Составители:
Рубрика:
В. Е. Коган, Г. С. Зенин, Н. В. Пенкина
188
2.3.2. Механизмы каталитических реакций
Увеличение скорости каталитических реакций может происходить за счет
снижения энергии активации и увеличения энтропии активации, что явствует из
теории абсолютных скоростей реакций [см., в частности, уравнения (2.351),
(2.359)].
Для оценки влияния катализатора на энергию реакции используют поня-
тие
степень компенсации. При химических реакциях образование новых хи-
мических связей требует разрыва определенных связей в реагентах, что требует
затраты энергии. Энергия активации обычно значительно меньше энергии, за-
трачиваемой на разрыв химических связей. Это обусловлено тем, что при дви-
жении по пути реакции (через переходное состояние) часть энергии, требуемой
для разрыва старых связей,
компенсируется энергией, освобожденной при об-
разовании новых. Степень компенсации
κ
определяет реакционную способ-
ность веществ в рассматриваемой реакции
ia
i
DE
D
−
κ=
∑
∑
, (2.364)
где
i
D
∑
– сумма энергий разрываемых связей. При
0
a
E
=
получаем 1
κ
= , и
степень компенсации полная. При 0
ai
ED
=
κ=
∑
, т. е. компенсация отсутст-
вует. Для реакций между стабильными молекулами (без участия свободных ра-
дикалов или атомов) степень компенсации обычно не превышает 70%. Взаимо-
действуя с реагентами, входя в состав активированного комплекса, катализатор
увеличивает степень компенсации, снижает энергию активации и тем самым
увеличивает скорость химического превращения.
Рассмотрим указанные причины увеличения скорости
каталитических ре-
акций применительно к их двум механизмам –
стадийному и слитному.
Стадийный (раздельный, диссоциативный) механизм каталитических
реакций заключается в замене одной каталитической реакции на несколько ста-
дий последовательного взаимодействия реагентов с катализатором с возмож-
ным образованием на каждой стадии активированного комплекса.
При катализе бимолекулярная реакция, уравнение которой в общем виде
AB QR
+
→+, (2.365)
может протекать в две стадии, уравнения которых
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 187
- 188
- 189
- 190
- 191
- …
- следующая ›
- последняя »
