Каталог книг

Современный катализ и химическая кинетика

Перейти в магазин

Сравнить цены

Описание

Второе издание известной монографии охватывает широкий круг вопросов - от основ кинетики до переработки нефти и защиты окружающей среды. Изложены современные методы изучения поверхностей и каталитических наночастиц. Сформулированы требования, предъявляемые к современным катализаторам. Указаны методы регулирования параметров катализаторов. Описаны методы экспериментального изучения поверхностных реакций и теория течения реагирующих газов в пористых каталитических слоях. Подробно рассмотрены основные технологические процессы, идущие с участием катализаторов, принципы действия и роль катализаторов в химических топливных элементах, базирующихся на органических и неорганических мембранах. Особое внимание уделено каталитичеcкой нейтрализации выхлопных газов двигателей и отходящих газов электростанций. Для студентов и преподавателей химических и химико-технологических факультетов, исследователей и разработчиков. 2-е издание.

Сравнить Цены

Предложения интернет-магазинов
Чоркендорф И., Наймантсведрайт Х. Современный катализ и химическая кинетика Учебное пособие Второе издание Чоркендорф И., Наймантсведрайт Х. Современный катализ и химическая кинетика Учебное пособие Второе издание 1416 р. chitai-gorod.ru В магазин >>
И. В. Касаткина, Е. В. Федоренко, Т. М. Прохорова Физическая химия. Учебное пособие И. В. Касаткина, Е. В. Федоренко, Т. М. Прохорова Физическая химия. Учебное пособие 414 р. ozon.ru В магазин >>
А. Д. Зимон Физическая химия. Учебник А. Д. Зимон Физическая химия. Учебник 529 р. ozon.ru В магазин >>
Эмануэль Э. Химическая и биологическая кинетика Избранные труды Том 2 Эмануэль Э. Химическая и биологическая кинетика Избранные труды Том 2 164 р. chitai-gorod.ru В магазин >>
Эмануэль Н. Химическая и биологическая кинетика Избранные труды В 2 томах Том 1 Эмануэль Н. Химическая и биологическая кинетика Избранные труды В 2 томах Том 1 341 р. chitai-gorod.ru В магазин >>
В. И. Горшков Основы физической химии В. И. Горшков Основы физической химии 330 р. litres.ru В магазин >>
А.П. Беляев Физическая и коллоидная химия. Учебник А.П. Беляев Физическая и коллоидная химия. Учебник 1369 р. ozon.ru В магазин >>

Статьи, обзоры книги, новости

Чоркендорф И, Наймантсведрайт Х

Чоркендорф И., Наймантсведрайт Х. Современный катализ и химическая кинетика. (Перевод с английского)

Изложены современные методы изучения поверхностей и каталитических наночастиц. Сформулированы требования, предъявляемые к современным катализаторам. Указаны методы регулирования параметров катализаторов. Описаны методы экспериментального изучения поверхностных реакций и теория течения реагирующих газов в пористых каталитических слоях. Подробно рассмотрены основные технологические процессы, идущие с участием катализаторов, принципы действия и роль катализаторов в химических топливных элементах, базирующихся на органических и неорганических мембранах. Особое внимание уделено

каталитической нейтрализации выхлопных газов двигателей и отходящих газов

Для студентов и преподавателей химических и химико-технологических факультетов, исследователей и разработчиков

Что такое катализ?

Катализаторами могут быть атомы, молекулы, энзимы

и поверхности твердых тел

Зачем необходим катализ?

