МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ДОНЕЦЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІКУМ ЕКОНОМІКИ І ХІМІЧНИХ ТЕХНОЛОГІЙ

Методична розробка

на тему «Каталіз»

з дисципліни «Фізична та колоїдна хімія»

для студентів денного відділення спеціальності 5.04010101 «Аналітичний контроль якості хімічних сполук»

Розглянуто та схвалено на засіданні Укладено викладачем

циклової комісії Бойків Н.Ю.

спеціальних хімічних дисциплін

Протокол № _____ від «___»_____2014 р.

Голова циклової комісії

___________________ О.О. Пісцова

2014

Укладач – Бойків Н. Ю., викладач Донецького державного технікуму економіки і хімічних технологій, спеціаліст вищої кваліфікаційної категорії, кандидат біологічних наук

Рецензент - Полінкіна Л.М., викладач хімії ДВНЗ «Донецький державний коледж харчових технологій і торгівлі», спеціаліст вищої категорії

Надано матеріали для опрацювання студентами денного відділення розділу «Каталіз». Для студентів та викладачів ВНЗ І-ІІ рівнів акредитації.

Зміст

Стор.

Вступ……………………………………………………………………………………………..4

Робоча програма розділу………………………………………………………………………..5

Лекція №29. Каталіз. Основні поняття. Автокаталіз. Гомогенний каталіз. Поверхневі явища і адсорбція. ……………………………………………………………………………6-11

Завдання для СРС №25. Теорія проміжних сполук. Іонообмінна адсорбція.…………..11-14

Лабораторна робота №18. Роль каталізаторів в хімічних реакціях…………………….14-15

Лабораторна робота №19. Гомогенний каталіз. Автокаталіз………………………………15

Лабораторна робота №20. Автокаталіз…………………………………………………........16

Лабораторна робота №21. Вивчення процесу адсорбції…………………………………16-18

Лабораторна робота №22. Адсорбція оцтової кислоти на поверхні кам’яного вугілля. Побудова ізотерми адсорбції за експериментальними даними.………………………..18-19

Лекція №30. Гетерогенний каталіз. Сучасні уяви про механізм гетерогенного каталізу. Активатори, каталітичні отрути, інгібітори………………………………………………19-23

Завдання для СРС №26. Теорії гетерогенного каталізу.…………………………………24-26

.

Вступ

Розділ «Каталіз» є продовженням вивчення хімічної кінетики, а саме факторів,що впливають на швидкість реакції. при вивченні дисципліни «Фізична та колоїдна хімія» займає важливе місце в системі підготовки молодших спеціалістів зі спеціальності 5.04010101 «Аналітичний контроль якості хімічних сполук».

Особливу увагу слід приділити вченню про каталіз. Слід ознайомитись з особливостями каталітичних процесів, зокрема, можливості каталізаторів зберігатись наприкінці реакції в незмінному вигляді і кількості, проявляти високу чутливість до домі шків, володіти специфічністю та вибірковістю дії, не змінювати величини теплового ефекту, зменшувати енергію активації, тощо.

При вивченні розділу спочатку необхідно засвоїти такі поняття, як питома поверхня, сорбція, адсорбція, абсорбція, адсорбент, адсорбтив, уяснити сутність фізичної сорбції та хемосорбції, зрозуміти характерні особливості процесу адсорбції (зворотність, малу енергію активації, екзотермічність, вибірковість).

Слід вивчити графічну інтерпретацію рівняння Фрейдлиха та Ленгмюра – ізотерму адсорбції.

В залежності від агрегатного стану реагуючих речовин і каталізатора, розрізняють гомогенний та гетерогенний каталіз. Слід знати, що у всіх випадках каталізу каталізатор реагує з вихідними речовинами, утворюючи нестійкі проміжні сполуки.

Зверніть увагу на важливе значення каталізу в сучасній хімічній технології, лабораторній практиці, біології, інших галузях.

Закріплюються теоретичні знання на практичних і лабораторних роботах.

Робоча програма розділу

№	Назва розділу (модуля), теми (змістові модулі)	Кількість годин							Навчально-методична література		Засоби діагностіки
		всього	у тому числі:
			лекції	практичні	лаб.	пр.інд.	срс
	Тема 1.8. Каталіз	20	4		10		6
1	Каталіз. Основні поняття. Автокаталіз. Гомогенний каталіз. Поверхневі явища і адсорбція.	6	2				4	1.1.С.183-187, 1.5.С.256-258, 268-301, 1.6.С.158-164		Фронтальний опит
2	Роль каталізаторів в хімічних реакціях.	2			2			1.4. С. 72		Залік за результатами виконання роботи
3	Гомогенний каталіз. Автокаталіз.	2			2			1.4. С. 74		Залік за результатами виконання роботи
4	Вивчення процесу адсорбції.	2			2			1.4. С. 76		Залік за результатами виконання роботи
5	Адсорбція оцтової кислоти на поверхні кам’яного вугілля. Побудова ізотерми адсорбції за експериментальними даними.	4			4			1.4. С. 80		Залік за результатами виконання роботи
6	Гетерогенний каталіз. Сучасні уяви про механізм гетерогенного каталізу. Активатори, каталітичні отрути, інгібітори.	4	2				2	1.1. С.198-206, 1.5.С.262-263, 1.6.С.165-168		Тестування

Лекція №29

Тема: Каталіз. Основні поняття. Автокаталіз. Гомогенний каталіз. Поверхневі явища і адсорбція.

План

1. Поняття про каталіз

2. Особливості каталітичних реакцій

3. Гомогенний каталіз

4. Автокаталіз

5. Теорія проміжних сполук

6. Гетерогенний каталіз

7. Поняття про адсорбцію. Її види

КАТАЛІЗОМ називається зміна швидкості хімічної реакції в результаті введення в реакційну суміш деяких речовин, званих каталізаторами, які самі до кінця реакції залишаються незмінними. Під впливом каталізаторів швидкості реакцій можуть змінюватися в десятки, сотні, тисячі і мільйони разів. Цей метод дії на швидкість реакції отримав дуже широке вживання і у виробничій, і в лабораторній практиці. Каталіз прийнято називати позитивним, коли каталізатор збільшує швидкість реакції, і негативним, коли швидкість реакції зменшується.

Каталізатори широко застосовують у виробництві при синтезі аміаку, сірчаної і азотної кислот, каучуку, пластмас, крекінгу нафти, і так далі У людському і всіх живих організмах дихання, обміну речовин і інші життєві процеси відбуваються за участю ферментів. Загальним для всіх каталізаторів є те, що вони можуть змінювати лише швидкість реакції, але не межу її протікання в даних умовах, тобто вони не змінюють стану рівноваги, а лише утрудняють або полегшують його.