Каталізатори.При окисленні SО2 до SО3 ми маємо справу з випадком гетерогенного каталізу. В хімізмі гетерогенного каталізу важливу роль відіграє адсорбція. Завдяки їй на поверхні каталізатору збільшується концентрація речовин, що призводить до підвищення швидкості реакції. Більш важливим чинником є підвищення хімічної активності адсорбованих молекул у порівнянні з їхнім звичайним станом. Це (як і сама адсорбція) обумовлене дією силового поля каталізатору і виявляється в різкому зростанні частки успішних зіткнень між частинками, що взаємодіють. В результаті зростає швидкість реакції. З енергетичної точки зору прискорення реакції при каталізі обумовлене зниженням величини необхідної для їхнього протікання енергії активації (Еакт.). Наприклад, для реакції 2SO2 + O2 Û 2SO3 (5-5) у відсутності каталізатору Еакт. » 250 кДж/моль, а у присутності платинового каталізатору Еакт.» 60 кДж/моль. В присутності каталізатору можна суттєво знизити температуру реакції. При використанні каталізатору велику роль відіграє методика отримання або попередньої обробки каталізатору. Висока каталітична активність спостерігається, як правило, тільки при крихкій, нестійкій структурі його поверхні та достатній її величині. Умови отримання каталізатору підбирають таким чином, щоб запобігти його переходу в стійку форму (наприклад, кубічна форма Fe2O3 активна, а ромбоедрична – ні). При приготуванні контактної маси вводять промотори – речовини, які самі по собі не впливають на дану реакцію, але сильно прискорюють її, коли додавати їх у невеликих кількостях до основного каталізатору. Для платинового каталізатору промоторами є сполуки заліза та алюмінію, а також SiO2. При використанні останнього відбуваються реакції: SO2 + V2O5 = SO3 + V2O4; DH = 25 кДж V2O4 + O2 + SO2 = V2O5 + SO3; DH = 220 кДж Зараз використовують переважно не платинові, а більш дешеві каталізатори (V2O5, Ag3VO4). Активність Ag3VO4 близька до активності платини, а активність V2O5 наближається до неї при температурі біля 5000С.
|
