Гетерогенді катализ

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 17 бет
Таңдаулыға:

МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ

ӘДЕБИЕТТІК ШОЛУ

1. 1 Катализге жалпы сипаттама . . . 3 1. 2 Гетерогенді катализ . . . 5

НЕГІЗГІ БӨЛІМ

2. 1 Гетерогенді катализдің теориялық негіздері . . . 10

2. 2 Гетерогенді катализдың электродтық теориясы . . . 12

2. 3 Гетерогенді катализ және адсорбция . . . 13

2. 4 Кобозаевтің активті ансамбльдер теориясы . . . 15

ҚОРЫТЫНДЫ . . . 18

ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР . . . 19

КІРІСПЕ

Көптеген химиялық реакциялардың жылдамдығын реакцияға бөгде бір заттарды қатыстыру арықылы өзгертугу болады. Бөгде заттардың аз ғана мөлшері әсерінен реакция жылдамдығы кенеттен өседі, не азаяды ал бөгде зат реакция аяңында таза күйінде бөлініп шығады. Бұл құбылысты катализ, ал реакцтя жылдамдығын өзгертетін бөгде затты катализатор деп атайды.

Катализ құбылысы ерте заманна белгілі, бірақ оны ғылыми түрде зертеу өткен ғасырды ң басында басталған . Катализ дейтін терминді ғылымға 1836 жылы Берцелиус енгізген. Катализдік реакциялар табиғаты кең таралған, олардың химиялық технологияда және өмірле маңызы зор. Химиялық өнеркәсіптің һте маңызды процестерді-күкірт қышқылын алу, аммиакты синтездеу, азот қышқылын алу, т. б. көптеген реакциялар катализатор қатысында жүреді. Тіпті кейбір катализаторсыз өтеді дейтін реакциялардың өзінде ыдыс қабырғасы, реакция жүретін орта (су ) немесе реакция өнімі катализдік қасиет көрсететін реакция жылдамдығын өзгертеді.

Катализатор қолдану арқылы реакция жылдамдығын өсіріп қана қоймай, оны қажетті бағытта жүргізе аламыз. Катализаторсыз жер бетінде тіршілік ету мүмкін емес. Тірі клеткаларда белоктың, майдың, көмірсулардың және басқа да күрделі молекулулардың синтезі мен олардың ыдырау процестері жүреді.

Катализатордың талғағыштығы -реакцияның тек өзіне сай катализаторын айтады.

Катализатордың селективтілігі - катализатордың реакцияны белгілі бір бағытта жүргізе алатын қасиетін айтамыз.

Гомогенді катализатор -реакцияласушы заттар, реакция өнімдері және катализатор барлығы да бір фазада болатын процес.

Гетерогенді катализ - реакцияласушы заттар, реакция өнімдері және катализатор барлығы да әр түрлі фазада болатын процес [2] .

ӘДЕБИЕТТІК ШОЛУ

1. 1 Катализге жалпы сипаттама

Реакцияға түсетін заттар мен реакциядан шығатын өнімдердің және катализатордың агрегаттық күйлеріне қарап катализ гомогенді катализ және гетерогенді катализ болып екіге бөлінеді.

Гетерогенді катализ деп реакцияласушы заттар, реакция өнімдері катализатор әр түрлі фазаларда болатын процесті айтады. Мұнда катализатор әдетте қатты күйде, ал басқа заттар сұйық, газ күйінде болады.

Гомогенді катализ деп реакцияласушы заттар, реакция өнімдері катализатор бір фазада болатын процесті айтады. Гомогенді катализде реакция көбіне сұйық, не газды ортада өтеді [7] .

Катализ құбылысының өзіне тән бірнеше ерекшеліктері бар.

1. Катализатор реакцияласатын затпен ешқандай стехиометриялық қатынаста болмайды, реакция аяғында таза күйінде бөлініп шығады.

