Големина на текста:
12. Катализа. Същност, основни понятия, хомогенна и хетерогенна катализа.
Особености на катализаторите и на тяхното действие. Механизъм на
каталитичното действие.
Химичните реакции се ускоряват при повишаване на температурата.
Използването на тази закономерност е свързано с разход на енергия, а при някои
равновесни процеси това води и до намаляване на добивите. За да се преодолеят
тези затруднения се използват катализатори. Това е един от най-ефективните начини
за промяна на скоростта на химичните реакции.
Катализаторите са вещества, които променят скоростта на хи мичните
реакции, без да търпят значителни качествени и количест вени изменения в
края на процеса. Реакции, които протичат в при съствие на катализатори, се
наричат каталитични, а явлението - ка тализа.
Проблемите, свързани с катализата, са проблеми на химичната кинетика - а
именно установяване на механизма на химичните реакции в присъствие на
катализатор.
Катализаторите не могат да предизвикат извършването на химична реакция,
която не може да протече. Тяхното действие се изразява в промяна на активиращата
енергия Е
а
на реакцията. Например за реакцията:
Е
а
без катализатор е 168 kJ/mol, а в присъствие на катализатор Pt е 59 kJ/mol.
На практика след по-дълга употреба на катализатора неговата каталитична
активност намалява. Явлението е известно като "стареене на катализатора".
Катализаторът не измества химичното равновесие и не променя стойността на
равновесната константа. Влиянието на катализатора се различава от влиянието на
температурата по това, че с катализатора не се внася енергия в системата.
II. Хомогенна и хетерогенна катализа
В зависимост от вида на системата, която образуват изходните вещества и
катализаторът, катализата бива хомогенна и хетерогенна.
Ако катализаторът и реагиращите вещества образуват хомогенна система,
катализата е хомогенна, а процесите се наричат хомогенно-каталитични.
Такива са окислението на SO
2
до SО
3
в присъствие на NO, разлагането на Н
2
О
2
при
катализатор разтвор на FeCl
3
или Сг
2
О
7
2-
, окислението на СО до СO
2
при наличие
на водни пари, естерификацията на киселини и алкохоли, катализирана от Н
+
от
минерална киселина и др.
Скоростта на хомогенно-каталитичните процеси е пропорцио нална на
концентрацията на катализатора. От гледна точка на теорията на междинните
съединения това се обяснява с факта, че като участник в междинни реакции,
катализаторът се явява и реагиращо вещество. Например ако към Н
2
O
2
се прибавят
1
разтвори на FеСl
3
с различна концентрация, разлагането ще протича с по-голяма
скорост в епруветката, където е прибавен по-концентрираният разтвор на FеСl
3
.
Когато катализаторът и реагиращите вещества образуват хетерогенна
система, т.е. са в различни фази, катализата е хетерогенна, а процесите са
хетерогенно -каталитични. Най-често катализаторът е твърдо вещество.
Например:
Разлагането на Н
2
О
2
в присъствие на твърдия МnO
2
също е пример за
хетерогенна катализа.
Ако към Н
2
О
2
се прибави МnO
2
с различна степен на диспергираност -
прахообразен и по-едрозърнест, скоростта на хетерогенно-каталитичната реакция
ще бъде по-голяма в епруветката с прахообразен МnО
3
- Следователно скоростта
на хетерогенно-каталитичните процеси е пропорционална на повърхността на
твърдия катализатор.
III. Особености на катализаторите и на тяхното действие
1.Катализаторите ускоряват или забавят само възможни химични
реакции. Те не могат да предизвикат химична реакция, която по
принцип не може да протече.
2.Катализаторите са;
-положителни, когато ускоряват реакциите, например:
-oтрицателни (инхибитори), когато намаляват скоростта им, например:
Приема се, че положителните катализатори намаляват положителното
каталитично действие на някое щество, присъстващо в реакционната система.
В горния случай инхибитори са Н
3
РО
4
, респ. барбитуровата киселина.
3.Катализаторите се характеризират и със своята активност.
Активността се определя като способност да ускоряват в различна степен и
за различен период от време химичните реакции. От няколко възможни
положителни катализатора за една и съща реакция най-активен е този,
който я ускорява в най-голяма степен за най-дълъг период. Например от
възможните за амонячната синтеза катализатори Рt и Fе
по-активен е Рt, но той е и по-скъп. При подобни случаи активността на
по-малко активния, но по-евтин катализатор може да се повиши под
2
действието на малки количества от други вещества, които сами по себе си
не са катализатори. Тези вещества се наричат промотори или
активатори. В горния случай активността на Fе катализатор се повишава
в присъствието на активатори като Аl
2
О
3
и К
2
О.
Обратно на промоторите съществуват вещества, които дезактивират
катализаторите, т.е. спират активността им. Тези вещества се наричат
каталитични отрови. Например при амонячната синтеза железният
катализатор се дезактивира в присъствие на О
2
, СО или арсенови
съединения, затова азотоводородната смес трябва добре да се освободи
дори от следи от тези каталитични отрови. Както про- моторите, така и
каталитичните отрови са странични за химичната реакция вещества.
Тяхното присъствие съответно засилва или подтиска катахимичната
активност.
4.Един и същи катализатор може да ускорява няколко
химични реакции, например Н
2
4
(друга минерална киселина) — Н
+
са
катализатори при химичните реакции:
5.Селективност или избирателна способност. Голяма част от
катализаторите ускоряват само един от няколко възможни химични
процеса, например
6.Катализаторите влияят в еднаква степен върху скоростта на
правата и на обратната реакция, когато химичните реакции са обратими:
3

