САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

Мы приглашаем вас насладиться красками природы, посетив галерею фотографий.

Реклама

комплексные поставки лакокрасочных материалов

лаки, краски, эмали, грунтовки, шпатлевки

В случае гомогенного катализа

Вначале образуется промежуточное соединение — субстрат- катализатор 4 (рис. 4.2):

\

где Kt — катализатор; к_х и — константы скорости соответ­ственно прямой и обратной реакций.

Затем происходит образование активированного комплекса 5 со вторым реагентом, константа скорости которого к₂:

В дальнейшем активированный комплекс распадается с выде­лением катализатора и конечных продуктов реакции 3, константа скорости которого ку

Действие гомогенного катализатора в подавляющем большин­стве случаев определяется экзотермическим эффектом образова­ния активированного комплекса. В гомогенном катализе скорость реакции прямо пропорциональна концентрации катализатора.

Снижение энергии активации в каталитической реакции мо­жет быть связано и с тем, что промежуточные соединения состо­ят из меньшего числа молекул, чем это необходимо для некатали­тической реакции.

Простой пример такого катализа — окисление ионов таллия ионами церия:

Несмотря на то что равновесие реакции сдвинуто вправо, ре­акция идет очень медленно, так как необходима встреча трех час­тиц. Введение катализатора Мп²⁺ резко ускоряет реакцию. Реакция становится многостадийной, но в каждой стадии бимолекуляр­ной:

Влияние катализатора на снижение энергии активации можно проиллюстрировать следующими данными.

Энергия активации,

Тип реакции кДж/моль

Некаталитические реакции...................... 125... 190

Гомогенный и гетерогенный катализ...... 70... 120

Ферментативный катализ........................... 35...70

4.2. Гомогенный катализ. Промышленное использование гомогенных каталитических процессов

Гомогенный катализ широко используется в химической тех­нологии, особенно в химической технологии органических ве­ществ и производстве полимерных материалов: при жидкофазном хлорировании, этерификации, алкилировании, окислении, ра­створной и стереоспецифической полимеризации и в других про­цессах. При выборе катализатора особое значение имеют его ак­тивность и селективность, доступность, относительно низкая сто­имость, малая коррозионная способность, малое воздействие на окружающую среду.

Гомогенные катализаторы, как правило, очень активны, но они имеют и определенные недостатки:

сложность отделения катализатора от реакционной массы (от­мывка, отгонка), при котором может образовываться большое количество токсичных или загрязненных сточных вод;

сложность регенерации, что увеличивает долю катализатора в себестоимости продукции;