Катализатор реакцияның тепе теңдік константасын өзгерте алмайды, ол тек реакцияның тепе теңдік қалыпқа тез жетуін қамтамасыз етеді. Бұл термодинамикалық мүмкін емес реакцияларды катализатор көмегімен жүргізге болмайды деген сөз. Катализатор тек мүмкін болатын реакциялардың жылдамдығын арттырып, тепе теңдікті тез тудырады. Реакцияның тепе теңдік константасы тура және кері реакциялардың жылдамдық константаларының қатынасына тең екенін ескерсек, катализатор әсерінен тура және кері реакция жылдамдықтары бірдей өсетінін көреміз.

3. Катализаторлардың тағы бір ерекшелігі олардың талғағыштық қасиеті болып саналады. Берілген катализатор барлық реакцияларға сәйкес келе бермейді. Катализатор әсері талғамалы болады. Катализ туралы ілімнің негізін қалаушы оқымыстылардың бірі Оствальдтың айтуынша: әр құлыптың өз кілті болатындай, әр реакцияның өз катализаторы болады. Қай реакцияға қандай катализатор сай келетіндігін осы уақытқа дейін тек эмприкалық жолмен анықтап келді. Бұл, әрине, өте көп уақытты және қаражатты талап етеді. Мысалы, аммиыкты синтездеп алу акциясына қажетті катализаторды іздеу жолында 20 мыңнан астам химилық қосылыстар зерттелді. Таңдап алынған темір катализаторының өзі реакцияны жоғары температурада жылдамдатады. Ал бұл реакцияның төмен температурада жүруге мүмкіндігінің барын термодинамикалық есептеулерден көреміз. Бірақ төмен температурада аммиак синтезін шапшаңдататын катализатор әлі де белгісіз. Үлкен температурада аммиак бастапқы заттарға едәуір ыдырайды. Сондықтан тепе теңдікті оңға қарай жылжытып аммиактың шығымын көбейту үшін реакцияны жүздеген атмосфера қысымда өткізеді, бұл өнімнің өзіндік құнын арттырады.

4. Катализаторға тән тағы бір жалпы ерекшелік- олардың селективтілігі. Катализаторлардың берілген реакция үшін тиімділігі оның талғамалығы әсерімен қатар реакцияны қажетті бағытта жүргізе алатындығында. Катализаторлардың реакцияны белгілі бір бағытта жүргізе алатын қасиетін оның селективтілігі дейді. Катализаторлар селективтігінің әсіресе органикалық заттардың реакциялары үшін маңызы күшті. Органикалық химияда көптеген реакциялар әр түрлі бағыттарда өтеді. Мысалы, спирттер өзінен су молекуласын бөліп қанықпаған көмірсутектеріне, немесе сутегі молекуласын бөліп альдегидтерге айналады. Алынған катализаторға бұл процес бірінші не екінші бағытта өтеді. Катализатордың селективтігі реакцияға түсетін заттың қандай мөлшері қажетті өнімге айналуымен өлшенеді [3] .

1. 2 Гетерогенді катализ

Гетерогенді катализде катализатор жеке фаза түрінде болып, химиялық реакция катализатор мен әрекеттесуші заттар фазасының жанасу бетінде болады. Әдетте гетерогенді катализ мынадай екі түрге бөлінеді: а) катализатор қатты фазада, ал реагенттер газ фазасында болатын процестер ; б) катализатор қатты фазада, реагент сұйық фазада болатын прцестер. Көптеген химиялық заттарды алу гетерогенді катализ процестері түрінде жүреді. Айталық, аммиак өндіру және аммиакты тотығуы (азот қышқылынын және оның тұздарын өндіру ) , күкіртті газдың тотығуы (күкірт қышқылын өндіру, көптеген органикалық қосылыстардың сутегімен және сумен әрекеттесу реакциялары, мұнай және мұнай өнімдерін крекинглеу, т. б. көптеген прцестер [6] .

