Сущность и механизм гомогенного катализа.
Исходные вещества (реагенты) превращаясь в продукты реакции должны преодолеть энергетический барьер, равный энергии активизации. Еа (рис.10.6.)
Н А…В
ΔЕкат.
Еа А…К АК…В
Еа1 Еа2
А+В А+В
К(kat)
AK
ΣН исх. реаг.
АВ АВ+К
ΣН кон.прод.
Путь реакции
Рис.10.6. Энергетическая диаграма а) реакции А+В=АВ без катализатора;
б) каталитической реакции А+В+К=АВ+К
Еа – энергия активации реакции без катализатора;
Еа1 и Еа2 – энергия реакции каталитической реакции;
АК – соединение вещества катализатора с одним из реагентов;
А…К, АК…В – активированные комплексы каталитической реакции;
А…В – активированный комплекс обычной (некатализируемой) реакции;
ΔЕкат. – снижение энергии активизации под действием катализатора.
Сущность гомогенного катализа заключается в том, что катализаторы уменьшают величину энергетического барьера. Это происходит по следующему механизму: катализатор взаимодействует с одним из реагентов, образуя промежуточный комплекс. Затем этот промежуточный (активированный) комплекс взаимодействует с вторым реагентом, образуя конечные продукты и высвобождая катализатор в неизменном первоначальном виде.
За счет образования промежуточного комплекса реагент-катализатор энергтический барьер уменьшается на величину ΔЕкат Примером гомогенного катализа может служить реакция окисления SO2 в SO3 в нитрозном способе получения серной кислоты.
2SO2+O2+NO(кат.)=2SO3+NO
Без катализатора реакция идет медленно и процесс неэффективный. Катализатор, оксид азота (II), первоначально взаимодействует с кислородом, образуя активированный комплекс NO2.
2NO+O2=2NO2
Затем это промежуточное соединение легко взаимодействует с оксидом серы (IV), окисляя его до SO3 и выделяя в первоначальном виде катализатор.
NO2+SO2=SO3+NO
Применение катализатора NO сопровождается уменьшением энергетического барьера на величину ΔЕкат. и значительно ускоряет реакцию.
Смотрите также
Альтернативная водородная энергетика как элемент школьного раздела химии: "Физико-химические свойства водорода"
Актуальность
выбранной темы обусловлена тем, что вопрос о поиске альтернативных видов
топлива для защиты окружающей среды от негативных воздействий вызывает интерес.
А интерес учащихся к те ...
Синтез, кинетика, термодимика
...
Металлы в алхимии
Слово «алхимия» воскрешает в памяти
известную средневековую гравюру, изображающую старца, который трудится в своей
лаборатории среди множества инструментов, один таинственней другого, одержи ...