Практикум по общей химии. Охинов Б.Д - 28 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

55
где
γ
– температурный коэффициент, который показывает, во
сколько раз увеличивается скорость реакции при повышении
температуры на
C10
o
;
1
v – скорость реакции при температуре
1
t ;
2
v – скорость реакции при температуре
2
t .
Более точная зависимость скорости химической реакции
от температуры выражается уравнением Аррениуса:
RT/E
o
акт
ekk
−
⋅= ,
где
k
– константа скорости;
o
k – предэкспоненциальный мно-
житель;
акт
E – энергия активации;
R
– универсальная газовая
постоянная;
T – абсолютная температура.
Влияние катализаторов. Катализаторами называют ве-
щества, влияющие на скорость реакции, но не расходующиеся в
ходе реакции. Катализаторы изменяют скорость реакции, либо
повышая ее (положительный катализ), либо понижая (отрица-
тельный катализ или ингибирование).
В большинстве случаев действие катализатора сводится к
снижению энергии активации реакции, что вызывает увеличение
константы скорости реакции и соответственно самой скорости
реакции.
Различают гомогенный катализ (когда реагирующие ве-
щества и катализатор находятся в одной фазе) и гетерогенный
(реагирующие вещества и катализатор находятся в различных
фазах).
Гомогенный катализ чаще всего осуществляется через об-
разование малоустойчивых промежуточных продуктов (интер-
медиатов). Допустим, некоторые вещества
A и B , образующие
гомогенную систему, реагируют между собой в соответствии со
следующим условным уравнением реакции:
ABBA =+ .
Под влиянием катализатора данная одностадийная реакция
разбивается на две ступени: вначале катализатор
K
соединяется
с веществом
A с образованием интермедиата А
К
:
AKKA =+ .
Затем промежуточное соединение
А
К
вступает во взаи-
модействие с веществом
B
, образуя конечное вещество
AB
и
56
высвобождая катализатор:
KABBAK
+
=
+
.
Примером гомогенного катализа может служить окисле-
ние оксида серы (IV) кислородом в присутствии оксида азота
(II):
22
NO2NO2O
=
+
;
NOSOSONO
322
+
=
+
.
В указанном процессе
2
NO следует рассматривать как
интермедиат (промежуточное соединение), а
NO – как катали-
затор.
Теория гетерогенного катализа основана на явлении ад-
сорбции молекул реагирующих веществ отдельными точками
поверхности катализатора. Подобные точки называются актив-
ными центрами катализатора. Адсорбированные молекулы обра-
зуют в данных центрах химические связи с катализатором, при
этом связи в самих молекулах ослабевают и, следовательно, хи-
мическая активность молекул повышается. Например, этилен
загорается на воздухе при температуре
С600
о
, а в присутствии
катализатора (металлического серебра) окисление этилена начи-
нается уже при
С280
о
. 
где γ – температурный коэффициент, который показывает, во       высвобождая катализатор:
сколько раз увеличивается скорость реакции при повышении                             AK + B = AB + K .
температуры на 10 o C ; v1 – скорость реакции при температуре         Примером гомогенного катализа может служить окисле-
                                                                ние оксида серы (IV) кислородом в присутствии оксида азота
t1 ; v 2 – скорость реакции при температуре t 2 .
                                                                (II):
      Более точная зависимость скорости химической реакции
                                                                                    O 2 + 2 NO = 2 NO 2 ;
от температуры выражается уравнением Аррениуса:
                      k = k o ⋅ e − E акт / RT ,                                 NO 2 + SO 2 = SO 3 + NO .
                                                                     В указанном процессе NO 2 следует рассматривать как
где k – константа скорости; k o – предэкспоненциальный мно-
                                                                интермедиат (промежуточное соединение), а NO – как катали-
житель; E акт – энергия активации; R – универсальная газовая    затор.
постоянная; T – абсолютная температура.                               Теория гетерогенного катализа основана на явлении ад-
      Влияние катализаторов. Катализаторами называют ве-        сорбции молекул реагирующих веществ отдельными точками
щества, влияющие на скорость реакции, но не расходующиеся в     поверхности катализатора. Подобные точки называются актив-
ходе реакции. Катализаторы изменяют скорость реакции, либо      ными центрами катализатора. Адсорбированные молекулы обра-
повышая ее (положительный катализ), либо понижая (отрица-       зуют в данных центрах химические связи с катализатором, при
тельный катализ или ингибирование).                             этом связи в самих молекулах ослабевают и, следовательно, хи-
      В большинстве случаев действие катализатора сводится к    мическая активность молекул повышается. Например, этилен
снижению энергии активации реакции, что вызывает увеличение     загорается на воздухе при температуре 600 о С , а в присутствии
константы скорости реакции и соответственно самой скорости      катализатора (металлического серебра) окисление этилена начи-
реакции.
      Различают гомогенный катализ (когда реагирующие ве-       нается уже при 280 о С .
щества и катализатор находятся в одной фазе) и гетерогенный
(реагирующие вещества и катализатор находятся в различных
фазах).
      Гомогенный катализ чаще всего осуществляется через об-
разование малоустойчивых промежуточных продуктов (интер-
медиатов). Допустим, некоторые вещества A и B , образующие
гомогенную систему, реагируют между собой в соответствии со
следующим условным уравнением реакции:
                         A + B = AB .
      Под влиянием катализатора данная одностадийная реакция
разбивается на две ступени: вначале катализатор K соединяется
с веществом A с образованием интермедиата АК :
                         A + K = AK .
      Затем промежуточное соединение АК вступает во взаи-
модействие с веществом B , образуя конечное вещество AB и
                                55                                                            56

Страницы