Гетерогенді катализде катализатордың әсері гомогенді катализдегідей активті аралық қосылыстар түзілуі арқылы түсіндіріледі. Аралық қосылыстар теориясын кейбір қағидаларын ең алғаш Д. И. Менделеев атап көрсеткен (1886 ж. ) . Оның көзқарасы бойынша катализатордың беттік қабатындағы молекулалардың энергетикалық қасиеттері реакция көлеміндегі молекулалардың қасиеттерінен басқаша болады. Молекулалардың катализатор бетіне сіңірілуі процесінде жылу бөліне жүреді. Бұл жылу адсорбцияланған молекулалардың химиялық активтігін күшейтеді, сол себепті фазалардыңжанасу бетінде жүретін рекциялар үлкен жылдыамдықпен өтеді . Аралық заттар теориясының дамуында Сабатье, Зелинскиий еңбектерінің маңызы зор. Бұл теория бойынша катализатор химиялық активтігін күшейеді де, реакция жүруі жеңілдейді. Осы айтылған гетерогенді катализдың негізгі принциптерінің бірі шығады:катализатор мен әрекеттесуші заттардың арасында физикалық немесе химиялық ынтықтылық болады. Мысалы, сутегімен қосылу немесе сутегін бөліп шығару рекацияларында катализатордың рөлін Pt, Pd, Ni, Cu сияқты сутегін өзінің беттік қабатына оңай сіңіріп, онымен аралық қосылыс түзетін металдар атқарады ( ал палладий газ күйіндегі сутегін тіпті ерітетін қабілеті бар) . Мұнда құбылыстарды тотығу реакцияларында қолданатын катализаторлардың беттік қабатында да байқауға болады, мысалы, платина мен палладий оттегімен оңай аралық қосылыстар түзеді, мыс оксиді металдық мысқа дейін тотықсызданады, қайтадан мыс оксиді тотығады [5] .

Сөйтіп, катализаторлардың әрекеттесуші заттардың біреуімен әрекеттесіп аралық қосылыс түзуі және түзілген аралық қосылыстың тұрақсыз болуы қажет. Сонда аралық қосылыс екінші реагентпен оңай әрекеттесіп реакция өнімдерін түзіп, таза катализаторды бөліп шығарады. Гетерогенді катализатордың қасиеттерінің бірі -оның талғағыштығы. Катализатордың талғағыштығы немесе ерекше әсері дейтін ұғымды былайша түсіндіруге болады. Әр рекцияның өзіне лайықты катализаторы болады бір реакцияның катализаторы екінші реакцияларға әсеп етпеуі де мүмкін . ) Әр түрлі катализатор қолдану арқылы бір заттан әр түрлі өнімдер алуға болады, яғни әр түрлі катализатор процесті әр түрлі бағытпен жүргізеді. Мысалы, көмір оксиді мен сутегі қоспасынан қолданылатын катализаторға байланысты әр түрлі өнімдер алуға болады. Егер катализатор ретінде никель металы қолданылса, метан түзіледі :

CО + 3Н ₂ → CH ₄ + H ₂ O

Ал егер реакция жоғары қысымда мыс металы қатысуымен жүргізілсе, онда метанол түзіледі:

CO + 2H ₂ → CH ₃ OН

Осы рекцияны кобальт қатысуымен жүргізсе, жоғары молекулалы олефиндер мен парафиндер түзіледі.

C ₂ H ₅ OH → C ₂ H ₄ +H ₂ O

Қолданатын катализаторға байланысты этил спитрпен жеті түрлі өнімдералуға болады. Катализатор ретінде алюминий оксиді қолданылса, этилен алынады:

2 C ₂ H ₅ OH →( C ₂ H ₅ ) O + H ₂ O

Осы катализатордың қатысында, бірақ температураны 250 С-ка дейін төмендетсе, диэтил эфирі алынады.