Катализ и экологически чистая химия

Атомарная эффективность, is-факторы и «дружелюбие»

к окружающей среде

Катализ как междисциплинарная наука

Множественность пространственных масштабов в катализе

Временные масштабы в катализе

Катализ в периодических изданиях

Основные учебники по катализу

Кинетика химических реакций

Уравнение скорости реакций и порядки реакций

Реакции и термодинамическое равновесие

Пример химического равновесия: синтез аммиака

Химическое равновесие для неидеальных газов

Зависимость скорости реакций от температуры

Решения уравнений скорости реакций: зависимости от времени

концентраций в реакциях различного порядка

Взаимосвязанные реакции в проточных реакторах

приближение стационарного состояния

Взаимосвязанные реакции в емкостных реакторах

Приближение среднего поля

Изотермы адсорбции Ленгмюра

Механизмы Ленгмюра-Хиншельвуда или Илея-Ридела

Ступени реакций с близкими по величине скоростями

Приближение необратимых стадий

Приближение наиболее избыточного интермедиата реакции (НИИР)

Почти свободная поверхность

Кажущаяся энергия активации

Энтропия, производство энтропии, автокатализ, колебательные реакции

Кинетика реакций, катализируемых энзимами

Теория скоростей реакций

Распределение Больцмана и статистическая сумма

Статистические суммы атомов и молекул

Доказательство равенства ?2 и 1/Т

Распределение Максвелла-Больцмана по скоростям молекул

Полная статистическая сумма системы

Статистическая сумма для поступательного движения

Статистическая сумма колебательных движений

Вращательная (и ядерная) статистическая сумма

Электронная и ядерная статистические суммы

Молекулы в равновесии

Частота столкновений с поверхностью

Фундаментальные возражения против теории столкновений

Активирование молекул при столкновениях: теория Линдеманна

Теория переходных состояний

Термодинамическая форма выражения для скорости реакции в теории переходных состояний

Теория переходных состояний для поверхностных реакций

Непрямая адсорбция с формированием прекурсора

Реакции между адсорбированными молекулами

Определение параметров катализаторов

Рентгеноструктурный анализ (РСтА)

Рентгеноэлектронная спектроскопия (РЭС)

Спектроскопия дальней тонкой структуры рентгеновского поглощения (СДТСРП, EXAFS)

Электронная микроскопия (ЭМ, ПЭМ, СЭМ)

Мессбауэровская спектроскопия (МС)

Ионная спектроскопия: масс-спектроскопия вторичных ионов,

рассеяние низкоэнергетических ионов, обратное резерфордовское рассеяние (МСВИ, РНИ, ОРР)

Температурно-программируемые восстановление, окисление и сульфидирование

Инфракрасная спектроскопия (ИКС)

Методы исследования поверхности

Дифракция медленных электронов (ДМЭ)

Сканирующая зондовая микроскопия (СЗМ)

Сканирующая туннельная микроскопия (СТМ)

Атомно-силовая микроскопия (ACM)

Требования, предъявляемые к эффективным катализаторам

Структура металлов, оксидов, сульфидов и их поверхностей

Кристаллография поверхности металлов

Оксиды и сульфиды

Свободная энергия поверхности

Характеристики малых частиц и пористых материалов

Формование носителей катализаторов

Получение нанесенных катализаторов

Импрегнация, адсорбция, ионный обмен

Осаждение с отложением

Катализаторы без носителей

Компенсирующие катионы и кислотность

Десять заповедей по тестированию катализаторов

Транспортные ограничения и диффузионный модуль Тиле

Диффузия в порах

Следствия транспортных ограничений в тестировании катализаторов

Реакционная способность поверхности

Связи в молекулах

Гомоядерные двухатомные молекулы

Поверхность твердых тел

Электронный газ и модель «желе»

Модель сильной связи

Простая модель переходных металлов

Случай 1: атом на поверхности металла с постоянной

плотностью состояний электронов

Случай 2: атом на поверхности металла с sp-гибридизацией электронов

Случай 3: атом на поверхности переходных металлов

Качественный анализ результатов для модели Ньюнса-Андерсона

Адсорбция на поверхности металла электронного газа

Адсорбция атомов на поверхности переходных или d-металлов

Адсорбция молекул на поверхности переходных металлов

Электростатические эффекты в адсорбции атомов в модели «желе»

Важные закономерности поведения реакционной способности поверхности

Закономерности поведения энергии хемосорбции атомов

Закономерности хемосорбции молекул

Влияние напряжений и деформации на хемосорбцию

Особенности поведения реакционной способности поверхности

Физическая и химическая адсорбция, диссоциация молекул

Диссоциативная адсорбция: N2 на поверхности рутения

Закономерности диссоциативной адсорбции

Переходные состояния и влияние степени покрытия поверхности: гидрирование этилена

