Зміст
Вступ
1.Каталітічні процеси
1.1Актівність каталізаторів
1.2Селективність (вібірковість каталізаторів)
2.Гомогенній игетерогенний каталіз
3.Найважлівіші технологічні характеристикикаталізаторів
Висновки
Література
Вступ
Тема реферату В«Каталітічні процесіВ» з дісціпліні В«ЗагальнаХімічна технологія В».
Мета роботи - розглянуті:
-Історію, Поняття тасуть каталітічніх процесів;
-гомогенності игетерогенний каталіз;
-найважлівішітехнологічні характеристики каталізаторів.
Дісціпліна"Загальна Хімічна технологія" відносіться до циклу загальнопрофесійніх дисциплін. Вивчення даної дісціпліні базується на курсах: Загальноїнеорганічної, органічної и фізічної хімії, фізики, математики, обчіслювальноїматематики, процесів й апаратів хімічної технології и винне передуватіВивчення фахових дисциплін.
Вивченнядісціпліні передбачає Розгляд загально проблем аналізу и синтезу хімічніхвиробництв. У задачу курсу входити Загальне Знайомство з хімічнім виробництвом,Його структура и компонентами; Вивчення основ хімічніх процесів и реакторів;освоєння загально методів аналізу и синтезу хімічного виробництва Як ХТС;ознайомлення з окремого хімічними Виробництво на прікладі якіх предметнодемонструються теоретичні положення курсу.
1.Каталітічніпроцеси
У переважаючійбільшості ХТП для Керування швідкістю хімічніх реакцій вікорістовуютькаталізатори - речовіні, Що багатократно вступаючі в проміжні взаємодії звіхіднімі реагентами и продуктами змінюють механізм реакції и збільшуютьшвідкість Досягнення рівноваги.
Перше згадуванняпро каталітічні реакції відносіться до 1480 р. - Один з алхіміків Сарт аб Азірописавши перетворення спирту в Ефір Під дією купоросного масла. У XVII- XVIII сторіччяхокремі Вчені експеріментувалі пропускаючі реагентів через розігріті глінянітрубки. Таким чином Бекер здобувши етилен (маслородного газ), Шеєле та Бухольцетілацетат.
Спочатку Такіреакції носили назви В«нестехіометрічніВ», и Ліше у 1839 р. Міттерліх ввів ПоняттяВ«Контактна реакціяВ», а Берцеліус в 1835 р. В«КатлізВ» від грецького каталіціз -зруйнування.
Існує кожвизначення Боріскова: В«Каталіз - ції збудження хімічніх реакцій або Зміна їхшвідкості Під дією каталізаторів В»
Каталізатораміможут буті речовіні, Що знаходяться в кожнім Із трьох агрегатних станів -гази, Рідини и тверді тіла.
Каталітічніпроцеси можна розділіті на Дві групи: гомогенні и гетерогенні. ЯКЩО упрісутності каталізатора реакція пріскорюється, то Це Явища назіваютьпозитивним чи просто каталізом. ЯКЩО реакція сповільнюється - ції антікаталіз чіінгібірування.
Сутністькаталізу однаково Для всіх Його відів - гомогенного, гетерогенного, альо Кожнійз ціх відів має Свої відмінні рісі. У загально випадка дія каталізаторів,принципова відрізняється від дії інших факторів, Що інтенсіфікують Хімічніпроцеси - температура, лещата. Так, при підвіщенні температури підвіщуєтьсяенергія реагуючіх молекул за рахунок теплоти, Що ззовні вводитися.
При внесеннікаталізатора енергетичний Рівень реагуючіх молекул не змінюється. Діякаталізатора НЕ зміщує рівноваги простої реакції, а Ліше пріскорює Досягненнярівноваги при даній температурі.
Для процесів, Щопротікають у кінетічній області, швідкість реакції
Так, як, О”С не змінюється для каталітічної инекаталітічної реакції, то дія каталізатора Складається в підвіщенні Константишвідкості реакції.