C ₂ H ₅ OH → CH ₃ СOН + Н ₂ О

Егер реакцияны активтендірітген мыстың қатысуында жүргізсек сірке қышқылы, этил эфирі және ацетон түзіледі, ал натрий оксидінің қатысуымен жүретін болса, бутадиен алынады. Катализаторлардың талғағыштық қасиеті олардың өнеркәсіпте қолданылуындағы маңызды қасеттерінің бірі, осы қасиетінің арқасында прцесті қажетті бағытта жүргізуге мүмкіндік туады. Катализаторлардың таңдаулы әсерлері аралық қосылыс теориясы бойынша әр түрлі катализаторлар үшін химиялық табиғаты жағынан әр түрлі аралық қосылыстардың түзілуімен байланысты. Егер берілген жағдайда реакцияның жүруі термодинамика тұрғысынан мүмкін болмаса, ондай реакцияны катализатор қатысуымен де жүргізуге болмайды. Катализатордың талғағыштық әсері мүмкін болатын реакциялардың ішінде тек біреуінің жылдамдығын айтарлықтай өзгертуі болып табылады. Реакциялық қоспаның құраиында болатыын кейбір заттар катализатордың активтігін төмендетін немесе тіпті жоққа шығарады. Мұндай заттарды катализаторлар уы деп атайды. Катализатор уларына күкірттің қосылыстары тиофендер, меркаптандар, көмір оксиді, галогендер, фосфор, сынап, қорғасын, мышьяк т. б. заттардың қосылыстары жатады. Катализатордың улануын былай түсінуге болады. У молекулалары катализатор бетіне сіңіп әрекеттесуші заттардың бетіне адсорбциялануын қиындатады. Адсорбция процесінің қайтымды, не қайтымсыз болуымен байланысты, катализатордың улануын да қайтымды не қайтымсыз болады. Мысалы реакциялық қоспада СО не СS ₂ болса, платина катализаторы уланады, бірақ оны бастапқы реакцияласушы газдардың таза қоспасында біраз уақыт ұстаса, оны бастапқы реакцияласушы газдардың таза қоспасында біраз уақыт ұстаса, оның активтігі бұрынғы қалпына қайта келеді. Ал не -пен уланса, платина катализдік активтігінен қайтымсыз айрылады [8] .

Кейде удың әсерінен прцесті қажетті бағытты жүргізу үшін пайдалануға болады (қолайлы жағдай тудыратын улану ) . Айталық бензоил хлориді мен сутегі арасындағы реация бензол ерітіндісінде ) платина катализаторы қатысында бірнеше сатымен жүріп, соңында толуол түзіледі. Егер платиналы күкірт қосындыларының аз ғана мөлшерімен уландырса, реакция нәтижесінде өте маңызды зат -бензальдегид алынады, яғни процесс бірінші сатыда аяқталады. Кейде катализатордың активтігін катализатор емес заттардың аздаған мөлшерін қосу арқылы арттыруға болады. Мұндай заттарды промоторлар деп атайды. Әдетте промоторлардың тигізетін әсері оның мөлшеріне байланысты, катализатордың ең жоғары кативтігі промотрдың белгігіл бір құрамына сәйкес болады. Промоторлардыңәсері олардың катализатор беттік қабаты күйін өзгертумен түсіндіріледі. Практикада промоторлар жиі қолданылады, өйткені олар катализатордың қызмет мерзімін ұзартады, активтігін және талғағыштығын арттырады [10] .

Практикада промоторлар қосылған катализаторлармен қатар аралас катализаторлар қолданылады. Аралас катализаторлар құрамында катализдік беттік активтігі бар компоненттер кіреді . Аралас катализаторлардың активтігі оның құрамына кіретін жеке компоненттердің активтіктерінен артық болады.

Реакция көлемінде металлл катализаторлардың тек беттік қабаты қызмет істейді (әрекеттесуші молекулаларды активтендіреді ) . Катализатордың жалпы массасындағы оның беттік қабаты массасының үлесі өте аз . Сондықтан практикада катализатордың жұқа қабатын каталитикалық активтігі жоқ заттардың ( трегер ) бетіне төсейді. Активтігі жоқ заттар ретінде беттік қабаты дамыған заттар қолданылады, оларға көмір, силикагель, алюмогель, таскендер, кәрден т. б. заттар жатады.