Возможность «настройки» реакционной способности поверхности

Универсальность гетерогенного катализа

Приложение. Метод функционала плотности

Кинетика поверхностных реакций

Простейшие поверхностные реакции

Адсорбция и «прилипание» молекул

Определение коэффициента прилипания

Количественная интерпретация данных температурно-программируемой десорбции

Компенсационный эффект в температурно-программируемой десорбции

Роль латеральных взаимодействий в поверхностных реакциях

Диссоциативные реакции на поверхности

Интермедиаты в поверхностных реакциях

Кинетические параметры, извлекаемые в модели

Схема реакции и выражение для скорости реакции

Энергия активации и порядки реакции

Катализатор синтеза аммиака в рабочих условиях

Практика гетерогенного катализа: водород

Процесс конверсии с водяным паром

Основные понятия процесса

Механистические детали конверсии с водяным паром

Проблемы в процессе конверсии с водяным паром

Пассивированный серой процесс конверсии: селективное

отравление катализатора серой

Катализаторы на основе сплавов золото/никель для конверсии с водяным паром

Прямое использование метана

Прямое получение метанола

Каталитическое частичное окисление метана

Реакции с участием синтез-газа

Основные понятия процесса

Прямой синтез метанола из СО и Н2

Конверсия водяного газа

История синтеза аммиака

Завод по производству аммиака

Научные предложения по повышению эффективности катализаторов

Промоторы и ингибиторы

Потребность в возобновляемых источниках энергии

Возобновляемые источники энергии

Водород и топливные элементы

Топливные элементы на протонопроводящих мембранах

Топливные элементы на твердых оксидах

Эффективность топливных элементов

Хранение и транспортировка водорода

Переработка нефти и нефтехимия

Гетероатомы и нежелательные элементы

Катализаторы в гидроочистке

Механизмы реакций гидрообессеривания

Каталитический крекинг в псевдоожиженном слое

Риформинг и бифункциональный катализ

Нефтехимия: реакции с участием низкомолекулярных олефинов

Частичное окисление и аммоксидирование пропилена

Катализ в реакциях полимеризации

Катализ и защита окружающей среды

Каталитическая нейтрализация выхлопных газов

Катализаторы «трех процессов»

Каталитические реакции с участием катализаторов «трех процессов»: механизмы и кинетика реакций

Реакция окисления СО

Является ли реакция окисления СО структурно-нечувствительной?

Реакция СО + NO при высоких давлениях

Реакции с участием углеводородов

Катализаторы накопления/восстановления NOx в двигателях с низким содержанием топлива

Заключительные замечания по каталитической обработке выхлопных газов

Загрязнение воздуха крупными стационарными источниками вредных веществ

Процесс селективного каталитического восстановления

Катализатор для процесса селективного каталитического восстановления

Кинетика реакций селективного каталитического восстановления

Процесс селективного каталитического восстановления для использования в транспортных средствах

Вопросы и упражнения

Некоторые полезные фундаментальные постоянные

Источник:

www.twirpx.com

Химическая кинетика и катализ

Химическая кинетика и катализ

Учение о скоростях химических реакций называется химической кинетикой.

Скорость химической реакции характеризует развитие реакции во времени и определяется изменением концентрации любого из реагирующих веществ (или продуктов реакции) в единицу времени. От скорости химической реакции зависит время достижения в системе равновесного состояния. Поскольку количества взаимодействующих исходных веществ и продуктов связаны уравнением химической реакции, то изменения концентраций всех участвующих в реакции веществ пропорциональны друг другу (с учетом стехиометрических коэффициентов в уравнении реакции). Скорость реакции зависит от концентрации реагирующих веществ, температуры, давления, наличия катализатора, воздействия излучений и др. Для биологических систем характерным является протекание реакций с незначительными скоростями (например гидролиз нуклеиновых кислот, полисахаридов, белков).

