АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Механизм гомогенного и гетерогенного катализа

Читайте также:
  1. E согласно механизму сотрудничества с системами фермента.
  2. I. ОБЩИЕ ПРОБЛЕМЫ КАТАЛИЗА
  3. II.1.4. Семантический механизм создания образного сравнения
  4. L.3.2. Процессы присоединения частиц. Механизмы роста.
  5. АДАПТАЦИЯ К ЗУБНЫМ ПРОТЕЗАМ КАК ПРОЯВЛЕНИЕ ПЛАСТИЧНОСТИ НЕРВНЫХ ЦЕНТРОВ. МЕХАНИЗМЫ АДАПТАЦИИ. РОЛЬ РЕЦЕПТОРОВ СЛИЗИСТОЙ ОБОЛОЧКИ ПОЛОСТИ РТА В АДАПТАЦИИ К ЗУБНЫМ ПРОТЕЗАМ.
  6. БИОМЕХАНИЗМ РОДОВ В ЗАДНЕМ ВИДЕ ЗАТЫЛОЧНОГО ПРЕДЛЕЖАНИЯ
  7. БИОМЕХАНИЗМ РОДОВ В ПЕРЕДНЕМ ВИДЕ ЗАТЫЛОЧНОГО ПРЕДЛЕЖАНИЯ
  8. БИОМЕХАНИЗМ РОДОВ ЛИЦЕВОМ ПРЕДЛЕЖАНИИ.
  9. Биомеханизм родов при головном предлежании.
  10. Биомеханизм родов при заднем виде затылочного предлежания.
  11. Вальцовые размолочные механизмы
  12. Возможные неисправности кривошипно-шатунного механизма двигателя Камаз-740, причины возникновения и способы устранения

Механизм гомогенного катализа обычно объясняют с помощью теории промежуточных соединений. Согласно этой теории, катализатор (K) сначала образует с одним из исходных веществ промежуточное соединение АK, которое реагирует с другим исходным веществом с восстановлением катализатора. Схематически это можно представить так:

А + Б = АБ (реакция протекает медленно в отсутствии катализатора)

В присутствии катализатора процесс разбивается на 2 стадии:

1) А + K = АK (протекает быстро)

2) АK + Б = АБ + К (протекает быстро)

Энергия активации каждой из этих двух стадий меньше энергии активации некаталитической реакции (рис. 46).

Конкретным примером гомогенного катализа может служить реакция окисления SO2 в SO3 в присутствии катализатора NO.

Без катализатора реакция даже при нагревании практически не идет:

2SO2 + O2 2SO3

 

Рис. 46. Энергетическая схема хода реакции:

1 – без катализатора;

2 – в присутствии катализатора

В присутствии NO её скорость существенно возрастает, но сама реакция протекает в 2 этапа:

1) 2NO + O2 = 2NO2

2) NO2 + SO2 = SO3 + NO

В гетерогенном катализе важнейшую роль играет адсорбция.

Поверхность твёрдого катализатора является неоднородной. На ней выделяют так называемые активные центры. Они возникают в тех местах поверхности катализатора, где атомы или ионы слабее всего связаны с кристаллической решеткой, т.е. там где силовое поле наименее насыщено: выступы или пики на поверхности, ребра граней кристаллов. Таких активных центров как правило мало. Они составляют всего лишь 0,1% от поверхности катализатора.

При этом реагирующие вещества адсорбируются на этих центрах. В результате чего увеличивается их концентрация на поверхности катализатора. А это отчасти приводит к ускорению реакции. Но главной причиной возрастания скорости реакции является сильное повышение химической активности адсорбированных молекул. Под действием катализатора (механизм этого воздействия является достаточно сложным и к настоящему времени детально не изучен) у адсорбированных молекул ослабляются связи между атомами и они становятся более реакционноспособными. Энергия активации реакции при этом существенно уменьшается.

После протекания реакции молекулы конечных продуктов десорбируются с активных центров катализатора и они могут присоединять к себе новые молекулы исходных веществ. Таким образом, в этом случае скорость реакции зависит ещё и от скоростей подвода к поверхности катализатора молекул исходных веществ и удаления молекул продуктов. В связи с этим для проведения гетерогенных процессов (как каталитических, так и некаталитических) в промышленности используют метод «кипящего слоя», при котором частички твёрдого вещества поддерживаются во взвешенном состоянии в жидкой или газовой фазе.

Активные центры обладают высокой чувствительностью к действию даже малых количеств каталитических ядов. Это объясняется тем, что их молекулы в первую очередь адсорбируются именно на активных центрах, блокируют их и выводят из участия в реакции.


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.003 сек.)