Каталіз
Каталізатор —це речовина, якабере участь у проміжних стадіях реакції, прискорює її, але не входить до складу продуктів реакції і по її закінченні залишається незмінною.
Каталізатори мають величезне значення під час промислових і лабораторних хімічних процесів, а також хімічних реакцій, що відбуваються в живих організмах, атмосфері, гідросфері. Так, у листках рослин під дією особливих каталізаторів - ферментів - вуглекислий газ, вода й поглинуте сонячне світло синтезують різноманітні складні органічні сполуки. В організмі людини за участю ферментів відбуваються складні процеси перетворення хімічних сполук, що забезпечують його життєдіяльність. Ферменти відіграють важливу роль у харчовій промисловості, в окремих випадках здійснюють чи допомагають здійснювати багато технологічних процесів, а в інших – ускладнюють їх проведення. Зокрема, перетворення вихідної сировини в таких галузях харчової промисловості, як виробництво вина, пива, спирту, хліба, ряду кисломолочних продуктів, здійснюється за безпосередньої участі ферментів.
Швидкість реакції істотно залежить від енергії активації, причому зменшення останньої (потенціального бар'єра) забезпечує зростання швидкості. Здебільшого дію каталізаторів пояснюють тим, що вони знижують енергію активації. Схема, що відображає різницю енергій активації стадій каталітичного процесу і процесу, який відбувається без каталізатора, наведена далі (рис. 18).
За наявності каталізатора виникають інші активовані комплекси, для утворення яких потрібна менша енергія, ніж для утворення активованих комплексів без каталізатора. Наприклад, якщо деякій реакції
А + В = АВ (Ea)
|
ним нестійку сполуку:
А + К = А...К (Е'а),
яка далі реагує з речовиною В з виділенням каталізатора Кі утворенням кінцевого продукту:
А...К + В = АВ + К (Еа).
Енергія активації проміжних стадій (Е'ата Е'а) менша за енергію активації реакції, яка відбувається без каталізатора, тому більша частка молекул матиме достатню енергію для утворення активованих комплексів, що виникають за наявності каталізатора.
Розрізняють два види каталізу — гомогенний і гетерогенний. Під час гомогенного каталізукаталізатор і речовини, які беруть участь у реакції, утворюють одну фазу (газ або розчин). Під час гетерогенного каталізукаталізатор перебуває в системі у вигляді самостійної фази.
Реакція
2Н2О2 = 2Н2О + О2,
яка відбувається у водному розчині, прискорюється в разі додавання іонів ОН- (розчину лугу), вільного Вr2 або твердого МnО2, тобто для однієї тієї самої реакції можливий і гомогенний, і гетерогенний каталіз.
Дата добавления: 2014-12-18; просмотров: 826;