Скорость реакции, измеренная по изменению концентрации вещества за некоторый промежуток времени, называется средней скоростью ( ). Средняя скорость реакции неодинакова в интервале времени τ. Чем меньше рассматриваемый интервал времени, тем ближе определяемая скорость к скорости истинной (при Dτ ® 0 истинная скорость равна производной концентрации по времени: , т.е. это мгновенная скорость, или скорость в данный момент). Скорость химической реакции в зависимости от концентрации выражается законом действующих масс (Гульберг и Вааге): скорость гомогенной реакции при постоянной температуре пропорциональна произведению мольных концентраций реагирующих веществ, причем концентрация каждого данного вещества берется в степени, равной его стехиометрическому коэффициенту в уравнении реакции.

Так, для произвольной реакции

а A + b B = c C + d D

уравнением для расчета скорости прямой реакции будет:

(5.1)

где k – постоянный для каждой реакции и данной температуры коэффициент пропорциональности между скоростью и концентрациями, называемый константой скорости реакции, причем, как следует из уравнения (5.1), υ = k при = 1. Константа скорости реакции не зависит от концентрации реагирующих веществ, но зависит от их природы, температуры процесса и наличия катализатора. Для гетерогенной реакционной системы, например

скорость реакции будет зависеть от степени развития поверхности (измельчения) твердого угля, что учитывается константой скорости реакции, и для данной степени развития поверхности скорость будет определяться только концентрацией паров воды: υ = k · С (Н2О).

Скорость газовых реакций будет зависеть от давления. Так, при увеличении давления в два раза для системы Н2 + I2 = 2НI концентрации водорода и паров йода также увеличатся в два раза, следовательно, скорость реакции возрастет в четыре раза.

Сумма всех показателей степеней при концентрациях в уравнении для скорости реакции (5.1), т.е. a + b = n,называется порядком реакции.

Для характеристики простейших реакций, протекающих в одну стадию, введено понятие об их молекулярности. Молекулярность реакции определяется минимальным числом молекул, одновременно участвующих в элементарном акте данной реакции. Молекулярность и порядок реакции численно совпадают только для простейших реакций. Для сложных процессов эти характеристики реакции будут отличаться (порядок реакции меньше ее молекулярности). Следовательно, формальное понятие о порядке реакции в большинстве случаев не отражает ее сложного механизма, т.е. наличия нескольких промежуточных элементарных реакций (стадий). Однако знание экспериментального порядка реакции позволяет судить о ее предполагаемом механизме путем сопоставления расчетных и экспериментально наблюдаемых значений величины n. Когда порядок реакции, найденный экспериментально, не соответствует числу моль реагентов, участвующих в реакции, то это говорит о том, что реакция не является элементарным процессом, а протекает по сложному механизму. Для сложного механизма скорость суммарной реакции определяется скоростью наиболее медленной (лимитирующей) стадии многоступенчатого процесса. Таким образом, если реакция протекает в одну стадию, то порядок ее равен молекулярности; если реакция протекает в несколько стадий, то порядок каждой из стадий реакции равен молекулярности только этой стадии. Следовательно, экспериментальное определение порядка реакции может служить методом изучения ее механизма.

Если для осуществления элементарного акта необходима всего одна частица (молекула) А, то такая реакция называется мономолекулярной, и для нее υ = kCА. Для элементарного процесса с одновременным участием двух частиц реакция будет называться бимолекулярной (υ = k·CA·CB, или (при СА = СВ =Ci) υ = k ) и т.д.

Хотя скорость реакций пропорциональна частоте столкновений между молекулами, к реакциям приводят только столкновения между активными молекулами, средняя энергия которых превышает среднюю энергию участников реакции. При сообщении молекулам некоторой энергии активации Е (избыточная энергия над средней) уменьшается потенциальная энергия взаимодействия атомов в молекулах, связи внутри молекул ослабевают, молекулы становятся реакционноспособными. Энергия активации не обязательно подводится извне, она может быть сообщена некоторой части молекул путем перераспределения энергии при их столкновениях. По Больцману, среди N молекул находится следующее число активных молекул N   обладающих повышенной энергией  :

, (5.2)

где Е – энергия активации, показывающая тот необходимый избыток энергии, по сравнению со средним уровнем, которым должны обладать молекулы, чтобы реакция стала возможной; остальные обозначения общеизвестны.

