Физические основы общей химии. Балданова Д.М - 29 стр.

              2C 6 H 12 O 6 фермент
                               → 2СС 2 + 2C 2 H 5 ОН .                  Кривая 1 показывает изменение потенциальной энергии в
                                                                     системе при протекании реакции без катализатора, кривая 2 − в
      Таким образом, в ходе каталитической реакции катализатор
                                                                     процессе каталитической реакции. Эта кривая 2 имеет два энер-
остается химически неизменным, а его количество постоянным.
                                                                     гетических барьера. Первый отвечает энергии активации, необ-
Катализатор не влияет на истинное равновесие, т.е. не меняет
                                                                     ходимой для образования активированного комплекса А..К, вто-
константу равновесия и равновесные концентрации. Катализатор
                                                                     рой − для образования активированного комплекса В..АК. Мини-
не влияет на термодинамику реакции, т.е. не изменяет энтальпию
                                                                     мум на кривой соответствует образованию промежуточного со-
и энергию Гиббса системы.
                                                                     единения АК. Энергия активации каталитического процесса зна-
      Механизм многих каталитических реакций очень сложен и
                                                                     чительно меньше, чем некаталитического, что объясняет более
для некоторых из них до сих пор не выяснен, однако есть некото-
                                                                     высокую скорость реакции с участием катализатора. Таким обра-
рые общие закономерности. В соответствии с теорией промежу-
                                                                     зом, ускорение каталитической реакции в основном вызывается
точных соединений механизм действия катализаторов объясняет-
                                                                     уменьшением ее энергии активации. Ингибиторы увеличивают
ся образованием промежуточных соединений (молекул, ионов,
                                                                     энергию активации и тем самым уменьшают скорость реакции.
адсорбционных соединений). Например, реакция
                                                                           Практическое значение катализаторов в технологических
                             A + B → AB                              процессах велико, так как они позволяют быстро, без затраты
в присутствии катализатора К протекает в две стадии:                 энергии получать в больших количествах самые разнообразные
                         A + K → AK ;                                вещества.
                      AK + B → AB + K ,
т.е. образуются частицы промежуточного соединения АК (затем                          3.2.4. Химическое равновесие
активный комплекс АВК) и конечные продукты с регенерацией
катализатора.                                                              Основными понятиями в данном параграфе являются хи-
       Механизм реакции с участие катализатора удобно просле-        мическое равновесие и особенно константа химического равнове-
дить на энергетической схеме (рис. 5).                               сия.
                                                                           Химическое равновесие определяется равенством скоро-
    Е
                              А--В                                   стей прямой и обратной реакций:
                   1____                                                        υ1 = k1 ⋅ [A ]a ⋅ [B]b = k 2 ⋅ [C]c ⋅ [D]d = υ 2 .
                              А--К
                                            В--А--К                        Отсюда следует, что константа равновесия определяется
                                                                     отношением констант скоростей прямой и обратной реакций [С.
                                                      ___2
                                                                     И. Иванов. Курс химической термодинамики. М.: Высшая школа,
                             А
                             АК                                      1986. С. 177]:
              А,В,К                                          АВ,К
                                                АВ
                                                                                               k    [C] p [D] p
                                                                                                             c     d

                                                                                           Kc = 1 =             .                    (3.21)
                                                                                               k 2 [A ]ap [B]bp
                                                      путь реакции        Константа равновесия, выражаемая через концентрации,
                                                                     обозначается символом K c , а константа равновесия, выражаемая
        Рис. 5. Энергетическая схема реакции без катализатора(1)
                      и с участием катализатора (2)
                                     54
                                                                                                       55