Сущность каталитического действия

Требования при выборе катализатора (3 главных требования):

1. Катализатором может быть вещество, которое способно существенно понизить энергию активации данной химической реакции; Е_актив<10 кДж/моль.

2. Катализатором может быть вещество, способное образовывать поверхностное промежуточное соединения с реагирующими веществами, при этом промежуточное химическое соединение реагирующего вещества с катализатором должно быть менее прочным чем продукт реакции;

3. Всегда необходимо термодинамическое разрешение на протекание химического процесса, только затем подбирают катализатор. Катализатор в одно и то же время ускоряет и прямую и обратную реакции (если это обратимые реакции), но он ускоряет достижение равновесия за счёт понижения энергии активации (Е_актив).

(рисунок)

А+ВàАВ*àАВ - (без катализатора);

а) А+КàАК*; б)АК*+ВàАВК*àАВ+К - (с катализатором);

Е*_{без катализатора} > Е*₁+Е*₂

Г

Кинетика гетерогенных каталитических процессов

Основным законом кинетики гетерогенного катализа является закон действующих поверхностей Тёмкина:

ʋ=k*θ^a_A*θ^b_B*θ^c_Cθ^d_D (1)

Где θⁿ_A - степень покрытия поверхности компонента А в степени стехиометрического коэффициента.

Если присутствуют вещества, которые не адсорбируются на поверхности, но взаимодействуют в газообразной фазе, то формула (2):

ʋ=k* θ^a_A*θ^b_B*θ^c_Cθ^d_D*P^b1_B1*P^d1_D1*(1-θ)^∆ʋ

Где P^a1_A1 - парциальное давление компонента А1, который не адсорбируется на поверхности,

(1-θ) – доля свободной поверхности.

Три случая в соотношении скоростей процессов:

1. ʋ_{хим.реакции} << ʋ_{внеш.диф}

Дата добавления: 2015-07-11