При термической активации для двух температур T1 и T2 отношение констант скоростей будет:

,(5.3)

откуда ,(5.4)

что позволяет определять энергию активации по измерению скорости реакции при двух различных температурах Т1 и Т2.

Расчеты с использованием теоретического уравнения (5.3) подтвердили найденное ранее эмпирическим путем правило о том, что повышение температуры на 10 0 увеличивает скорость реакции в 2 – 4 раза (приближенное правило Вант-Гоффа). Число, показывающее, во сколько раз увеличивается скорость реакции (следовательно, и константа скорости) при увеличении температуры на 10 0 называется температурным коэффициентом реакции:

.(5.5)

или . (5.6)

Это означает, например, что при увеличении температуры на 100 0 для условно принятого увеличения средней скорости в 2 раза (g = 2) скорость реакции возрастает в 2 10 , т.е. приблизительно в 1000 раз, а при g = 4 –в 4 10 , т.е. в 1000000 раз. Правило Вант-Гоффа применимо для реакций, протекающих при сравнительно невысоких температурах в узком их интервале. Резкое возрастание скорости реакции при повышении температуры объясняется тем, что число активных молекул при этом возрастает в геометрической прогрессии.

Можно показать, что между lg k и имеется линейная зависимость:

(уравнение Аррениуса), (5.7)

где А = const, В = const.

Величина А определяется соотношением: . (5.8)

Величина В определяется по числу столкновений между молекулами (С):

Уравнение Аррениуса справедливо для более широкого интервала температур, чем температурный интервал, определяемый правилом Вант-Гоффа.

Постоянные А и В в уравнении (5.7) можно найти используя графическую зависимость константы скорости реакции от температуры (тангенс угла наклона прямой есть величина А, а отсекаемый ею на оси lg k отрезок позволяет найти величину В). Таким путем можно определять энергию активации Е изучаемой реакции.

Катализ – это изменение скорости реакции под действием веществ, которые, участвуя в процессе, к концу его остаются химически неизменными. Такие вещества называются катализаторами. Катализатор только ускоряет наступление равновесия, но не смещает его, и поэтому в присутствии катализатора нельзя получить в равновесной смеси больше продуктов реакции, чем без него. Различают два типа катализа: гомогенный (катализатор и реакционная смесь образуют гомогенную фазу) и гетерогенный (катализатор находится в виде самостоятельной фазы, и реакция протекает на его поверхности). Скорость реакции изменяется путем уменьшения энергии активации данной реакции. Механизм действия катализаторов многообразен, но часто он заключается в образовании с одним из участвующих в реакции веществ промежуточного соединения, которое затем реагирует с другим веществом с образованием конечного продукта и свободного катализатора. При этом энергия активации каждой из стадий меньше энергии активации реакции, идущей в отсутствие катализатора.

Скорость гомогенных каталитических реакций (в качестве катализаторов здесь часто выступают растворы активных веществ в воде или органических растворителях) пропорциональна концентрации добавленного катализатора, хотя количество последнего обычно невелико. Во многих случаях гомогенный катализ может быть вызван ионами водорода или гидроксила (кислотно-основной катализ). Так, при инверсии тростникового сахара (расщепление его на глюкозу и фруктозу) по реакции

энергия активации ее составляет 133,76 кДж/моль, тогда как в присутствии катализаторов (ионов водорода) она снижается до 107,01 кДж/моль и даже до 39,29 кДж/моль – в присутствии фермента сахаразы.

