7)Катализ и катализаторы.

Катализаторы подразделяются на гомогенные и гетерогенные. Гомогенный катализатор находится в одной фазе с реагирующими веществами, гетерогенный — образует самостоятельную фазу, отделённую границей раздела от фазы, в которой находятся реагирующие вещества [1]. Типичными гомогенными катализаторами являются кислоты и основания. В качестве гетерогенных катализаторов применяются металлы, их оксиды и сульфиды.

Катализ - ускорение химических реакций под действием малых количеств веществ (катализаторов), которые сами в ходе реакции не изменяются. Каталитические процессы играют огромную роль в нашей жизни. Биологические катализаторы, называемые ферментами, участвуют в регуляции биохимических процессов. Без катализаторов не могли бы протекать многие промышленные процессы. Важнейшее свойство катализаторов - селективность, т.е. способность увеличивать скорость лишь определенных химических реакций из многих возможных. Это позволяет осуществлять реакции, протекающие в обычных условиях слишком медленно, чтобы им можно было найти практическое применение, и обеспечивает образование нужных продуктов.

8)Особенности кинетики гетерогенных реакций. Основные стадии.

Химические реакции, протекающие на границе раздела фаз, называют гетерогенными. Гетерогенные процессы широко распространены в природе и часто используются на практике. Примерами могут служить процессы растворения, кристаллизации, испарения, горение твердого топлива, окисления металлов, реакции, идущие на поверхности твердых катализаторов.

Примерами некоторых типов гетерогенных реакций служат:

1) реакции окисления металлов (Т1 + Г = Т2)

Ni(т) + ? О2 = NiO(т)

2) реакция разложения карбоната кальция (T1= T2 + Г)

CaCO3 = CaO + CO2

3) реакции с участием трех твердых фаз ( Т1 + Т2 = Т3)

ВаО+TiO2=BaTiO3

И т. д.

В гетерогенных реакциях можно выделить по меньшей мере три стадии:

1 – перенос реагирующих веществ к поверхности раздела фаз, т.е. в реакционную зону;

2 – собственно химическое взаимодействие;

3 – перенос продуктов реакции из реакционной зоны.

М.б. и другие стадии, например, адсорбция и десорбция;

комплексообразование и т. д.

7

9)Задачи:

1.Температурный коэффициент Вант – Гоффа некоторой реакции равен 3. Скорость ее при 298 К составляет 1*10 –3 моль/ (дм3 *с). Чему равна скорость реакции при температуре 328 К?

2.Увеличение температуры от 273 до 313 К привело к ускорению некоторой химической реакции в 16 раз. Какое значение имеет температурный коэффициент этого взаимодействия?

3.Как изменится скорость прямой реакции

2 NO ( г ) + О2 ( г ) = 2 NO2 ( г ) ,

если давление в системе уменьшить в 2 раза?

4.Как изменится скорость прямой реакции

2 Н2 + О2 = 2 Н2О,

если объем газовой смеси увеличить в 2 раза?

Ответы к задачам:

1.Скорость реакции при температуре 328 К, равна 27*10^–3моль/(дм³ *с)

2.Температурный коэффициент этого взаимодействия, равен 2.

3.Скорость прямой реакции уменьшится в 8 раз, если давление в системе : 2 NO _{( г )} + О_{2 ( г )} = 2 NO_{2 ( г )} уменьшить в 2 раза.

4.Скорость прямой реакции увеличится в 8 раз, если объем газовой смеси в системе 2 Н₂ + О₂ = 2 Н₂О увеличить в 2 раза.

8