Студопедия — Каталитические реакции
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Каталитические реакции






Каталитическая реакция происходит с более высокой скоростью при введении вещества – катализатора.

Катализатор – химическое соединение, обладающее замечательным качеством. Катализатор участвует в химических превращениях и увеличивает скорость реакции, но после завершения процесса остается в неизменном состоянии и количестве.

В человеческом организме насчитывается несколько тысяч белков – катализаторов (ферментов). Каждый из них катализирует определенную химическую реакцию. Заметим, что при температуре 36.6 – 37.0 0С в человеческом организме протекает с высокой скоростью громадное количество каталитических реакций. Ни один химический реактор, созданный руками человека, не обладает такой уникальностью.

Различают гомогенные и гетерогенные химические реакции. В первом случае реагенты и катализатор находятся в одной фазе. Так осуществляются реакции в растворах. Во втором случае реагенты находятся в жидкой или газовой фазе, а катализатор – твердое вещество.

Рассмотрим гомогенную каталитическую реакцию. Основная причина ускорения химической реакции в присутствии катализатора состоит в том, что он снижает энергию активации реакции (рис. 54).

 

Рис. 54. Энергетический профиль реагирующей системы; Е – активационный барьер; D Нr – энтальпия химической реакции

 

Сравним последовательность превращений без катализатора и с участием катализатора.

Реакция в отсутствии катализатора:

А + ВС ® АВ + С

Каталитическая реакция (К – катализатор ) может идти в несколько стадий, например

А + КАК

АК+ ВС ® АВ+ С + К.

За быстрой обратимой реакцией А + КАК следует медленная, реакция АК+ ВС ® АВ+ С + К, ограничивающая скорость всего процесса.

Запишем скорости элементарных стадий каталитической реакции

1) А + К ® АК,

.

2) АК ® А + К,

.

3) АК+ ВС ® АВ+ С + К,

.

Энергия активации (Е) некаталитической реакции (рис. 53) существенно выше энергий активации каталитических реакций (рис. 54). Это обстоятельство объясняет высокую скорость каталитической реакции по сравнению с некаталитической.

Лимитирующей стадией каталитической реакции является реакция (3):

АК+ ВС ® АВ+ С + К,

u 3= k 3× сАК × сВС. (5.5)

В установившемся стационарном каталитическом процессе скорость образования и расходования промежуточного комплекса АК не меняется

k 1 сАсКk 2 сАКk 3 сАКсВС = 0,

. (5.6)

Концентрацию комплекса сАК из уравнения (5.6) подставим в уравнение (5.5):

(5.7)

Возможны два предельных варианта течения каталитического процесса. Если скорость разложения промежуточного продукта АК во много раз больше скорости каталитического образования продуктов АВ и С, т.е. k 2 > > k 3 сВС, то уравнение (5.7) примет вид:

.

Примем во внимание, что концентрация катализатора есть величина постоянная, тогда скорость реакции выразится уравнением

, где .

Если скорость разложения промежуточного продукта АК во много раз меньше скорости каталитического образования продуктов АВ и С, т.е. k 2 < < k 3 сВС, то уравнение (5.7) примет вид:

или

u = kcA, где k = k 1 cK.

Полученные уравнения демонстрируют, каким образом скорость реакции зависит от концентрации катализатора.

 







Дата добавления: 2014-10-22; просмотров: 1606. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...

Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

Условия приобретения статуса индивидуального предпринимателя. В соответствии с п. 1 ст. 23 ГК РФ гражданин вправе заниматься предпринимательской деятельностью без образования юридического лица с момента государственной регистрации в качестве индивидуального предпринимателя. Каковы же условия такой регистрации и...

Седалищно-прямокишечная ямка Седалищно-прямокишечная (анальная) ямка, fossa ischiorectalis (ischioanalis) – это парное углубление в области промежности, находящееся по бокам от конечного отдела прямой кишки и седалищных бугров, заполненное жировой клетчаткой, сосудами, нервами и...

Основные структурные физиотерапевтические подразделения Физиотерапевтическое подразделение является одним из структурных подразделений лечебно-профилактического учреждения, которое предназначено для оказания физиотерапевтической помощи...

Сосудистый шов (ручной Карреля, механический шов). Операции при ранениях крупных сосудов 1912 г., Каррель – впервые предложил методику сосудистого шва. Сосудистый шов применяется для восстановления магистрального кровотока при лечении...

Трамадол (Маброн, Плазадол, Трамал, Трамалин) Групповая принадлежность · Наркотический анальгетик со смешанным механизмом действия, агонист опиоидных рецепторов...

Мелоксикам (Мовалис) Групповая принадлежность · Нестероидное противовоспалительное средство, преимущественно селективный обратимый ингибитор циклооксигеназы (ЦОГ-2)...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.013 сек.) русская версия | украинская версия