Activitatea catalitică - Enciclopedia - Cunoaștere Fondul „Lomonosov“
Activitatea catalitică - proprietate Catalizator accelerează reacția chimică.
Formal, activitatea catalitică (KA) poate fi definită ca viteza de reacție catalitică la condițiile date minus viteza aceeași reacție în absența catalizatorului sau ca raportul dintre viteza catalizatorului și reacțiile non-catalitice (vkat / vnekat) este experimentat. . După cum se știe, catalizatorul scade energia de activare a unei reacții chimice, și dacă presupunem factorii care în condiții de reacție identice valorile pre-exponențială a ecuației Arrhenius sunt apropiate, atunci raportul de viteza reacțiilor catalitice și non-catalitice poate fi calculată după cum urmează:
Cu toate acestea, se dovedește că datele experimentale și calculate variază foarte mult, ca urmare, mai presus de toate, o modificare a valorii numerice a factorului de pre-exponențial. Prin urmare, prima cerință pentru activitatea de evaluare a catalizatorului - evaluarea prin ecuația cinetică, care dă valoarea ratei constante, indicatorul cel mai fiabil al activității. Orice alte metode (prin cantitatea de reacționat pentru un anumit timp, material, gradul de conversie) sunt ambigue și pot duce la confuzie.
aktivnostzavisit Catalizator privind cantitatea și natura centrelor active, care participă la procesul catalitic. Prin urmare, în mod ideal, atunci când toate site-urile active ale catalizatorului sunt implicate în cataliză, acesta este definit ca numărul maxim de molecule care au reacționat la un sit activ pe unitatea de timp:
Această cantitate se numește activitatea absolută sau TOF (frecventa cifra de afaceri). - „turatii“ Dimensiunea TOF - „primul grad. Minus“, în timp
În procedeul omogen catalizatorul este într-o stare dispersată molecular, iar activitatea sa este direct proporțională cu greutatea actuală, astfel încât activitatea catalitică este definită ca numărul de moli convertit la catalizator substanță mol per unitate de timp, adică, KA = Reactiv Mole / Mole cut-pa · c
Cu toate acestea, acest calcul nu poate fi corect dacă conversia este mare și este aproape de echilibru, prin urmare, datele pentru a calcula activitatea catalitică trebuie luată pe acea porțiune a curbei cinetice unde este maximizată viteza de reacție.
In cataliză heterogenă, activitatea catalizatorului este proporțională cu suprafața de rulare pe care sunt situsurile active. Trebuie avut în vedere faptul că, în cazul neporos catalizatori Srab. = Sobsch. ; în cazul catalizatorilor poroase este accesibilă numai suprafața reactanți, adică, Srab. = Sdost, iar valoarea acesteia depinde de diferiți factori, cum ar fi activitatea catalitică, structura porilor, dimensiunea granulelor de catalizator, temperatura, compoziția amestecului de reacție, etc. Rate valoarea Sdost .. posibil prin adsorbția reactant, în care amplitudinea suprafața totală este exclusă inaccesibile. Dar numărul de site-uri active, chiar și pe suprafața accesibilă, de multe ori necunoscute. Prin urmare, există două moduri diferite de a evalua activitatea: activitatea pe unitatea de masă și pe unitate de activitate de suprafață.
Activitatea de greutate sau productivitate greutate, catalizator (A) este definit ca fiind cantitatea de substanță (în moli) reacționează în unitatea de timp pe unitatea de greutate a catalizatorului; dimensiunea sa - [mol / g · s]. Cele aktivnostopredelyaetsya catalitice specifice ca o viteză de reacție pe unitatea de suprafață a catalizatorului; dimensiunea sa - [mol / m 2 · s].
Ca o indicație a activității catalizatorului folosind TN valoare ( «număr cifra»), definit ca numărul de moli de produs (sau molecule de produs), format pe un mol de catalizator (sau un singur centru), atâta timp cât catalizatorul nu este pierdut complet activitatea. Un catalizator ideal pentru TN este egal cu infinit.
Valoarea activității catalitice sunt utilizate în procesarea calculelor pentru evaluarea comparativă a catalizatorilor în selectarea lor, pentru caracterizarea calității catalizatorului. Pentru comparație, un număr de catalizatori folosiți, de asemenea, valorile constantelor de viteză de reacție (în cazul în care nu se schimba ordinea diferiților catalizatori) sau energia de activare a reacției (dacă nu se schimbă factorul pre-exponențial în ecuația Arrhenius). Uneori corela gradul de conversie a amestecului de reacție compoziție dată, în aceleași condiții de reacție, dar această metodă de estimare a unei activități aproximativă, creșterile sale de eroare cu gradul măsurat de conversie; și pentru produsul de reacție format decelerat, această metodă este inacceptabilă.