Головна |
Каталізаторами називаються речовини, здатні прискорювати хімічні реакції, самі залишаючись при цьому незмінними.Ще одна важлива властивість каталізаторів полягає в здатності підвищувати вибірковість протікання реакцій. Якщо якісь реагенти можуть реагувати між собою за різними напрямками (тобто давати кілька різних продуктів), то за участю каталізаторів в багатьох випадках утворюється тільки якийсь один продукт реакції. Виборче протікання реакції називається селективність. Таким чином, головні корисні властивості каталізаторів полягають у підвищенні швидкості і селективності хімічних реакцій. Як приклад розглянемо реакцію розкладання етилового спирту СН3СН2ВІН (етанолу). Без каталізатора ця реакція йде з трудом (потрібна висока температура) і не селективно. Один шлях реакції призводить до утворення етилену Н2С = СН2 і води Н2О, інший - оцтового альдегіду СН3СНТ і водню Н2: При пропущенні парів етанолу через напружену до 700 оЗ скляну трубку обидві реакції йдуть паралельно. Приблизно 20% етанолу перетворюється в етилен і воду, а 80% - в оцтовий альдегід і водень. Освіта етилену з етанолу без каталізатора йде з утворенням дуже нестійких проміжних продуктів. Застосування каталізатора - твердого оксиду алюмінію Al2O3 - Змушує реакцію йти іншим шляхом, де проміжні продукти вже більш стійкі і, отже, менше енергія активації реакції (рис. 1-11). Мал. 1-11. У присутності каталізатора Al2O3 реакція розкладання етанолу протікає по шляху з меншою енергією активації Еа, Ніж без каталізатора. Тепловий ефект реакції при цьому не змінюється. Подібна закономірність характерна не тільки для ендотермічних, але і для екзотермічніреакцій. У присутності Al2O3 реакція помітно прискорюється і вже немає необхідності нагрівати наповнену каталізатором трубку до 700 оЗ - реакція з хорошою швидкістю йде при 300 оС. Але це ще не весь ефект від застосування каталізатора! Реакція тепер йде з утворенням етилену і води, а оцтовий альдегід і водень в цьому випадку не утворюються. Таким чином, каталізатор дозволяє проводити реакцію розкладання етанолу селективно: У наведеному прикладі реагент (етанол) і каталізатор (порошкоподібний оксид Al2O3) При 300 оЗ знаходяться в різних фазах - газоподібної і твердої. У цьому випадку ми маємо справу з гетерогенним катализом. Якщо ж реагенти і каталізатор знаходяться в одній фазі - наприклад, обидва є газами або обидва розчинені в будь-якому розчиннику - то говорять про гомогенному каталізі. З Про Д Е Р Ж А Н І Е | Правити] Застосування |