Катализаторды үнемдеумен қатар (кейбір катализаторлар мысалы, Аu, Pt, Os, Ir өымбат екені белгілі ) төсенгіштер (тренгерлер ) катализатордың активтігін де өзгертуі мүмкін, яғни олар катализаторға промотор ретінде әсер етеді. Сонымен бірге төсенгіш бетіне жағылған төселінген катализатордың температура мен уларды әсерінен тұрақтылығы да артады [1] .

Тағы бір айта кететін жағдай :кейбір катализаторлардың активтігін арттыру үшін қолдану алдында оларды қыздырады. Қыздырған кезде әр катализатор үшін белгілі бір температурадан бастап (бұл температураның мәні катализатордың табиғатына байланысты болады ) , температураның одан әрі өсуі катализатордың активтігін қайтадан төмендетеді. Қыздыруды тоқтатпаса катализатор активтігінен толық айрылады. Төсенгіштерді қолдану катализаторлардың қыздыруға қарсы тұрақтылығын арттырады. Демек, көп жағдайларда төсенгіштерді қолдану арқылы процесс жүретін температураны өсіруге, яғни процестің жылдамдығын арттыруға болады.

Жоғарыда айтылғандай, катализатор термодинамикалық мүмкін болмайтын реакцияларды қоздыра алмайды, тек термодинамикалық мүмкін процестердің жылдамдығын арттырады. Көптеген катализдік реакциялар үшін жылдамдық константасы Аррениус теңдеуіне бағынады:

k=A*e ^-E/RT

Осы теңдеу бойынша тәжірибелік мәліметтерден активтену энергиясын анықтауға болады.

Катализатор процестің бағытын өзгертпей, тек жылдамдығын өзгертетін жағдай катализатор қатысуымен және оларсыз жүретін реакцияларыдң жылдамдықтарын салыстырайық . Салыстырып отырған реакциялардың жылдамдық константаларының қатынасы:

K _кат =k= (A _кат /A) e ^{(E-Eкат ) /RT} = ( A _кат /A) e ^E/RT

Бұдан кат дейтін индекс бар шамалар катализдік реакцияға жатады . Тәжірибеден байланысын пайдаланып латын активтену энергиясы деп атайды. Белгілі бір реакцияның катализатор қатысуымен және катализаторсыз жүргенді активтену энергияларын салыстырайық . Бұл мәліметтер 1-кестеде келтірілген.

Катализатор қатысумен ( Е _кат ) және катализаторсыз (Е ) жүретін реакциялардың активиену энергиясы (кДж\моль )

Реакция

Катализатор

Е _кат

Е-Е _кат

Реакция: 2SO ₂ +O ₂ →2SO ₃

Е: 251

Катализатор: Pt

Екат: 63

Е-Екат: 188

Реакция: 2NH ₃ →N ₂ + H ₃

Е: 326

Катализатор: W

Екат: 163

Е-Екат: 163

Реакция:

Е:

Катализатор: Mo

Екат: 121-176

Е-Екат: 205-150

Реакция:

Е:

Катализатор: Fe

Екат: 125-175

Е-Екат: 201-151

Реакция:

Е:

Катализатор: Os

Екат: 197

Е-Екат: 129

Реакция: 2HI→H ₂ +I ₂

Е: 184

Катализатор: Pt

Екат: 59

Е-Екат: 125

Салыстырудан мынадай қортынды шығады : ктализатор қасиеттерінің ерекшелігіне және бнрілген реакцияның әр түрлі болуына қарамастан, жалпы алғанда катализатор қатысуымен өтетін процестің активтену энергиясы катализаторсыз өтетін процеспен салыстырғанда көп төмен болады . Демек, катализатор қатысымен өтетін реакцияның жылдамдығының өсуі негізінде активтену энергиясының төмендеуімен байланысты, яғни жүйеде катализатор бар кезде әрекеттеуге энергиясы жеткілікті болатын молекулалардың саны өседі [2] .

