химический каталог




Общая и неорганическая химия

Автор Н.С.Ахметов

после каждого цикла промежуточного взаимодействия свой химический состав. Увеличение скорости катализируемой реакции связано с меньшей энергией Гиббса активации нового пути реакции.

Из менение скорости катал изируемой реакции за с чет с нижен ия энергии активации ее отдельных стадий можно рассмотреть на следующем примере. Допустим, между веществами А и В возможно взаимодействие с образованием соединения АВ (АО < 0):

I А + В-> А...В -? АВ

акт и в и рованный комплекс

Но в силу высокой энергии Гиббса активации эта реакция протека-ет с очень малой, практически равной нулю скоростью. Пусть, найдено

(

Такое третье вещество К (катализатор), которое легко вступает во взаимодействие с А (в силу другой природы реагирующих веществ, а Следовательно, другой, меньшей, энергии Гиббса активации), образуя ^?соединение АК:

А + К —? А...К АК

активированный комплекс

223

время

Рис. 120. Химическое равновесие в системе в присутствии катализатора и в отсутствие катализатора

ПУТЬ РЕАКЦИИ

Р и с. 119. Энергетическая схема хода реакции в отсутствие и в присутствии катализатора

Соединение АК легко взаимодействует с веществом В (опять-таки в силу иной природы веществ и малой энергии активации), образуя вещества АВ и К:

В + АК-» В...АК -4 АВ + К

активированный комплекс

Суммируя два последних уравнения, получим А + В = АВ

т.е. в результате реакции катализатор остался без изменения.

На рис. 119 показана энергетическая диаграмма хода реакции в-отсутствие (кривая 1) и в присутствии (кривая 2) катализатора. Очевидно, в присутствии катализатора энергия Гиббса активации реакции снижается.

Поскольку в выражении для константы скорости реакции (см. § 2) энергия Гиббса активации входит в отрицательный показатель степени, то даже небольшое уменьшение энергии Гиббса активации вызывает очень большое увеличение скорости реакции.

В ряде реакций катализатор поставляет свободные радикалы, благодаря чему реакция протекает по цепному механизму. Так, реакция окисления СО кислородом

2СО + 02 = 2С02

в значительной степени ускоряется в присутствии паров воды, что вызван'1

развитием цепей с участием свободных радикалов -ОН и -Н:

224

?ОН + СО = С02 + -н •Н + 02 = -ОН + -о-СО + -О- = С02

Действие катализатора на состоянии химического равновесия не сказывается, так как катализатор в равной мере ускоряет и прямой, и обратный процесс. Катализатор ускоряет лишь достижение химического равновесия. Как показано на рис. 120, в присутствии катализатора равновесные концентрации компонентов системы (гк) достигаются быстрее, чем в его отсутствие (г).

Каталитические реакции очень разнообразны. Во многих реакциях каталитическое влияние проявляется в скрытой форме. Сюда прежде всего относятся реакции в растворах. Как мы видели, поляризация, диссоциация и ионизация веществ в растворах — виды активации веществ — происходят под действием растворителя, который, очевидно, играет в этом случае роль катализатора. Большое влияние на скорость и направление процессов оказывают ионы ОН* и ОН.

В зависимости от агрегатного состояния катализатора и реагирующих веществ различают катализ гомогенный и гетерогенный. Примером гомогенного катализа является реакция окисления СО (в газовой фазе в присутствии паров воды) кислородом, а также действие разнообразных ферментов в биологических процессах. Гетерогенно-каталитичес-кими являются процессы синтеза аммиака (катализатор железо), окисления S02 до S03 (катализатор платина или оксид ванадия) и т.д.

Г Л А В А 5 РЕАКЦИИ БЕЗ ИЗМЕНЕНИЯ СТЕПЕНЕЙ ОКИСЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ

§ 1 УСЛОВИЯ ОДНОСТОРОННЕГО ПРОТЕКАНИЯ РЕАКЦИЙ

Различают реакции с изменением и без изменения степеней окисления элементов. Понятно, что такое подразделение условно и основано на формальном признаке — возможности количественного определения условной величины — степени (состояния) окисления элемента. Неизменность степени окисления элементов при химических превращениях вовсе не означает, что не происходит перестройки электронных структур взаимодействующих атомов, ионов и молекул. Конечно, и в этом случае протекание реакции обязательно связано с большим или меньшим изменением характера межатомных, межионных и межмолекулярных связей, а следовательно, и эффективных зарядов атомов.

225

[ 8 Общая и неорганическая химия

Реакции без изменения состояния окисления элементов чаще всего протекают в газовых и жидких растворах с участием ионов. Как известно, ионные реакции обратимы, и теоретически каждой системе ионов при данных условиях отвечает определенное состояние равновесия. Смещение химического равновесия (иногда практически нацело) происходит при уменьшении концентрации каких-либо ионов за счет образования относительно мало ионизирующихся молекул или комплексных ионов, малорастворимых или летучих соединений (правило Бертолле). Так, при нейтрализации ионная реакция идет в сторону образования мало ионизирующихся молекул растворителя, например в водном растворе:

КОН(р) + HN03(p) = KN03(p) + Н20(ж), AG°2gs = -80 кДж

страница 65
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233

Скачать книгу "Общая и неорганическая химия" (5.36Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
набор цветов с пирожными
Рекомендуем фирму Ренесанс - металлические лестницы наружные - качественно, оперативно, надежно!
купить кресло престиж
аренда контейнера под склад

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(10.12.2016)