Справочник от Автор24
Все самое важное в приложении

Механизмы каталитических реакций

Общие понятия

Определение 1

Катализатор - это вещество, которое вступает в реакцию и увеличивает ее скорость, но само при этом остается неизменным по окончании реакции.

Процесс увеличения скорости в присутствии катализатора называется катализом. Выделяют два вида катализа: гомогенный и гетерогенный. Гомогенным называется катализ, когда реагенты и катализатор находятся в одном агрегатном состоянии. При гетерогенном катализе, наоборот, реагенты и катализатор находятся в разных агрегатных состояниях. Например, катализатор - твердое вещество, реагирующие вещества - жидкости или газы.

Основной гипотезой, которая объясняет катализ, является предположение об образовании промежуточных продуктов при взаимодействии исходного вещества и катализатора: АК + В = АВ + К (К - катализатор). Данная реакция показывает, что катализатор может принимать участие в реакции множество раз, но это только теория, так как на практике в реакционной среде могут присутствовать каталитические яды, то есть вещества, которые уменьшают или полностью уничтожают активность катализатора.

Английский язык для начинающих
Не откладывай мечты — начни говорить под руководством опытного преподавателя
Узнать подробнее

Катализаторы также обладают избирательностью. То есть, если катализатор изменяет скорость одной реакции, то это же вещество может не оказывать влияния на скорость другой реакции.

Гомогенный катализ

Рассмотрим пример гомогенного катализа.

Реакция окисления $\mathrm {SO_2 в SO_3}$ без катализатора практически не идет, так как скорость реакции очень мала. Для осуществления данной реакции используется катализатор $\mathrm {NO}$. В этом случае происходит образование промежуточного соединения, а именно оксида азота (IV).

Представим реакцию в общем виде для лучшего понимания.

$\mathrm {A + B = AB}$

$\mathrm {B + K = BK}$

$\mathrm {BK + A = AB + K}$

Теперь напишем реакцию окисления $\mathrm {SO_2}$ в присутствии катализатора.

$\mathrm {2SO_2 + O_2 = SO_3}$

$\mathrm {O_2 + 2NO= 2NO_2}$

$\mathrm {2NO_2 + 2SO_2 = 2SO_3 + 2NO}$

В данной реакции оксид азота, который выступает в качестве катализатора, остается по окончании реакции в неизменном виде.

Гетерогенный катализ

В качестве объяснения протекания гетерогенного катализа используется адсорбционная теория.

Теорема 1

Адсорбционная теория заключается в том, что частицы адсорбируются на поверхности катализатора, которая является неоднородной (на ней имеются активные центры). В адсорбированных молекулах реагентов под действием активных центров катализатора связи между атомами становятся менее прочными, молекулы деформируются, либо диссоциируют на атомы.

Рассмотрим гетерогенный катализ на примере окисления $\mathrm {SO_2 \ в \ SO_3}$ на поверхности оксида ванадия. В результате образуется промежуточное соединение - $\mathrm {VO_2}$

$\mathrm {SO_2 + V_2O_5 = SO_3 + 2VO_2}$

$\mathrm {2VO_2 + 1/2O_2 = V_2O_5}$

Не нашел нужную статью?
Воспользуйся новым поиском!
Находи статьи и создавай свой список литературы по ГОСТу
Поиск по теме
Дата последнего обновления статьи: 12.09.2022
Трудности с учебой
Трудности с написанием работы?

Эксперты на Автор24 помогут сделать любую учебную работу!

Попробуй бесплатный инструмент для оформления работы по ГОСТу «ДокСтандарт»

Загрузи учебную работу и получи отформатированную версию всего через 30 секунд

Попробовать
Все самое важное и интересное в Telegram

Все сервисы Справочника в твоем телефоне! Просто напиши Боту, что ты ищешь и он быстро найдет нужную статью, лекцию или пособие для тебя!

Перейти в Telegram Bot