Catalizatorii și inhibitori
Capitolul 1. Catalizatorii și inhibitori.
Cataliza - un proces care constă în modificarea ratei de reacții chimice în prezența substanțelor numite catalizatori catalizatori - substanțe care modifică viteza reacțiilor chimice care pot participa la reacție, o parte din intermediari, dar nu și o parte a produselor finale ale reacției și după reacția sunt neschimbat. Reacțiile catalitice - reacțiile care apar în prezența catalizatorilor. Chemat cataliza pozitiv, în care crește rata de reacție, negativ (inhibare) - în care scade. Un exemplu de cataliză pozitivă poate servi ca procesul de oxidare a amoniacului pe platină în prepararea acidului azotic. Un exemplu de negativ - scăderea vitezei de coroziune când este introdus în lichidul în care este operat de metal, nitrit de sodiu, cromat și dicromat de potasiu. Catalizatori retardare reacție chimică, numite inhibitori. În funcție de faptul dacă catalizatorul în aceeași fază ca reactanți, sau formează o fază separată, sugerează o cataliză omogenă sau heterogenă. Exemple de cataliză omogenă este descompunerea peroxidului de hidrogen în prezența ionilor de iod. Reacția are loc în două etape:
N O + I = H O + IO
H O + IO = H O + O + I
Când cataliză omogenă acțiunea catalizatorului se datorează faptului că acesta reacționează cu reactanți pentru a forma intermediari, acest lucru duce la o reducere a energiei de activare. In proces eterogen de accelerare cataliză are loc, de obicei, pe suprafața corpului solid - catalizator, activitatea catalizatorului, prin urmare, depinde de mărimea și proprietățile suprafeței sale. În practică, catalizatorul este aplicat în mod obișnuit pe suportul poros solid. Mecanismul cataliza heterogenă este mai complexă decât în omogenă. Mecanismul de cataliza heterogenă include cinci etape, toate acestea sunt reversibile:
1. difuzia reactanților la suprafața solidului.
2. adsorbția fizică la situsurile active ale suprafeței moleculelor de reactant solid și apoi chemisorpția lor.
3. Reacția chimică dintre moleculele reactive.
4. desorbție produselor de pe suprafața catalizatorului.
5. Difuziunea produsului din suprafața catalizatorului în fluxul general.
1.1 chimie Proeminent catalizei.
J. Berzelius (1837):
„Substanțe bine-cunoscute au, în contact cu alte substanțe, cum ar influență asupra acesteia din urmă, care se produce efectul chimic, - unele substanțe sunt distruse, altele nou formate fără corp a căror prezență determină conversia le-a luat nici o implicare. Noi numim motivul pentru care cauzează aceste fenomene, forța catalitică. "
„Fenomenul catalitic poate fi explicat prin proprietățile cunoscute ale materiei, nu furnizează, în același timp, nici o forță nouă.“
„Cataliza este cauzată de cauze externe schimbare in structura moleculara, care are efect modificarea proprietăților chimice.“
„Am ajuns la concluzia că cataliza este efectuată prin reacția, nu simpla prezență a substanței.“
„Acțiunea catalitică a corpului, atrăgând moleculele în mișcare este mult mai puternic decât corpul, lipsit de acțiune catalitică, mărind astfel forța de impact, care cade pe moleculele de suprafață ale acestora.“
G. K. Boreskov (1968):
„Odata ce cataliza tratate ca fenomen deosebit, ușor misterios, cu legile specifice, a căror divulgare a fost o dată într-un mod general, pentru a rezolva problema de selecție. Acum știm că acest lucru nu este cazul. Cataliza în natură - fenomen chimic. Modificarea vitezei de reacție datorită acțiunii catalitice a unei interacțiuni chimice intermediar al reactanților cu catalizatorul. "
Dacă nu iau în considerare încercarea nereușită de a lega Berzelius observate fenomene cu efectul unei „putere catalitică“ ascunse, atunci, după cum se poate observa din afirmațiile de mai sus, discuția a fost în principal cu privire la aspectele fizice și chimice ale cataliza. Mult timp a fost deosebit de populare cataliza teoria energiei, moleculele de legare cu migrarea de excitație energiei de rezonanță. Catalizatorul reacționează cu moleculele reacționând, formând intermediari instabili care se descompun cu eliberarea produsului de reacție și este chimic catalizatorul nemodificat. Îmbogățit cunoștințele noastre despre cel mai bine este reflectată în declarația Boreskov. Aici, cu toate acestea, se pune întrebarea, dacă catalizatorul nu poate, pentru că el este implicat în reacție chimică pentru a crea o nouă stare de echilibru? Dacă ar fi așa, atunci ideea participării unui catalizator chimic ar fi intrat imediat în conflict cu legea de conservare a energiei. Pentru a evita acest lucru, oamenii de știință au fost forțați să ia, și apoi pentru a demonstra experimental că catalizatorul accelerează reacția de trai nu numai, ci, de asemenea, în direcția opusă. Acei compuși care modifică și viteza și echilibrul reacției, în sensul strict al cuvântului, nu sunt catalizatori. [7] Rămâne mi să adaug că, de obicei, în prezența unui catalizator de o accelerare a reacțiilor chimice, iar acest fenomen se numește cataliză „pozitiv“, în contrast cu „negativ“, în care introducerea catalizatorului în sistemul de reacție determină o scădere a vitezei. Strict vorbind, cataliza întotdeauna crește viteza de reacție, dar, uneori, o singură etapă de accelerare (de exemplu, apariția unui nou mod de terminare a lanțului) determină inhibarea observată a reacțiilor chimice. Voi lua în considerare doar cataliza pozitiv, care poate fi împărțită în următoarele tipuri:
a) omogen atunci când amestecul de reacție și catalizatorul sunt fie în formă lichidă sau în stare gazoasă;
b) un eterogen - catalizator este sub formă de solide, și reacția compusului într-o soluție sau un amestec gazos; (Aceasta este cea mai comuna cataliza tip, realizată astfel, la interfața dintre cele două faze.)
c) enzimă - catalizator sunt structuri complexe de proteine care accelerează pentru reacțiile biologice importante din corpul florei și faunei. (Cataliză enzimatica poate fi omogen sau heterogen, ci datorită caracteristicilor specifice ale activității enzimatice selecție expedient a acestui tip de cataliză într-o regiune separată.)
Informații despre catalizatori și inhibitori