С точки зрения теории активного комплекса механизм действия катализаторов в том, что они изменяют высоту энергетического барьера химической реакции.
Без катализатора:
А + В ↔ А...В → АВ
В присутствии катали- затора:
А+ В + К↔ А...К...В →
→АВ + К
Положительный катализатор снижает энергетический барьер реакции
Энергия, кДж/моль
Координата реакции
Без катали- затора
С положи- тельным катализато- ром
Под воздействием поло- жительного катализатора в реакционной смеси возрастает доля актив- ных молекул при данной температуре. Скорость реакции увеличивается.
|
Отрицательный катализатор |
|
||||||||||
повышает энергетический барьер |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
реакции |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
С отрица- |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кДж/моль |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тельным ка- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тализатором |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
затора |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Без катали- |
|
Энергия, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Координата реакции |
|
|
|
|
||||||
Под воздействием отри- цательного катализатора в реакционной смеси снижается доля актив- ных молекул при данной температуре. Скорость реакции уменьшается.
Реакция |
Еак, кДж/моль |
тор |
|
|
Катализа- |
без катали- с катализа- затора тором
С2Н4 +H2→ |
180 |
40 |
Pt |
→С2Н6 |
|
|
|
|
|
8 |
Cu на |
|
750 |
угле |
|
2H2O2→2H2O |
55 |
I2 |
|
+O2 |
|
|
|
20 |
каталаза |
|
Частным случаем катализа является автокатализ: ката- лизатором служит один из продуктов реакции.
Пример автокаталити- ческой реакции:
2 KMnO4 + 5 H2C2O4 + 3 H2SO4 → 2 MnSO4 + 10 CO2 + K2SO4 + 8 H2O
Катализатор: Mn2+
Кинетическая кривая автокаталитической реакции
Концентрация, моль/л
время