cataliza heterogenă
Care catalizatorul este o fază solidă, iar reactanții sunt adesea fază lichidă sau gazoasă.
Reacțiile catalitice heterogene sunt utilizate pe scară largă în industrie decât omogenă și enzimatică. Acest lucru se datorează faptului că catalizatorii solizi sunt mai ușor de separat de faza lichidă sau gazoasă, care conține reactivi. Catalizatorul nu funcționează pe toată masa sa, și numai site-urile active de suprafață. Prin urmare, rata de o astfel de reacție catalitică nu va fi proporțională cu masa catalizatorului, atât în cataliză omogenă și depind de aria specifică a suprafeței catalizatorului. Catalizatorii utilizați în industrie sub formă de cilindri, pelete cu un diametru de câțiva milimetri, iar catalizatorii obținuți prin aplicarea agentului activ (platină, paladiu) pe un scroafă poros - cărbune activat, pământ de diatomee, silicagel, gel de alumină. Cantitatea de metal activ catalitic în catalizatorul suport nu depășește câteva procente, ceea ce face posibil pentru a salva metale prețioase deficitare. Pentru concentrații foarte scăzute de metale depuse pe suprafața purtătorilor nu sunt rokristaly micro și mici grupuri de atomi care Kobozsv numite ansambluri. Este subliniat faptul că creșterea numărului de metal depus pe o activitate de catalizator purtător sprijinit trece printr-un maxim. disponibilitate maximă; indică faptul că activitatea lor catalitică cu nativ Ansamblul o anumită mărime, care au un anumit număr de atomi. das Teoria Kobozsva determină numărul de atomi.
Pentru a crește activitatea, stabilitatea termodinamică, rigiditatea mecanică a catalizatorilor folosiți în formă de sisteme multicomponente - mixte și promoții. Catalizatori Amestecat - un amestec de doi sau mai mulți oxizi de Al2O3, Cr2O3, CaO și MgO a căror activitate este o funcție de compoziție. adăugat adesea la activatorii de catalizator (promotori), care nu au proprietăți catalitice, dar îmbunătățesc activitatea catalitică a catalizatorului. De exemplu, catalizator de fier pentru sinteza amoniacului cu alumină promotor. Acesta acoperă suprafața filmului subțire a catalizatorului și împiedică defectele de reținere recristalizare din stratul de suprafață, adică, activitatea specifică a catalizatorului.
In timpul catalizei eterogene este omogen, activitatea catalizatorului scade în timp datorită otrăvirii sale. Otrăvirea poate fi inversat sau ireversibil. Compușii care conțin sulf, intoxicații arsenic este mult ireversibil de catalizatori metalici. Trebuie remarcat faptul că o cantitate mică de otravă curge în mod substanțial activitatea catalizatorului.
Catalizatorii prezintă proprietăți specifice (aleatoare), adică pentru aceleași materii prime, catalizatori pot provoca procese neuniforme pentru a forma diferite produse finale, de exemplu, în prezența alcoolului etilic de oxid de aluminiu la o temperatură de 350 ° C se descompune la etilenă și apă. catalizator de acțiune în masă specificitatea de mare importanță în industrie, deoarece permite să se realizeze un proces chimic în direcția dorită, la o viteză mare, în cazul în care sistemul este termodinamic posibil improprii de mai multe transformări chimice.
Mecanismul cataliza heterogenă este mai complex decât omogen. Există mai multe teorii catalizei eterogene, dar fiecare dintre ele nu explică pe deplin mecanismul acestui proces. Luați în considerare unele dintre ele.
Fundamental, spre deosebire de reacție catalitică heterogenă este oboseală omogenă, procese chimice care nu apar în volumul sistemului de reacție, iar la interfață. reacții catalitice heterogene apar succesiv în mai multe etape. De exemplu, primul pas este de a transporta reactanți la suprafața catalizatorului. Al doilea pas - adsorbția moleculelor de pe suprafața substratului catalizatorului, al treilea - reacția la suprafața catalizatorului. A patra etapă corespunde unui procedeu de desorbție a produșilor de reacție de la suprafața catalizatorului și, în final, a cincea - un produs de reacție de transport în domeniul de aplicare a sistemului. În funcție de condițiile procesului catalitic și etapele sale caracteristici enumerate pot apărea la rate diferite. Activitatea catalizatorului se caracterizează printr-o viteză de reacție la interfață.
