Свойства катализаторов.

1. Каталитическая активность катализатора.

Мерой каталитической активности катализатора (А) является изменение скорости химической реакции в результате введения в систему катализатора:

, (5.4)

где v_x и v₀ – скорость реакции в присутствии катализатора и без него, – доля объема системы, занимаемая катализатором и недоступная для реагирующих веществ. Часто второй член в уравнении (5.4) настолько мал по сравнению с первым, что им можно пренебречь. Поэтому каталитическая активность – величина, симбатная скорости реакции:

(5.5)

Удельной каталитической активностью называют каталитическую активность, отнесенную к концентрации катализатора:

(5.6)

где с_k – концентрация катализатора в системе.

В гетерогенном катализе удельной каталитической активностью называют каталитическую активность, отнесенную к единице поверхности s твердого катализатора:

. (5.7)

Отношение удельных активностей разных катализаторов для данной реакции можно приближенно охарактеризовать отношением констант скоростей реакций:

(5.8)

Для однотипных катализаторов вероятность образования активированного комплекса, следовательно, и энтропии активации с участием катализатора приблизительно одинакова: . Поэтому

(5.9)

В гомогенном ферментативном катализе мерой каталитической активности является число оборотов реакции (turnover number), т.е. количество молекул, превращающихся за единицу времени на одном активном центре:

(5.10)

где – число оборотов реакции, с^-1; v – скорость реакции, моль/л·с; – концентрация катализатора, моль·л^-1.

Число оборотов принимает различные значения в зависимости от типа катализатора: 10^–7 – 10^–2 с^-1 для катализаторов кислотно–основного характера и 10^–2 – 10^–5 с^-1 – для ферментов, причем у каталазы достигает значения (2,5 –5)10⁶ с^-1.