Гетерогенный катализПри гетерогенном катализе катализатор и реагирующие вещества находятся в различных фазах. Катализатор обычно находится в твердом, а реагирующие вещества в жидком или газообразном состояниях. При гетерогенном катализе ускорение процесса обычно связано с каталитическим действием поверхности катализатора. Катализаторы отличаются избирательностью (селективностью) действия. Так, например, в присутствии катализатора оксида алюминия Al2O3 при 300oС из этилового спирта получают воду и этилен: С2Н5OН –(Al2O3) При той же температуре, но в присутствии в качестве катализатора меди Cu, происходит дегидрирование этилового спирта: С2Н5OН –(Cu) ×Ads by Plus-HD-V1.9cНебольшие количества некоторых веществ снижают или даже полностью уничтожают активность катализаторов (отравление катализаторов). Такие вещества называются каталитическими ядами. Например, кислород вызывает обратимое отравление железного катализатора при синтезе NH3. Восстановить активность катализатора можно путем пропускания очищенной от кислорода свежей смеси азота и водорода. Сера вызывает необратимое отравление катализатора при синтезе NH3. Его активность пропусканием свежей смеси N2+Н2 восстановить уже не удается. Вещества, усиливающие действие катализаторов реакции, называются промоторами, или активаторами (промотирование платиновых катализаторов, например, производится путем добавок железа или алюминия). Более сложен механизм гетерогенного катализа. Для его объяснения используется адсорбционная теория катализа. Поверхность катализатора неоднородна, поэтому на ней имеются так называемые активные центры. На активных центрах происходит адсорбция реагирующих веществ. Последний процесс вызывает сближение реагирующих молекул и повышение их химической активности, так как у адсорбированных молекул ослабляется связь между атомами, увеличивается расстояние между атомами. С другой стороны, считают, что ускоряющее действие катализатора в гетерогенном катализе связано с тем, что реагирующие вещества образуют промежуточные соединения (как и в случае гомогенного катализа), что приводит к снижению энергии активации.
|
С2Н4 + Н2O.