Гетерогенді катализдік процесті төмендегі сатыларға бөліп қарастыруға болады : 1) диффузия нәтижесінде әрекеттесуші заттардың катализатордың беттік қабатына келуі ; 2) заттардың катализатор бетіне адсорбциялануы ; 3) катализатор бетінде реакцияның жүруі ; 4) реакция өнімдерінің катализатор бетінен бөлінуі (десорбция ) ; 5) реакция өнімдерінің диффузия нәтижесінде ктализатор маңайынан көлемге кетуі. Процестің жүру жағдайларына байланысты осы аталған сатылардың кез келген біреуі ең баяу, яғни жалпы процестің жылдамдығын анықтаушы саты болуы мүмкін (лимиттеуші саты ) .

НЕГІЗГІ БӨЛІМ

2. 1 Гетерогенді катализдің теориялық негіздері

Қазіргі уақытта катализ құбылысының кейбір жеке жақтарын қамтитын жеке теориялар ғана бар. Олар А. А. Баладиннің мультиплеттік, Н. И. Кобозаевтің активті ансамбльдер және электрондық теориялары [4] .

Гетерогенді катализдің мультиплеттік теориясын А. А. Баладин 1929 жылы ұсынған. Бұл теория екі принцпке негізделген геометриялық және энергетикалық сәйкестік принцптері. Теория жасалар алдында мынадай фактілер мен заңдылықтардың болатыны белгілі болды.

1. Катализатордың реакция жылдамдығын жоғарылатуы оның реакцияның активтену энергиясын төмендетуімен байланысты. Сонымен қатар кейде катализавтор экспонента алдындағы коэфицентке де (Аррениус теңдеуіндегі ) әсер етуі мүмкін.

2. Катализатор адсорбция құбылысымен тығыз байланысты. Катализдік процессс катализатор бетіндегі мономолекулярлы адсорбциялық қабатында өтеді. Молекулалар катализатор бетіне белгілі бір функционалды топтары арқылы адсорбцияланады.

3. Катализатор мен адсорбция арасында тікелей параллелизм болмайды: катализ адсорбцияның ерекше бір түрі -химиялық адсорбциямен (активтендірілген адсорбция ) байланысты.

Бірақ бұл фактілер мен заңдылықтар катализатор бетіндегі активті центрлердің табиғатына және катализатордың талғағыштық қасиетін түсіну үшін жеткіліксіз болады. Катализдің алғашқы Тецлор теориясы да катализатордың бірнеше бағытта өтетін реакцияның белгілі бір бағытының ғана жылдамдығын өсіретін себебін түсіндіре алмайды.

Катализатор әрекеттесуші заттармен аралық қослыс түзуі қажет деп есептейтін катализдің тағы бір теориясында реакция бетінің физикалық құрылысының әсері ескерілмейді. Гетерогенді катализді физикалық және химиялық тұрғыдан қарастыру нәтижесінде А. А. Баладиннің мультиплеттік теориясы пайда болады.

Мультиплеттік теория бойынша катализ негізінен химиялық құбылыс ретінде қарастырылады. Валенттілік күштердің әсер ету радиусы өте кші болатындықтан атомдар тек бір-біріиен түйіскен кезде әрекеттеседі. Демек, әрекеттесу үшін атомдар бір-бірімен атомаралық қашықтықта жақындауы қажет. Сондықтан ктализдік реакцияға тұтас молекула емес, оның жеке атомдары қатысады леп есептеледі. Бұл тория әрекеттесуші молекуланың қандай атомдарының арасында химиялық бацланыс үзіліп, қандай жаңа байланыстар пайда болатынын анықтауға мүмкіндік береді. Мультиплеттік теориясының негізіг постулаты бойынша атомдар өзара байланыс түзуге мүмкін болатындай және олар катализатор атомдарымен түйісетіндей қашықтықта орналасуы керек. Демек, көп таомды молекуланың катализатор бетіне адсорбциясы катализатор бетіндегі бірнеше активті атмодар (мультиплет ) арқылы іске асады [10] .

