Катализ. Особенности каталитических процессов

💸 Как сделать бизнес проще, а карман толще?

Тот, кто работает в сфере услуг, знает — без ведения записи клиентов никуда. Мало того, что нужно видеть свое раписание, но и напоминать клиентам о визитах тоже. Проблема в том, что средняя цена по рынку за такой сервис — 800 руб/мес или почти 15 000 руб за год. И это минимальный функционал. Нашли самый бюджетный и оптимальный вариант: сервис VisitTime.
⚡️ Для новых пользователей первый месяц бесплатно. А далее 290 руб/мес, это в 3 раза дешевле аналогов. За эту цену доступен весь функционал: напоминание о визитах, чаевые, предоплаты, общение с клиентами, переносы записей и так далее.
✅ Уйма гибких настроек, которые помогут вам зарабатывать больше и забыть про чувство «что-то мне нужно было сделать».
Сомневаетесь? нажмите на текст, запустите чат-бота и убедитесь во всем сами!

Понятие катализа было введено Берцелиусом (1836 г). Катализ - изменение скорости реакции в присутствии некоторых веществ, называемых катализаторами, которые сами в процессе реакции остаются неизменными и по составу и по количеству.

Различают положительный и отрицательный катализ. В настоящее время до 70% химических реакций - это процессы каталитические. Катализаторы сильно влияют на скорость реакции, увеличивая ее в случае положительного катализа и понижая в случае отрицательного.

Вещества, уменьшающие скорость реакции, называется ингибиторами. Если катализатором является один из продуктов реакции, то такая реакция называется автокаталитической. Например, восстановление FeO водородом катализируется железом: FeO + H₂ → Fe + H₂O.

Катализаторам свойственны следующие особенности:

1. Катализатор не влияет на положение термодинамического равновесия, т.е. на величину константы равновесия, а только ускоряет достижение состояния равновесия.

2. Катализаторы обладают избирательностью (селективностью) действия, т.е. каждый катализатор ускоряет лишь определенные реакции:

Но существуют универсальные катализаторы, например AlCl₃ - катализатор хлорирования, изомеризации, алкилирования, полимеризации.

3. Катализатор приводит к уменьшению энергии активации катализируемой реакции по сравнению с реакцией без катализатора. Так как, энергия активации входит в показатель степени в уравнении Аррениуса, то даже небольшое ее понижение ведет к сильному увеличению скорости.

Для объяснения этого используется теория промежуточных соединений Аррениуса (1889 г): в ходе реакции образуется неустойчивое промежуточное соединение катализатора с реагирующими веществами (интермедиат), которое затем распадается с регенерацией катализатора.

Е₁- энергия активации реакции в отсутствии катализатора.

В присутствии катализатора (К) процесс протекает по стадиям (катализатор не участвует в стехиометрическом уравнении реакции):

А + К → АК (интермедиат, энергия активации - Е₂),

Рис. 5.9. Уменьшение энергии активации с помощью катализатора

Энергия активации данной реакции: Е=45500 кал/моль. В присутствии йода реакция идет в 1000 раз быстрее (E=32500 кал/моль).

4. Ускорение реакции пропорционально концентрации катализатора.

5. Физическое и химическое сродство катализатора к реагентам.

Для реакций гидрирования и дегидрирования используют Pt, Pd, Ni, которые обладают специфической адсорбцией водорода. Для реакции гидратации и дегидратации используют Al₂O₃, который склонен к образованию гидратов. Для реакций окисления используют серебро, медь, склонные к образованию нескольких степеней окисления.