Това е само предварителен преглед

За да разгледате всички страници от този документ натиснете тук.
Последно свалили материала:
ДАТА ИНФОРМАЦИЯ ЗА ПОТРЕБИТЕЛЯ
09 май 2022 в 10:17 студент на 33 години от София - Химикотехнологичен и металургичен университет, факулетет - Факултет по химични технологии, специалност - За всички специалности, випуск 2023
 
Подобни материали
 

Електролиза. Химични източници на електрична енергия

29 мар 2006
·
2,023
·
2
·
302
·
373

Електролиза. Химични източници на електрична енергия - теоретична обстановка, начин на работа, опити.
 

Физикохимия

09 дек 2008
·
422
·
21
·
6,648

Адсорбцията е явление намиращо приложение в отрасли като хетерогенна катализа хвп козметичната при процеси на багрене във всички видове хроматографии в нефтохимическата промишленост...
 

Моделиране на реактори с кипящ слой катализатор

24 мар 2008
·
58
·
15
·
1,207
·
76

Химическите реактори са апарати, в които протичал сложни процеси на химически превръщания. Разнообразието им е много голямо, както от гледна точка на .... конструктивното оформление ,
 

Катализа

18 ное 2006
·
1,623
·
7
·
1,487
·
570
·
1
·
4
·

Химичните реакции се ускоряват при повишаване на температурата. Използването на тази закономерост в практиката е свързано с разход на енергия...
 

Азотен оксид

15 авг 2007
·
232
·
2
·
138
·
102
·
1

Азотният оксид, е съединение на азота с кислород. По отношение на кислорода азотът проявява от +1 до +5 степен на окисление.
1 2 3 4 5 »
 
Онлайн тестове по Химия
Химия и опазване на околната среда
изходен тест по Химия за Ученици от 12 клас
Тест за 12-ти клас по химия и опазване на околната среда за проверка на знанията по предмета, усвоени през учебната година. Въпросите имат само един верен отговор.
(Лесен)
14
2
1
3 мин
19.08.2019
Химия за 7 клас - I-ва част
състезателен тест по Химия за Ученици от 7 клас
Тест за проверка на знанията по химия в 7-ми клас. Може да се ползва при тематични състезания или олимпиади. Тестът е разделен на три части и всички въпроси в него имат само по един верен отговор.
(Лесен)
34
14
1
10 мин
02.08.2019
» виж всички онлайн тестове по химия

Катализа

Материал № 1271528, от 28 яну 2017
Свален: 27 пъти
Прегледан: 38 пъти
Предмет: Химия
Тип: Тема
Брой страници: 7
Брой думи: 1,008
Брой символи: 6,556

Потърси помощ за своята домашна:

Имаш домашна за "Катализа"?
Намери бързо решение, с помощтта на потребители на Pomagalo.com:

Намери частен учител

Петър Петров
преподава по Химия
в град Пловдив
с опит от  22 години
195 16

Аделина Маджарова
преподава по Химия
в град Стара Загора
с опит от  13 години
175 18

виж още преподаватели...
Последно видяха материала