Сөйтіп мультиплеттік теория бойынша активті центрлердің геометриялық құрылысы мен әрекеттесуші за молекуласы құрылысының арасында сәйкестік (ұқсастық ) болуы қажет. Сондықтан бұл теорияны активті центрлер мен әрекеттесуші молекуланың арасындағы геометриялық ұқсатық теориясы деп санауға болады.

Әр түрлі реакциялар үшін мультиплет құрамындағы адсобциялық центрлердің саны 2, 4, 6, т. с. с. (дублет, квардублет, секстет, т. с. с ) болады. Мультиплеттік теорияның геометриялық сәйкестік принципі былай тұжырымдалады: катализатордың кристалдық құрылысы және кристалла торының параметрлері мен әрекеттесуші молекулалардың құрылысы және атомаралық қашықтықтары арасында белгілі сәйкестік болғанла ғана реакцияның жылдамдығы максимл болады.

Алынған катализатор активті болса, энергетикалық тосқауылдың мәні катализденетін реакцияның жылу эффектісінің жартысына тең болады. Сонымен энергетикалық сәйкестік принципі былай айтылады : берілген реакция үшін әрекеттесуші атомдардың катализатормен байланыс энергиялары белгілі бір оптимал шамаларға тең болғанда ғана реакцияның жылдамдығы максимал болады.

Қазіргі уақытта әрекеттесуші молекулалардың атомдары арасында байланыс энергияларын және катализатор бетінде түзілетін мультиплеттік комплекстің атомдары арасындағы байланыс энергияларын эксперимент жолымен анықтауға мүмкіндік бар. Кейбәір катализаторлар үшін (никель, платина т. б. ) олардың әрекеттесуші атомдармен байланыс энергиялырының орташа мәндері анықтылған ; бұл мәліметтерге сүйене отырып кейбір мәселелерді шешуге болады.

Катализдің мультиплеттік теориясы каталмизатордың әр түрлі ұасиеттерін түсінуге мүмкіндік береді. Катализатордың талғағыштығы, промоторлардың оған тигізетін әсері, сол сияқты аралас катализаторлар қасиеттері ккатализатор бетіндегі мультиплеттердің саны мен құрылысына байланысты [6] .

2. 2 Гетерогенді катализдың электродтық теориясы

Гетерогенді катализдік реакцияның негізгі сатыларының бірі катализатордың бетіне әрекеттесуші заттардың адсорбциялану нәтижесінде аралық активті қосылыстардың түзілуі болып табылады. Аралық қосылыстың қасиетімен процестің бағыты, реакция жылдамдығы (егер процесс кинетикалық аймақта жүретін болса ) және катализатордың активтігіне байланысты. Аралық қосылыстардың қасиеттерін әрекеттесуші заттың катализатор бетіндегі активті центрлермен әрекеттесуінің түрлеріне байланысты яғни катализатор беті мен әрекеттесуші молекулалардың электрондық құрылысына, дмек аралық заттың электрондық құрылысына байланысты. Сонымен қатар катализатор кристалының геометриялық құрылысы да электрондық факторлармен байланысты. Сол себепті катализдік реакцияларды электрондық көзқарастар тұрғысынан түсіндіруге гетерогенді катализ теорияларының маңызды салаларының бірі болып табылады.

Катализ құбылысын электрондық тұрғыдан алғаш рет қарастырған Л. В. Писаржевский болды. Ол катализатор активтігі оның электрондық құрылысына байланысты екенін айтқан. Писаржевский d-электрондары элементтердің катализаторлың әсері әр түрлі валентті иондардың электрон алмаулары арқылы түсіндірді. (металл иондары мынадай тепе-теңдік бойынша пайда болады M→M ⁿ⁺ +n̄e ) . Сонымен қатар металдардың ішінде әдетте d-электрондары бар элементтер катализдік қасиет көрсеткендіктен, олардың аяқталмаған электрон қабаттарының катализ процесінде ерекше маңызы бар екендігі айтылған.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.