КАТАЛИЗЫ chuẩn. Катализы определение и общее введение Катализ
 Скачать 18.36 Kb.
|
|
КАТАЛИЗЫ Определение и общее введение: Катализ - явление изменения скорости химической реакции под действием катализатора или катализаторов. Термин «катализ» был введён в 1835 году шведским учёным Йёнсом Якобом Берцелиусом. Катализатор – это вещество, которое способно менять скорость взаимодействия, но само в ней не участвует. Согласно теории промежуточных соединений, он многократно вступает в промежуточное химическое взаимодействие с участниками реакции и восстанавливает свой химический состав после каждого цикла промежуточных химических взаимодействий. Основные принципы катализа: активность и селективность. Катализатор способствует снижению энергии активации реагентов. Он образует с молекулой одного из реагентов промежуточное соединение, облегчает его реакцию со вторым реагентом. В обратимой реакции, катализатор ускоряет реакции, как в прямом, так и в обратном направлениях. Поэтому он не смещает химическое равновесие. Катализ положительно влияет на качество получаемых продуктов. В конечном итоге получаемые продукты имеют большую чистоту. Типы катализа: По влиянию на скорость реакции катализы делят на положительный (скорость реакции растёт) и отрицательный (скорость реакции падает). По определению фазы катализы бывают гомогенным, гетерогенным и межфазным. В гомогенных катализах катализаторы состоят в той же фазе, что и реактивы реакции, в то время как гетерогенные катализаторы отличаются фазой. Существуют и другие типы катализа - это специальные катализаторы, например: автокатализ - роль катализатора играет продукт реакции; ферментативный - роль катализатора играет белок, мицеллярный - влияние мицелл поверхностно-активных вещества (ПАВ) в растворе на константы скоростей химических реакций. Гомогенный катализ: Катализ имеет катализаторы, находящиеся в одной фазе с реагентами. Реакция обычно протекает в жидкой и газовой фазах. Гомогенные каталитические процессы подразделяют на следующие виды: кислотноосновный катализ, металлокомплексный катализ, ферментативный катализ и т.д. Гетерогенный катализ: Гетерогенные катализаторы отличаются фазой от реагентов, например, реагент - газ и катализатор - жидкость Гетерогенные катализаторы также известны как «контактный катализ». Некоторые преимущества гетерогенного катализа: - Эффективность гетерогенного катализатора реакции выше, чем у гомогенного катализатора. - Гетерогенное восстановление катализатора намного проще, чем процесс гомогенизации. - Энергия активации гетеродимеризации меньше, чем энергия активации гомогенизации, поэтому скорость гетерогенной реакции выше. Ферментативный катализ: Ферментативный катализ был открыт в 1814 году русским химиком К.С. Кирхгофом. Для реакций требуются биологические катализаторы: белки – ферменты. Ферменты по своей природе являются белками. Ферменты делятся на две основные категории: пищеварительные ферменты и метаболические ферменты. В ферментативном катализе реакция обычно происходит в определенном месте, называемом активным центром. Ферменты обычно очень специфичны и действуют только на определенные субстраты. Некоторые ферменты абсолютно специфичны, то есть действуют только на один субстрат. Применение катализа: Катализирование делает реакции более эффективными, что приносит много пользы в промышленности и науке. В промышленности катализаторы используются при получении веществ, например: NH3 (катализатор: железо с добавками оксидов алюминия, калия и кальция), органических соединений (например: AlCl3) и т.д. Катализаторы создают благоприятные условия для химических реакций. В некоторых случаях для протекания реакции требуется катализ. Катализ внес свой вклад в научные открытия и исследования. Катализаторы являются важнейшими элементами биохимических реакций в живых организмах. |