Prima și a cincea etape sunt determinate de legile de difuzie. Al doilea pas este adsorbția moleculelor substratului cu o fază gazoasă sau lichidă pe suprafața catalizatorului. Adsorbția - proces spontan de concentrare interfață substanțe pas. Distinge între adsorbție fizică și chimică (chemisorption). adsorbția fizică este cauzată de forțele de interacțiune intermoleculare între moleculele substratului și centrele active ale catalizatorului. In Chemisorpția are loc o reacție chimică a moleculelor de substrat la suprafața fazei solide pentru a forma legături covalente sau caracterul polar. Deoarece adsorbție - un proces spontan, se produce o scădere a energiei libere Gibbs a sistemului datorită entropiei și secvențierea moleculelor substrat în stratul de adsorbție. Nu a fost ideea larg răspândită că suprafața catalizatorului este eterogenă și conține centre de activ. Aceste ipoteze au fost făcute DP Konovalov, de asemenea, în 1885. Mai târziu, au dezvoltat X. Taylor (1926). Teoria cea mai răspândită a multitudinii de Cataliza A. Balandin (1930). M - este domeniile specifice de suprafață ale catalizatorului, care constă din mai mulți atomi, și în care are loc adsorbția molecula de substrat. Multitudinea teoriei se bazează pe două principii: geometrică și energie conformitatea. Multiplet și între moleculele adsorbite pot exista geometric meci (structural), adică, aranjamentul geometric al centrelor de forță pe suprafața catalizatorului (multiplet) trebuie să se potrivească cu locația atomilor din molecula de substrat. Academicianul AA Balandin sa dovedit a accelera reacția de hidrogenare și dehidrogenarea carbohidrați ciclice cu șase membri C6H6, S6N12 folosi catalizatori - metalici cu rețea cristalină hexagonală -. Cu distanța interatomică (. 2,5 2,8) • 10-10 m, dar nu este necesar pentru a activa procesul catalitic numai corespondență geometrică între multiplet și substrat, precum și interacțiunea dintre ele. Această teorie nu abordează mecanismul molecular al interacțiunii substratului cu catalizatorul.
MI Kobozev (1939) a propus teoria benzilor active conform căreia activ centru (ansamblu), catalizatorul trebuie să fie compus din unul sau doi atomi de metal (cel puțin șase), care corespunde cu activitatea maximă a catalizatorului. Dezvoltarea în continuare a teoriei cataliză heterogenă a demonstrat că mecanismul de eveniment eterogenă catalitic trebuie luat în considerare pe baza teoriei cuantice a bonding chimice (de exemplu, teoria orbital molecular). Astfel, este necesar să se ia în considerare proprietățile moleculelor la suprafața fazei solide.
Se încarcă.
Bine ați venit pe site-ul "World of Science". Pe site-ul nostru educațional veți găsi un număr foarte mare de Leagăne, rezumate, rezumate, seminarii, conferințe și alte materiale educaționale în aproape toate disciplinele școlare! Toate materialele de instruire vor acelorași elevi, precum și voi, dragi vizitatori. De aceea, fiecare schiță a fiecărui curs și seminar aduce trafic imens de sarcină și dezvăluie pe deplin subiectul său! Dacă aveți nevoie de alte rezumate sau rezumate, vă rugăm să folosiți formularul pentru a căuta site-ul nostru educațional! Tot continutul furnizat pe site-ul nostru sunt pur științifice în natură și nu sunt interesați sau acceptarea oricărei părți, pentru că știința are ca scop creșterea confortului în viață și de a atinge obiective noi, neexplorate anterior. Noi sincer bun venit fiecare vizitator al nostru și vom satisface setea de cunoaștere, și mai mult!
BiologiyaFizikaHimiyaEkonomikaGeografiya
MikrobiologiyaTeoreticheskaya mehanikaGeografiya BelorussiiGeografiya UkrainyGeografiya Moldova
Vegetația miraElektrotehnikaGeografiya GruziiGeografiya ArmeniiGeografiya Azerbaidjan
Geografie KazahstanaGeografiya UzbekistanaGeografiya KirgiziiGeografiya TurkmenistanaPrirodovedenie
Geografia Estonia TadzhikistanaGeografiya