і, гетерогенний, коли каталізатор і реагенти в різних фазах, крім цього виділяють ферментативний каталіз, коли каталізатором є ферменти. Мікрогетерогенний каталіз, коли каталізатор присутній у каллойдном стані, розмір часток см. особливо: 1) каталізатор змінює швидкість лише таких р-ии, що т/д можливі за даних умов. Перш ніж підбирати каталізатор для тієї чи інший р-ии потрібно переконатися в її т/д можливості.
В
2) Каталізатор безпосередньо бере участь у р-ях, утворюючи проміжні сполуки, змінюючи тим самим число і вид елементарних стадій процесу. Схематично можна представити так. Нехай для р-ии А + В = С + D каталізатор є речовина К, тоді у присутності каталізатора схема може бути такою А + К в†’ АК (а), АК + В = C + D + K (Б). Р-ії (а) і (б) йдуть у багато разів швидше, ніж р-ии безпосереднього взаємодії без каталізатора. Проміжне з'єднання в каталізі це не звичайне стійке хім. з'єднання, яке може бути виділене в чистому вигляді або може існувати у вигляді окремої фази. У гомогенному каталізі це дуже не стійка з'єднання з малим часом життя. У гетерогенному каталізі це поверхневе з'єднання, що не існуюче у вигляді окремої фази, властивості якого різко відрізняються від властивостей аналогічного з'єднання утворювати об'ємну фазу.
3) каталізатор не зраджує величини теплового ефекту р-ии, в іншому випадку мало б місце не дотримання з. збереження і перетворення енергії.
4) каталізатор не змінює величини константи рівноваги О”H, О”S, О”U, О”F. Це означає, що рівновага, вихід у присутності каталізатора залишається тим же самим. Каталізатор змінює кінетичні характеристики р-ии (EАКТ і предекспоненти PZ0). дію каталізатора може бути пояснено енергією активації процесу. Е3 і Е4 - енергії активації при утворенні проміжних сполук (а) і при його розпаді (б), внаслідок того, що енергія активації Е1 замінює меншу енергію Е3 і Е4 2-ух останніх стадій швидкість р-ии зростає, навіть якщо Е3 + Е4.> Е1 CH3CHO в†’ CH4 + CO при t = 518єC ЕАКТ = 45.5 ккал/моль у присутності парів J2 енергія активації знижується до ЕАКТ = 32,5 ккал/моль. Швидкість зростає в 10000 разів. Каталізатор прискорює і пряму і зворотну р-ии в рівній мірі, при цьому константа рівноваги не змінюється. А час досягнення системою рівноважного стану зменшується.
5) Каталізатор діє вибірково. Різні каталізатори можуть або одну р-ію або групу р-ий або ж р-ии різного класу відповідно з цим каталізатори можуть володіти індивідуальною специфічністю, груповий специфіки або бути універсальними. Особливого значення каталізаторів має і використовується при протіканні в паралельних р-иях.
6) У гетерогенному каталізі великий вплив на процес має адсорбційна здатність твердих каталізатора, стан його поверхні, способів і методів обробки поверхні, присутність на поверхні атомів інших елементів і т.д.
Наприклад: введені в каталізатор деякі добавки, які самі не володіють каталітичної активністю, можуть сильно підвищити активність каталізатора, такі добавки називаються промоторами. Навпаки присутність деяких ін речовин на поверхні каталізатора може сильно знизити його каталітичну активність, такі речовини називаються каталітичними ядрами.
Гомогенний каталіз
Серед численних каталітичних реакцій особливе місце займає каталіз в ланцюгових реакціях.
"Ланцюговими реакціями, як відомо, називаються такі хімічні і фізичні процеси, в яких освіта в речовині або в суміші речовин деяких активних частинок (активних центрів) призводить до того, що кожна з активних часток викликає цілий ряд (Ланцюг) послідовних перетворень речовини В»(Емануель, 1957). p> Такий механізм розвитку процесу можливий завдяки тому, що активна частка взаємодіє з речовиною, утворюючи не тільки продукти реакції, але і нову активну частку (Одну, дві або більше), здатну до нової реакції перетворення речовини, і т. д. Виникає при цьому ланцюг перетворень речовини продовжується до тих пір, поки активна частка не зникає із системи (відбувається "загибель" активної частки і обрив ланцюга). Найбільш важка стадія при цьому - зародження активних частинок (наприклад, вільних радикалів), після ж зародження ланцюг перетворень здійснюється легко.
Ланцюгові реакції широко поширені в природі. Полімеризація, хлорування, окислення і багато інші хімічні процеси йдуть по ланцюговому, а точніше - за радикально-ланцюговому (з участю радикалів) механізму. Механізм окислення органічних сполук (на ранніх стадрях) в даний час встановлений досить ретельно. Якщо позначити окисляющееся речовина RH (де Н - атом водню, що має найменшу міцність зв'язку з іншою молекулою R), то цей механізм можна записати в наступному вигляді: Каталізатори, наприклад з'єднання металів змінної валентності, можуть впливати на будь-яку з розглянутих стадій процесу. Зупинимося тепер на ролі каталізаторів у процесах виродженого розгалуження ланцюгів. Взаємодія гидроперекиси з металом може призводити як до прис...