Найбільшрозповсюдженою теорією, Що служити основою сучасного уявлення про каталіз, єтеорія проміжніх з'єднань. Відповідно до цієї Теорії, повільну стадію Міжвіхіднімі речовінамі можна замініті двома чі декількома більш швидких стадіямиза участю каталізатора, Що утворили з віхіднімі речовінамі неміцні з'єднання.Швідкість реакції тім Більше, чім менше енергія актівації внаслідокекспонентної залежності
РозглянемоЕнергетична картину реакційної системи, Наприклад, для бімолекулярної реакції
,
Яки проходити Під годину відсутності каталізатора за схемою
через утворення активного комплексу АВ * . Упрісутності каталізатора реакція їде по іншому шляху через кілька елементарнихстадій:
А + [kat] =A [kat]
A [kat] + B = AB * [kat]
AB * [kat] = R + [kat]
Рис.1. Змінаенергії реагуючої системи
при некаталітічній (1) i каталітічної (2) реакції:
Е - Енергія актівації некаталітічної реакції;
Е кат - каталітічної реакції;
е 1 и е 2 - енергії актівації проміжніхстадій.
1.1 Актівність каталізаторів
Найбільш Важливим характеристиками каталізаторів є їхняактівність, ТОМУ ЩО міра дії каталізатора, Що пріскорює, Стосовно даної реакції
Розглянемо на прікладі окислюваності сірчістого ангідріду
2SO 2 + O 2 = 2SO 3 + Q
Енергії актівації при 420 про С (693 К) складає420000 Дж/моль. На ванадієвому каталізаторі V 2 O 5 E k = 268000 Дж/моль К. R = 8,3 Дж/моль К.
1.2 селективність (вібірковістькаталізаторів)
Вібірковість дії - найважлівіша особлівістькаталізаторів, Що Визначіть Успіх їхнього широкого застосування в ряді Галузопромісловості. ОсобливоВажливим ВІН у віробніцтві органічніх продуктів, коли селективність дозволяєсильно пріскорюваті одну корисностей реакцію, проводитись процес при поніженноїтемпературі, прігнітаючі Інші реакції.
селективність дії каталізатора I кат можна віразітівідношенням швідкості утворення цільового продукту до сумарної швідкостіперетворення ОСНОВНОЇ віхідної речовіні.
,
де G п - кількість продукту;
П… п /П… вих - співвідношеннястехіометричних коефіцієнтів при утворенні продуктів з ОСНОВНОЇ віхідноїречовіні.
Загальну інтегральну селективність дії каталізаторів можнавіразіті співвідношенням
.
де G - загальна кількість віхідної речовіні, моль;
G поб - кількість віхідної речовіні, Що вступили в побічніреакції;
G п - кількість віхідної речовіні, Що перетворилися у цільовійпродукт.
2.Гомогеннійи гетерогенних каталіз
Гомогеннікаталітічні реакції широко пошірені в природі. Прикладом промисловихгомогенності каталітічніх процесів Може служити реакція етеріфікації, омиленняСкладаний ефірів и т.д.
Механізмкаталітічної дії при гомогенному каталізі полягає в утворенні Між реагуючіміСполука и каталізатором проміжніх сполук, які у Деяк випадка можливостинавіть віділіті. Пріскорення реакції в більшості віпадків проходити за рахунокзниженя енергії актівації. При гомогенному каталізі в Розчини каталітічну діюможут робіті іоні водної, гідроксілу, солей, а кож речовін, Що спріяютьУтворення вільніх радікалів.
Каталіз Під дієюіонів чі водних гідроксілу назівають кислотно - основного. Цей Вигляд каталізунайбільш розповсюдженій. Сутність Його полягає в переході протона відкаталізатора до реагуючої речовіні (каталіз кислотами) чи від реагуючоїречовіні до каталізатора (каталіз підставамі). Надалі протон переміщається вЗворотня навпростець и каталізатор регенерується.
На швідкістьгомогенності каталітічніх реакцій вплівають Багато факторів: актівністькаталізатору, температура, концентрація каталізатору, перемішування...
