Составители:
Рубрика:
Х и м и ч е с к а я к и н е т и к а
183
цесс достижения равновесных концентраций реагентов и продуктов, но не
обеспечивается получение сверхравновесных концентраций (сверхравно-
весного выхода) продуктов. Поэтому для каталитических реакций термоди-
намический подход всегда оправдан. В отличие от химической индукции
(см. 2.2.1.7), катализ не может вызвать протекания реакций, для которых в
данных условиях 0G∆>, а может лишь увеличить
скорость реакции в том
случае, если 0G<∆ . В состоянии равновесия
(
)
0G=∆
при катализе имеет
место в равной степени ускорение как прямой, так и обратной реакций.
Другими словами, катализатор может одновременно ускорять как прямую, так
и обратную реакции, но при этом константа равновесия [см. соотношение
(2.60)] остается постоянной. Иначе говоря, катализатор не может изменить рав-
новесие термодинамически невыгодных обратимых реакций, у которых
оно
сдвинуто в сторону реагентов.
Многочисленные наблюдения привели к двум важным обобщениям в об-
ласти катализа. Во-первых, уже отмечавшееся снижение энергии активации
(рис. 2.36) как наиболее отчетливое проявление активности катализатора. Во-
вторых, специально для гомогенного катализа в растворах
положение о про-
порциональности
между скоростью реакции и концентрацией катализатора.
Указанное позволяет заключить, что катализатор своим веществом участвует в
реакции, образуя некоторые неустойчивые промежуточные соединения или
комплексы и, таким образом, дает реакции возможность идти по иному, более
энергетически выгодному пути.
Катализ может быть как
гомогенным, так и гетерогенным. При гомоген-
ном катализе катализатор и реагенты находятся в одной фазе – жидкой или га-
зовой, а при гетерогенном – в разных фазах. Во втором случае химическая ре-
акция протекает на границе раздела фаз. При гетерогенном катализе наиболее
часто используется твердый катализатор, а реагенты находятся в газовой или
жидкой фазе. Реакция осуществляется
на поверхности твердого катализатора.
Примером гомогенного катализа может служить ускорение гидролиза уг-
леводов в водном растворе в присутствии кислот и окисление
2
CO до CO
в га-
зовой среде в присутствии паров воды. Примером гетерогенного катализа слу-
жит окисление аммиака на поверхности платины.
Возможен и
гетерогенно-гомогенный катализ, когда реакция начинает-
ся на поверхности твердого катализатора, а продолжается в объеме реакцион-
ной среды. Так, при окислении углеводородов RH на поверхности твердого ка-
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 182
- 183
- 184
- 185
- 186
- …
- следующая ›
- последняя »
