Пиротехническая химия
Главная Начинающим пиротехникам Статьи Добавить статью Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги в помощь
Военная история Изготовление и применение ВВ Пиротехника в военном деле Разное по пиротехнике Физика в пиротехнике Химия ВВ и составов
Новые книги
Суворов С. "Бронированная машина пехоты БМП -3 часть 1" (Военное дело)

Яковлев Г.П. "122 мм самоходная пушка образца 1944 г." (Военное дело)

Суарес Г. "Тактическое преимущество " (Военное дело)

Стодеревский И.Ю. "Автобиография записки офицера спецназа ГРУ " (Военное дело)

Семиколенков Н.П. "стрельба из танковых пулеметов " (Военное дело)
Курс химической кинетики - Эмануэль Н.М.
Эмануэль Н.М., Кнорре Д.Г. Курс химической кинетики — М.: Высшая школа, 1984 . — 463 c.
Скачать (прямая ссылка): kurshimkinet1984.djvu
Предыдущая << 1 .. 119 120 121 122 123 124 < 125 > 126 127 128 129 130 131 .. 179 >> Следующая

Этот процесс происходит за счет энергии солнечного света, поглощаемого содержащимся в растениях зеленым пигментом — хлорофиллом. Фотосинтез имеет первостепенное значение для поддержания жизни на Земле, так как только в результате этого процесса пополняются запасы атмосферного кислорода и продуктов питания. Процесс очень сложен и состоит из совокупности фотохимических и темновых стадий, многие из которых до сих пор недостаточно изучены.
§ 3. КАТАЛИТИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ
Катализом называется явление, состоящее в том, что присутствие в системе какого-либо вещества вызывает или ускоряет протекание некоторой химической реакции, причем состояние и количество этого вещества в конце реакции остаются неизменными.
Вещество, ускоряющее какую-либо химическую реакцию, но остающееся после реакции в неизменном состоянии и количестве, называется катализатором химической реакции.
Неизменность состояния и количества катализатора отличает его от индуктора, который хотя и способен вызвать химическую реакцию, неосуществимую в отсутствие индуктора, но расходуется в процессе индукции.
На практике нередко приходится иметь дело со случаями, когда катализатор изменяется в ходе реакции, например постепенно от-
319
равляется, т. е. теряет свои каталитические свойства. Существенно, однако, что подобные процессы изменения катализатора в случае катализа являются побочными, т. е. не связаны с основной каталитической реакцией, в то время как расходование индуктора есть необходимое условие химической индукции.
В отличие от индуктора катализатор не может служить источником свободной энергии, так как в результате реакции он остается в неизменном состоянии и, в частности, сохраняется его свободная энергия. Поэтому катализатор может только ускорить процесс установления термодинамически равновесных концентраций, но не может привести к получению сверхравновесных концентраций продуктов реакции. Если равновесие реакции сдвинуто в сторону исходных веществ, т. е. реакция термодинамически невыгодна, применение катализатора не может помочь осуществлению этой реакции .
Каждый катализатор способен катализировать только вполне определенные химические реакции или классы химических реакций. Термин «катализатор» применительно к какому-либо веществу не имеет смысла в отрыве от того процесса, который он катализирует. Диапазон действия (специфичность) различных катализаторов может быть весьма различен. Так, кислоты катализируют протекание многих классов химических реакций. В то же время биологические катализаторы — ферменты, в условиях живого организма катализируют, как правило, лишь один определенный биохимический процесс.
Катализаторы могут быть гомогенными или гетерогенными. В случае гетерогенных катализаторов химическая реакция идет на границе раздела фаз, образуемых катализатором и реагирующими веществами. Рассмотрение гетерогенного катализа является предметом специального раздела физической химии, рассматривающего химические и физико-химические процессы на поверхности раздела фаз, и выходит за рамки настоящего курса. Гомогенные катализаторы образуют единую фазу с реагирующими веществами. Наиболее распространенными гомогенными катализаторами являются кислоты и основания, ионы переходных металлов и их комплексы, а также биологические катализаторы, так называемые ферменты, или энзимы.
Механизмы гомогенного катализа
Каталитические реакции протекают по циклическому маршруту, т. е. по маршруту, состоящему из нескольких последовательных или последовательно-параллельных стадий, в результате которых один из компонентов — катализатор, расходуемый в первой стадии, вновь регенерируется в последней стадии. Остальные компоненты исходной реакционной смеси — субстраты каталитической реакции — в результате этого циклического маршрута превращаются в продукты реакции.
320
Например, окисление тиосульфат иона перекисью водорода, которое катализируется ионами Г, протекает по схеме
НА+ !-->-н2о + ю-10 -;-1- + 2Н+->- 12+Н30 12 + 25205-->21- + 540Г
(вторая и третья стадии, по-видимому, не являются элементарными).
Эта схема представляет собой циклический маршрут с итоговым уравнением
Н А + 2Н+ 4- 2%ОГ — 2Н20 4- 5401"
в двух первых стадиях которого катализатор Г расходуется, а в последней снова регенерируется.
В качестве второго примера можно привести реакцию хлор-ангидридов карбоновых кислот- с ароматическими аминами РХ0С14-МН2кУ ->¦ РХОМНЯ' 4-НС1
которая может быть существенно ускорена добавлением диметилами-нопиридина. Это ускорение связано с возникновением циклического маршрута, приводящего к превращению субстратов в продукт реакции — амид — и к регенерации диметиламинопиридина
'—^ксоыня' + ^(~^))—н+
(VI. 16)
Общим в приведенных примерах является то, что в первой части маршрута один из субстратов (5у) реагируете катализатором Е с образованием продукта превращения катализатора Е', а во второй части маршрута продукт превращения катализатора взаимодействует со вторым субстратом 82, превращая его в продукт реакции, ¦с одновременной регенерацией катализатора.
Реакции рассмотренного типа могут быть представлены в виде следующей модельной схемы:
Предыдущая << 1 .. 119 120 121 122 123 124 < 125 > 126 127 128 129 130 131 .. 179 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.