Вінницький державний педагогічний університет

Імені Михайла Коцюбинського

Природничо-географічний факультет

Кафедра хімії

Курсова робота

з неорганічної хімії

на тему: «Гомогенний каталіз»

Студентки II курсу “Д” групи

напрямку підготовки 6.040101 Хімія*

Волошенюк Ілона Сергіївна

Керівник:

Кандидат технічних наук, доцент,

Василінич Тамара Миколаївна

Національна шкала__________________

Кількість балів:_____ Оцінка: ECTS_____

Члени комісії: __________ ___________________

__________ ___________________

__________ ___________________

М. Вінниця – 2015 р.

Зміст

Вступ…………………………………………………………………………………………………..3

1. Положення теорії гомогенного каталізу………………………………………………3

2. Каталіз…………………………………………………………………………………………………..6

2.1. Каталітичне отруєння…………………………………………………………………8

3. Механізм гомогенного каталізу………………………………………..…………………16

4. Типи гомогенного каталізу…………………………………………………………………..22

   1. Кислотно-основність……………………………………………………………….23

   2. Ферментативний каталіз…………………………………………………………26

5. Застосування гомогенного каталізу……………………………………………………..31

Висновок……………………………………………………………………………………………34

Використана література………………………………………………………………….…35

Вступ

Гомогенні каталітичні процеси мають ряд переваг перед традиційними гетерогенними: високу загальну активність і низькі температури і, як наслідок, високу селективність. Однак вони мають і ряд суттєвих недоліків. Перш за все, як правило, вони не технологічні. Це пояснюється тим, що здійснення таких процесів вимагає введення в технологічний процес складної стадії відділення каталізатора від реагентів і продуктів, що збільшує трудомісткість, металомісткість і ускладнює створення безперервного процесу. Великі труднощі виникають при регенерації, наприклад, метало -комплексні каталізаторів, тоді як регенерація традиційних гетерогенних каталізаторів зазвичай зводиться до випалюванню смоло подібні продуктів в струмі повітря. Крім того, гомогенні металокомплексні каталізатори не можуть бути застосовані для реакцій, які за вимогами термодинаміки, а повинні проводитися при високих температурах. Верхня температурна межа застосування гомогенних каталізаторів визначається насамперед температурою кипіння розчинників і температурою руйнування комплексів. пояснити однією з цих двох реакцій, хоча в дійсності механізми, безумовно, є набагато більш складними.

Баксендейл класифікує процеси каталізу які протікають по механізмам вільних радикалів, як циклічне окислення і відновлення, і підкреслення в ролі іона пергідроксида також не суперечить такій схемі, а є лише її розвитком. Деякі інші схеми механізму, особливо засновані на таутомерних формах перекису водню, в даний час не витримують критики.

1. Положення теорії гомогенного каталізу

Гомогенних каталітичних процесів і є одним з перших теоретичних пояснень механізму каталізу. Вона була викладена у працях Оствальда в 1894 - 1911 рр. Початкове положення цієї теорії - припущення, що протягом реакції утворюються нестійкі проміжні сполуки каталізатора з реагують речовинами, які потім розпадаються з утворенням продуктів реакції, а каталізатор регенерується.

Реакційний шлях процесу. Енергія активації гомогенних каталітичних процесів зазвичай більше енергії активації гетерогенних каталітичних процесів.

Як правило, гомогенні каталітичні процеси протікають в набагато більш м'яких умовах, ніж гетерогенні. У ряді випадків координаційні сполуки дозволяють проводи типи процесів досить вибірково і стерео селективного характеру.

У багатьох випадках гомогенні каталітичні процеси складаються зі складної послідовності елементарних стадій і мають непростий порядок. Крім того, на характер кінетичної кривої сильно впливають два основні фактора - наявність індукційного періоду.

Гідроформний являє собою гомогенний каталітичний процес, механізм якого до цього часу точно не встановлено. В іншому випадку важко було б пояснити уповільнення реакції при підвищенні парціального тиску окису вуглецю. Запропоновані механізми розрізняються передбачуваним типом карбонільних сполук, що беруть участь у реакції, і поясненням ролі окису вуглецю.

Зі сказаного випливає, що швидкість гомогенного каталітичного процесу буде залежати від швидкості утворення і розкладання проміжного з'єднання.

Гомогенний каталіз
1746р.	Дж.Робек	SO2 + 0,5 O2 → SO3 / NO2
1782р.	До.Шеелє	RCOOH + R’OH → RCOOR’ + H2O Мінеральні кислоти
1878р.	А.М.Бутлеров	mCnH2n → -(CnH2n)-m / H2SO4
1881р.	М.Г.Кучеров	3С2Н2 + Н2О → СН3СНО / Hg2+
1928-1929р.	Ю.Ньюленд	2С2Н2 → СН2=СНС≡СН / Cu(I)
1938р.	О.Роелен	CnH2n + СО + Н2 → CnH2n+1СНО / Со2(СО)8
1939-1945р.	У.Реппе	С2Н2 + СО + НХ→ СН2-СН-СОХ / Ni(CO)4 С2Н4 + СО + НX → СН3-СН2-СОХ / Ni(0), Co(0) (X – OH, OR, NR2, SR) 4 С2Н2 → циклооктатетран / Ni(CN)2 С2Н2 + 2 CH2O → HOCH2C≡CCH2OH / Cu2C2
1953-1955р.	До.Циглер, Д.Натта	m α-CnH2n → (CnH2n)-m / TiCl3, гомогенні і гетерогенні каталізатори полі 1-алкани і дієни
1959р.	Ю.Смидт, І.І.Моїсєєв	С2Н4 + 0,5 О2 → СН3СНО / PdCl2-CuCl2
1960р.	І.І. Моїсєєв,	С2Н4 + CH3COOH + 0,5 О2 → СН2-СНОOC-CH3 + H2O / PdCl2-CuCl2-CH3COONa
1960р.	ФірмаБАСФ АГ	CH3OH + CO → СН3СОOH / CoI2
1970р.	Ф.Е.Паулик, Д.Ф.Троянд, фірма «Монсанто»	CH3OH + CO → СН3СОOH / CoI2
1972р.	Фірма «Халкон»	Спряжений процес сполучення стиролу і оксиду пропілену