Студопедия — Энергетический подход и каталитическая активность.
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

Энергетический подход и каталитическая активность.






 

Для перехода в активированное состояние молекула реагента должна пройти стадию хемосорбции на активном центре катализатора. Сила адсорбции реагента является определяющим фактором эффективности катализа. При этом, как слишком сильная адсорбция, так и слишком слабая - не приводят к желаемой (высокой) активности катализатора. Оптимальной является некоторая средняя сила связывания адсорбата и адсорбента.

Хемосорбция и сопровождающие ее энергетические эффекты играют решающую роль в понимании гетерогенного катализа. Активные центры поверхности катализатора (свободные валентности или электронные дефекты) ослабляют химические связи в адсорбированной молекуле, в результате чего значительно облегчается ее дальнейшее химическое превращение. На Рисунке 5.16 изображено сравнение энергетических диаграмм некаталитического и гетерогенно-каталитического пути реакции А à В.

 

Рис. 5.16. Энергетическая диаграмма протекания газофазной реакции

Аг à Вг.

Е0 – энергия активации некаталитической реакции,

Е1 – истинная энергия активации каталитической реакции,

Е2 – кажущаяся энергия активации каталитической реакции,

Z1 – переходное состояние газофазной некаталитической реакции,

Z2 – переходное состояние реакции на поверхности катализатора,

DHR - энтальпия реакции.

 

Для гетерогенно-каталитических реакций (Рис. 5.16) необходимо различать кажущуюся энергию активации (Е2) - которая есть разница энергий молекулы в газовой фазе (Аг) и в переходном состоянии на активном центре (Z2), и истинную энергию активации (Е1) - которая есть разница энергий хемосорбированной молекулы (А*) и в переходном состоянии на активном центре (Z2). Последняя величина (Е1) называется еще энергией активации каталитической реакции и является наиболее важной.

Бывают случаи, когда промежуточные или конечные продукты настолько сильно адсорбированы, что не могут десорбироваться в данных условиях (слишком высок энергетический барьер стадии десорбции, соответствующий третьему максимуму пунктирной кривой на Рисунке 5.16). В этом случае говорят об отравлении катализатора продуктами реакции.

К настоящему времени накоплено большое количество экспериментальных данных по адсорбции различных веществ на разнообразных адсорбентах. В ряде случаев для понимания каталитической активности бывает достаточно простой качественной оценки относительной адсорбционной способности в рядах реагентов или катализаторов. Например, известно, что для многих металлов сохраняются следующие ряды по относительной силе адсорбции:

а) ацетиленовые > диены > алкены > алканы > полярные углеводороды > не полярные углеводороды

б) O2 > C2H2 > C2H4 > CO > H2 > CO2 > N2

 

Еще в 1950-х годах металлы были экспериментально классифицированы по активности к хемосорбции. В Таблице 5.6 приведены металлы, разбитые по группам от А до Д по убыванию адсорбционной активности. Как видно из таблицы, наибольшей адсорбционной активностью обладают переходные металлы (группы А-Б3), хотя есть и исключения. Как правило, хемосорбционная активность в периодах переходных металлов таблицы Менделеева проходит через максимум слева направо (группа (А) Таблицы 5.6). Эти металлы адсорбируют все газы, включая азот - наиболее трудно хемосорбируемое вещество. Металлы, представленные в группе (Д) способны хемосорбировать только кислород - наиболее активный газ. С точки зрения электронного строения металлы группа (А) являются переходными и принадлежат 4-8 группе периодической таблицы. Металлы группы (Б1) являются неблагородными металлами 9-10 групп, металлы группы (Б2) - благородные металлы этих групп. В группу (Б3) входят Mn и Cu - металлы первого переходного периода с аномальным поведением. Металлы остальных групп расположены в периодической таблице левее и правее перечисленных выше.

 







Дата добавления: 2015-09-06; просмотров: 1584. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Броматометрия и бромометрия Броматометрический метод основан на окислении вос­становителей броматом калия в кислой среде...

Метод Фольгарда (роданометрия или тиоцианатометрия) Метод Фольгарда основан на применении в качестве осадителя титрованного раствора, содержащего роданид-ионы SCN...

Потенциометрия. Потенциометрическое определение рН растворов Потенциометрия - это электрохимический метод иссле­дования и анализа веществ, основанный на зависимости равновесного электродного потенциала Е от активности (концентрации) определяемого вещества в исследуемом рас­творе...

Определение трудоемкости работ и затрат машинного времени На основании ведомости объемов работ по объекту и норм времени ГЭСН составляется ведомость подсчёта трудоёмкости, затрат машинного времени, потребности в конструкциях, изделиях и материалах (табл...

Гидравлический расчёт трубопроводов Пример 3.4. Вентиляционная труба d=0,1м (100 мм) имеет длину l=100 м. Определить давление, которое должен развивать вентилятор, если расход воздуха, подаваемый по трубе, . Давление на выходе . Местных сопротивлений по пути не имеется. Температура...

Огоньки» в основной период В основной период смены могут проводиться три вида «огоньков»: «огонек-анализ», тематический «огонек» и «конфликтный» огонек...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.008 сек.) русская версия | украинская версия