдегида и воДорода= Соответственно подбирая другие подходящие катализаторы, можно заставить обе реак [c.348]

Наибольшие трудности для теоретического истолкования представляет проблема специфичности действия катализатора/До сих пор еще неизвестно, какие именно свойства делают его пригодным для той или иной реакции. Например, хорошими катализаторами контактного получения H2SO4 наряду с платиной являются колчеданные огарки (остатки от обжига пирита, т. е. РегОэ с примесью СиО) и ванадиевокислое серебро (Ag3V04). Первый из этих катализаторов представляет собой металл, второй — смесь окислов, третий — соль. Казалось бы между ними нет ничего общего. -Между тем все они ускоряют один и тот же процесс, следовательно, сходство в характере действия активных центров все же есть. Чем оно обусловлено, остается пока неясным. [c.350]

Приведенные схемы реакции осуществляются в близких температурных интервалах, и все они являются термодинамически разрешенными, Специфичность действия катализаторов проявляется в избирательном осуществлении одного из термодинамических возможных направлений реакции. Воздействие катализатора на реакцию связано с промежуточным химическим взаимодействием его с реагирующими веществами, с вхождением катали.чатора в переходной комплекс химической реакции. Это определяет возможность осуществления реакции в присутствии катализатора по новому реакционному пути. Структура возникающего переходного комплекса каталитической реакции и его энергетическое состояние определяют скорость и наиравлеиие реакции под воздействием катализатора. [c.6]