Химическая кинетика и химическое равновесие. Сергеева Ц.Б. - 4 стр.

                            7                                                           8
                1                                          жительным, т.е. ускоряет реакцию. Известны отрицатель-
динатах λnK = f   , что позволяет достаточно просто оп-    ные катализаторы, для которых выполняется обратное ус-
                T 
                                                             ловие Еа’ > Еа и Еа” > Еа, они замедляют реакцию.
ределить А и Eа. Величину Eа химической реакции можно
                                                                  При гетерогенном катализе реакция происходит, по
рассчитать, если известны значения констант скоростей
                                                             крайней мере, в пять стадий. Это: 1) диффузия исходных
при двух разных температурах K T1 и K T2
                                                             веществ к поверхности катализатора; 2) поглощение ис-
          K T2    1 1
                     Ea                                      ходных веществ поверхностью катализатора - адсорбция;
     λn          = −                              (5)    3) собственно химическая реакция на катализаторе; 4) де-
         K T1        R
                    T1 T2 
                                                             сорбция – отрыв молекул продуктов реакции от поверхно-
      Энергия активации характеризует высоту энергетиче-     сти катализатора; 5) диффузия продуктов реакции от по-
ского барьера, который химическая система должна пре-        верхности катализатора в объем раствора.
одолеть, чтобы данная реакция произошла. Как следует из           Собственно гетерогенный каталитический процесс
(3), константа скорости реакции тем больше, чем меньше       составляют три стадии – 2, 3, 4.
энергия активации.                                                Поверхность катализатора неоднородна. Полагают,
      Гомогенный и гетерогенный катализ. Вещества, не        что на ней имеются так называемые активные центры, на
расходующиеся в результате протекания реакции, но            которых и протекают каталитические реакции. При этом
влияющие на ее скорость, называются катализаторами.          реагирующие вещества адсорбируются на этих центрах. В
Явление изменения скорости реакции под действием ката-       результате чего происходит их сближение, то есть увели-
лизатора называется катализом. Различают гомогенный и        чиваются их концентрации на поверхности катализатора,
гетерогенный катализ. В случае гомогенного катализа ка-      что приводит к ускорению реакции. Но главной причиной
тализатор и реагирующие вещества образуют одну фазу. В       возрастания скорости реакции является сильное повыше-
случае гетерогенного катализа катализатор находится в        ние химической активности адсорбированных молекул.
системе в виде самостоятельной фазы.                         Под действием катализатора в адсорбированных молекулах
      Гомогенный катализ. Действие катализатора связа-       ослабляются связи между атомами и они делаются более
но с тем, что он вступает в промежуточное взаимодействие     реакционноспособными. В этом случае в присутствии ка-
с реагирующими веществами, изменяя механизм протека-         тализатора требуется меньшая энергия активации (в том
ния процесса. Например, реакция А + В = С, Еа требует        числе за счет образования поверхностных промежуточных
большой энергии активации Еа. В присутствии катализато-      соединений). Например, молекулы Н2, адсорбируясь на по-
ра протекают реакции:                                        верхности многих металлов, диссоциируют на атомы
      а) А + К → АК, Е’а                                     (Н2 → Н + Н), а атомарный водород значительно активнее
      б) АК + В → С + К, Еа”,                                молекулярного.
      где К – катализатор. Энергии активации этих реакций         Таким образом, как в гомогенном, так и в гетероген-
соответственно Еа’ и Еа”, Если они меньше, чем энергия       ном катализе действие положительных катализаторов сво-
активации для реакции без катализатора, т.е. выполняется     дится к уменьшению энергии активации реакций, другими
условие Еа’ < Еа и Еа” < Еа, то катализатор является поло-