Предыдущая Следующая
Химические реакции, протекающие в присутствии катализаторов, называются каталитическими. На большинство
химических реакций может быть оказано каталитическое воздействие. Число
катализаторов велико. Их каталитическая активность весьма различна. Она определяется
изменением скорости реакции, вызываемым катализатором.
Различают два вида катализа – гомогенный (однородный) и гетерогенный (неоднородный)
катализ.
При гомогенном катализе реагирующие вещества и
катализатор образуют однородную систему – газовую или жидкую. В этом
случае между катализатором и реагирующими веществами отсутствует поверхность раздела.
Примером может служить каталитическое окисление оксида серы (IV) оксидами азота в
камерном способе получения серной кислоты (газовая фаза),
а также действие разнообразных ферментов в биологических процессах. Для гомогенного
катализа установлено, что скорость химической реакции пропорциональна концентрации
катализатора.
При гетерогенном катализе реагирующие вещества и
катализаторы образуют систему из разных фаз. В этом случае между
катализатором и реагирующими веществами существует поверхность раздела. Обычно катализатор
является твердым веществом, а реагирующие вещества – газами или жидкостями. Например,
окисление аммиака (газообразная фаза) в присутствии платины (твердая фаза). Все
реакции при гетерогенном катализе протекают на поверхности катализатора. Поэтому
активность твердого катализатора будет зависеть и от свойств его поверхности (размера,
химического состава, строения и состояния).
Действие положительных катализаторов сводится к уменьшению энергии активации
реакции, другими словами, к снижению высоты энергетического барьера (см. рис.
22, пунктирная кривая).
В присутствии катализатора
образуется активированный комплекс с более низким
уровнем энергии, чем без него, а потому скорость реакции резко возрастает.
Механизм действия катализаторов обычно объясняют образованием промежуточных
соединений с одним из реагирующих веществ. Так, если медленно протекающую реакцию
A + B = AB вести в присутствии катализатора K, то катализатор вступает
в химическое взаимодействие с одним из исходных веществ, образуя непрочное
промежуточное соединение:
Предыдущая Следующая
|
