Гетерогенний каталіз
Легкість відділення газової або рідкої реакційної суміші від твердого каталізатору послугувала причиною широкого використання гетерогенного каталізу. Більшість нині існуючих промислових процесів — реакції між газоподібними реагентами за участі твердих каталізаторів.
Процес каталізу на поверхні твердого каталізатору відбувається в кілька елементарних стадій:
дифузія реагентів з потоку речовин до поверхні каталізатору;
хемосорбція у порах поверхні;
перегрупування атомів з утворенням поверхневих комплексів;
десорбція продуктів з поверхні;
дифузія від поверхні до потоку речовин.
Одним з прикладів гетерогенного каталізу є гідрування моноксиду вуглецю на поверхні залізо-родієвого каталізатору:
21. Оборотні і необоротні реакції , типи реакцій хімічних .
Реакцію називають оборотною, якщо її напрям залежить від концентрацій речовин — учасників реакції.
Реакцію називають необоротною, якщо вона може відбуватися лише в одному напрямі і завершується повним перетворенням вихідних речовин на продукти; приклад — розкладання вибухових речовин. Одна і та ж реакція залежно від умов (від температури, тиску) може бути істотне оборотна або практично необоротна.
Хімічна рівновага - стан хімічної системи, в якому оборотно протікає одна або кілька хімічних реакцій, причому швидкості в кожній парі пряма-зворотна реакція рівні між собою. Для системи, що перебуває в хімічному рівновазі, концентрації реагентів, температура і інші параметри системи не змінюються з часом. А 2 + В 2 ⇄ 2AB
Константа рівноваги:
1) Відношення пружності пари індивідуального вуглеводню Q до тиску суміші вуглеводнів рс: k = Q/pc.
2) Відношення молярної частки уі і-ого компонента багатокомпонентної системи в паровій (газовій) фазі до молярної частки хі цього ж компонента в рідинній фазі при даних тиску і температурі або відношення тиску насиченої пари рі і-ого компонента багатокомпонентної системи при заданій температурі до тиску р в багатокомпонентній системі при цій же температурі, тобто . Визначена таким чином константа рівноваги зберігає свою величину до тисків у декілька десятих МПа.
22. Зміщення хімічної рівноваги:
Положення хімічної рівноваги залежить від наступних параметрів реакції: температури, тиску і концентрації. Вплив, який чинять ці фактори на хімічну реакцію, підпорядковуються закономірності, яка була висловлена в загальному вигляді в 1885 французьким ученим Ле-Шательє.
Фактори що впливають на хімічну рівновагу:
1) Температура: При збільшенні температури хімічна рівновага зміщується в бік ендотермічний (поглинання) реакції, а при зниженні в сторону екзотермічної (виділення) реакції. CaCO3 = CaO + CO2-Q t ↑ →, t ↓ ← N2 +3 H2 ↔ 2NH3 + Q t ↑ ←, t ↓ →
2) Тиск: При збільшенні тиску хімічна рівновага зміщується в бік меншого обсягу речовин, а при зниженні в бік більшого об'єму. Цей принцип діє тільки на гази, тобто якщо в реакції беруть участь тверді речовини, то вони в розрахунок не беруться. CaCO3 = CaO + CO2 P ↑ ←, P ↓ → 1моль = 1моль +1 моль
3) Концентрація вихідних речовин та продуктів реакції: При збільшенні концентрації одного з вихідних речовин хімічна рівновага зміщується в бік продуктів реакції, а при збільшенні концентрації продуктів реакції-убік вихідних речовин.
S2 +2 O2 = 2SO2 [S], [O] ↑ →, [SO2] ↑ ←
Каталізатори не впливають на зміщення хімічної рівноваги!
23. Дисперсні системи класифікують за різними ознаками:
за дисперсніст;
агрегатним станом;
структуро;
міжфазною взаємодією.
Диспе́рсна систе́ма — гетерогенна система з двох або більше фаз з сильно розвиненою поверхнею розділу між ними. Як правило, дисперсна система — це колоїдний розчин або розчини високомолекулярних сполук.
Фази дисперсної системи не змішуються між собою і не реагують — тому між ними існує поверхня розділу цих фаз. Одна фаза (дисперсна фаза) розподілена в іншій (дисперсійне середовище). Фази можна розділити між собою фізичними способами: коагуляція, пептизація та ін.
24. Розчин істинний – розчин, в якому частинки дисперсної фази представлені молекулами. Синонім – справжній розчин.
Фізичні та хімічні процеси при розчиненні – концентрація його насиченого розчину при певних температурі та тиску. Розчинність газів залежить від температури та тиску, розчинність рідких та твердих тіл від тиску практично не залежить. Розчинність обумовлюється фізичною і хімічною спорідненістю молекул розчинника і розчинюваної речовин. Деякі рідини можуть необмежено розчинятися в інших, тобто змішуються у будь-яких пропорціях. Інші взаєморозчиняються тільки до певної межі.
25.
КОНЦЕНТРАЦІЯ
РОЗЧИНІВ — це величина,
яку вимірюють масою або об’ємом
розчиненої речовини, що міститься
у певній масі або об’ємі розчину
або розчинника. Найчастіше використовують
такі способи вираження концентрації: масова
частка, молярна, моляльна концентрація,
молярна концентрація еквівалента,
молярна частка, об’ємна частка
та титр. Масову частку речовини
Х w(Х) розраховують за формулою:
де
m(X) — маса розчиненої речовини Х
(в кг, г); m – маса розчину (в кг, г).
Її виражають у частках одиниці або
в %. В останньому випадку розрахунок
здійснюють за формулою:
Розчинністю речовини називають здатність її розчинятися в тому чи іншому середовищі. Мірою розчинності або коефіцієнтом розчинності служить кількість грамів речовини, яка при даній температурі розчиняється в 100 г води з утворенням насиченого розчину.
26. Найбільш поширеним і практично найважливішим розчинником є вода. Вода морів та океанів є природним розчином, який має солоно-гіркий смак. У середньому в 1 кг морської води міститься 35 г розчинених речовин — середня солоність морської води становить 35‰. До складу морської води входить понад сто речовин, утворених з майже всіх відомих у природо хімічних. Як розчинники використовують також інші речовини: ацетон, бензин, спирт тощо, але значно рідше.