Промышленный катализ. Сущности и виды катализа - Направление совершенствования химических производств

Катализ - явление возбуждения химических реакций веществами-катализаторами. Катализатор многократно вступает в промежуточное химическое взаимодействие с участниками реакции и восстанавливает свой состав после каждого цикла промежуточного взаимодействия.

Суть каталитического действия заключается в следующем. Химическое превращение протекает через образование активного комплекса, обладающего неким количеством избыточной энергии достаточной для перестройки участвующих в нем молекул и образования новых химических связей, т. е. получения новых веществ - продуктов реакции.

Катализатор не изменяет равновесие системы.

Существуют и применяются вещества, замедляющие, тормозящие химические реакции-антикатализаторы и ингибиторы. Это явление иногда называют антикатализом.

Сущность ускоряющего действия катализаторов состоит в понижении энергии активации химической реакции в результате изменения реакционного пути с участием катализатора или вследствие осуществления реакции по цепному механизму при инициирующем действии катализатора.

По влиянию на скорость реакции катализ многие источники делят на положительный (скорость реакции растет) и отрицательный (скорость реакции падает). В последнем случае происходит процесс ингибирования, который нельзя считать 'отрицательным катализом', поскольку ингибитор в ходе реакции расходуется.

Катализ бывает гомогенным и гетерогенным (контактным). В гомогенном катализе катализатор состоит в той же фазе, что и реактивы реакции, в то время, как гетерогенные катализаторы отличаются фазой.

При гомогенном катализе действие катализатора связано с тем, что он вступает во взаимодействие с реагирующими веществами с образованием промежуточных соединений, это приводит к снижению энергии активации

При гетерогенном катализе ускорение процесса обычно происходит на поверхности твердого тела -- катализатора, поэтому активность катализатора зависит от величины и свойств его поверхности. На практике катализатор обычно наносят на твердый пористый носитель.

Механизм гетерогенного катализа сложнее, чем у гомогенного. Механизм гетерогенного катализа включает пять стадий, причем все они обратимы.

    1)Диффузия реагирующих веществ к поверхности твердого вещества 2)Физическая адсорбция на активных центрах поверхности твердого вещества реагирующих молекул и затем хемосорбция их 3)Химическая реакция между реагирующими молекулами 4)Десорбция продуктов с поверхности катализатора 5)Диффузия продукта с поверхности катализатора в общий поток

По природе промежуточного хим. взаимодействия реагирующих веществ и катализатора:

    - гомолитический - хим. взаимодействие идет по гомолитическому механизму - гетеролитический - по гетеролитическому механизму - биофункциональный - включает оба типа взаимодействия.

Похожие статьи




Промышленный катализ. Сущности и виды катализа - Направление совершенствования химических производств

Предыдущая | Следующая