В гетерогенном катализе катализатор обычно представляет собой твердое вещество, а вещества, участвующие в реакции, – жидкости или газы. Реакция протекает на поверхности катализатора, адсорбирующего одно или несколько реагирующих веществ, которые образуют с поверхностью нестойкие промежуточные соединения (химическая адсорбция). Затем молекулы адсорбированных веществ вступают в целевую реакцию, что сопровождается уменьшением энергии активации. Свойства молекулы адсорбированного вещества в энергетическом смысле заметно изменяются и при простой физической адсорбции, т.е. протекающей без образования промежуточного комплекса. В этом случае происходит «разрыхление», ослабление связей у реагирующих веществ, что также приводит к снижению энергии активации. При гетерогенном (поверхностном) катализе важную роль (для активности катализатора) играют свойства поверхности – удельная поверхность, химический состав поверхностного слоя, его структура (неоднородность, существование активных центров) и др. С этими факторами часто бывает связана и значительная избирательность действия гетерогенных катализаторов.

Дополнительные вещества, повышающие активность катализатора, называются активаторами или промоторами. Вещества, понижающие активность катализаторов, называются каталитическими ядами.

Ферментативный катализ (биокатализ), играющий исключительную роль в жизнедеятельности животных и растений, реализуется в природе с помощью ферментов – полимерных веществ белковой природы. Ферменты состоят в основном(иногда полностью) из белков, т.е. они образованы из аминокислот с определенной пространственной структурой полипептидных цепей. В состав небелковой части фермента могут входить ионы металлов и некоторые органические вещества. При этом каталитической активностью обладает только определенный участок молекулы фермента – ее активный центр, образующий с молекулой реагирующего вещества промежуточное соединение, способное к дальнейшим превращениям. Отличительной чертой ферментов-катализаторов, наряду с их высокой эффективностью, является и резко выраженное дифференцированное каталитическое действие, что проявляется в ускорении только очень узкого круга реакций. Так, время «полупревращения» для реакции разложения мочевины водой при 25 о С составляет 10 9 c, а в присутствии фермента – уреазы 10 -4 c. Активность ферментов зависит в значительной мере от рН среды, концентрации фермента и температуры.

Комплексное соединение кобальта (витамин В12) необходимо для процессов кроветворения. Металлопорфирины железа входят в состав гемоглобина, а также ферментов каталазы, пероксидазы. Энзимы, гормоны, витамины являются активными биокатализаторами в биохимических процессах и участвуют в процессах пищеварения, различном биологическом окислении, спиртовом и уксуснокислом брожении и др.

Источник:

helpiks.org

Лекция 6

Лекция 6. Химическая кинетика и катализ;

1. Скорость химических реакций.

2. Энергия активации.

3. Необратимые и обратимые реакции. Химическое равновесие.

4. Понятие о катализе и катализаторах.

1. Химическая кинетика – это раздел физической химии, изучающий скорость химических реакций. Скорость химической реакции равна изменению концентрации реагирующих веществ в единицу времени в единице реакционного пространства. Рассмотрим в общем виде скорость реакции, протекающей по уравнению А + В = АВ. По мере израсходывания вещества А скорость реакции уменьшается. Скорость реакции может быть определена лишь для некоторого промежутка времени. Концентрация вещества А в момент времени t1 измеряется величиной с1, а в момент времени t2 – величиной с2. То за промежуток времени Δt = t2 - t1 изменение концентрации вещества составит Δс = с2 - с1. Тогда истинная скорость равна: υ = + . Скорость химической реакции имеет единицу измерения: моль/ (л·с).

Факторы, влияющие на скорость химических реакций. Скорость химических реакций зависит от природы реагирующих веществ и условий протекания реакций: концентрации, температуры, давления, присутствия катализаторов. Скорость химической реакции пропорциональна произведению концентрации реагирующих веществ (основной закон химической кинетики).

Влияние температуры на скорость химической реакции подчиняется правилу Вант-Гоффа. При повышении температуры на каждые 10 о С скорость большенства реакций увеличивается в 2-4 раза.

2. Скорость химической реакции определяется числом столкновений, в которых принимают участие активные молекулы (частицы), обладающие энергией, достаточной для осуществления данной реакции. Неактивные частицы можно сделать активными, сообщив им дополнительную энергию. Этот процесс называется активацией. Активировать молекулы можно например повышением температуры. Энергия которой должны обладать молекулы для того, чтобы их столкновение могло привести к образованию нового вещества, называется энергией активацииа).

Рассмотрим в общем виде ход реакции А2 + В2 = 2АВ. Чтобы реагирующие вещества А2В2 образовали продукт реакции АВ, они должны преодолеть энергетический барьер С. На это затрачивается энергия активации. При этом в ходе реакции из частиц реагирующего вещества образуется промежуточная переходная группировка, называемая переходным состоянием или активированным комплексом. Последующий распад активированного комплекса приводит к образованию конечных продуктов реакции АВ.

3. Реакции, которые протекают только в одном направлении и завершаются полным превращением реагирующих веществ в конечные вещества, называются необратимыми. Например, разложение бертолетовой соли при нагревании:

2КСIO3 + 2КCI + 3O2

Обратимыми называют такие реакции, которые одновременно протекают в двух взаимно-противоположных направлениях – прямом и обратном. Например, образование и разложение иодоводорода:

Н2 + I2 2HI

Обратимые реакции не доходят до конца и заканчиваются установлением химического равновесия. Состояние системы реагирующих веществ, при котором скорости прямой и обратной реакции равны между собой, называется состоянием химического равновесия.

Смещение химического равновесия. Принцип Ле-Шателье. Если на систему находящуюся в состоянии химического равновесия, оказывается внешнее воздействие (изменяется температура, давление, концентрация), то положение равновесия смещается в сторону, противоположную данному воздействию. Рассмотрим это на примере реакции синтеза аммиака:

3 Н2 + N2 2NH3

Если внешнее воздействие выражается в увеличении концентрации азота и водорода, то химическое равновесие смещается в сторону образования аммиака. Увеличение концентрации аммиака смещает равновесие в сторону исходных веществ.

4.Скорость химических реакций можно увеличить с помощью катализаторов. Катализаторами называют вещества, изменяющие скорость химических реакций. Сам катализатор в реакциях не расходуется и в конечные продукты не входит. Явление изменения скорости реакции под воздействием катализаторов называется катализом. Одни катализаторы значительно ускоряют химическую реакцию – положительный катализ, а другие замедляют – отрицательный катализ (ингибирование). Вещества, замедляющие скорость химических реакций называют ингибиторами. Примером положительного катализа является увеличение скорости разложения бертолетовой соли в присутствии оксида марганца (IV). Примером отрицательного катализа является уменьшение скорости разложения пероксида водорода в присутствии небольших доз серной кислоты.

Различают два вида катализа – гомогенный и гетерогенный. Особенность гомогенного катализа является то, что реагирующие вещества и катализатор находятся в одном и том же фазовом состоянии. Примером газовой гомогенной каталитической реакции является разложение оксида углерода (II) в присутствии паров воды. При гетерогенном катализе реагирующие вещества и катализатор образуют систему их разных фаз. Например, гидрирование этилена в присутствии никелевого катализатора.

Механизм действия катализаторов. Если в медленно протекающую реакцию А + В = АВ ввести катализатор К, то катализатор вступает в химическое взаимодействие с одним из исходных веществ, образуя промежуточное соединение: А + К = АК. Затем промежуточное соединение АК взаимодействует с другим исходным веществом, при этом катализатор освобождается: АК + В = АВ + К. Например, окисление SO2 в SO3 с участием катализатора NO.

При изучении свойств катализаторов установлено, что их поверхность неоднородна. На ней имеются активные центры на которых и протекают каталитические реакции. Некоторые вещества снижают активность катализаторов. Такие вещества называют каталитическими ядами. Например, соединения мышьяка, ртути, свинца угнетают активность платиновых катализаторов. Имеются вещества, которые усиливают действие катализаторов. Их называют промоторами (добавки железа и алюминия для платиновых катализаторов).

Источник:

studopedia.su

Современный катализ и химическая кинетика в городе Ярославль

В данном интернет каталоге вы сможете найти Современный катализ и химическая кинетика по разумной стоимости, сравнить цены, а также посмотреть другие предложения в категории Наука и образование. Ознакомиться с параметрами, ценами и обзорами товара. Доставка производится в любой город России, например: Ярославль, Липецк, Новокузнецк.