Ю.И.ПАХОМОВ.Практическая работа 7.Действие катализаторов(11 класс)

Сборник
практических работ
по химии
11 класс

Продолжение.
Практическая работа 7.
Действие катализаторов

Цели. Повторить и обобщить понятия о катализе, катализаторах, сущности их действия в определенной среде, ингибиторах и промоторах.
Оборудование и реактивы. Лучина, спиртовка, спички, шпатель, стеклянная палочка, штатив с пробирками, санитарная склянка; растворы пероксида водорода, гидроксида тетраамминмеди(II)
[Сu(NH₃)₄](OH)₂, Na₂SO₃, MnCl₂, CoCl₂, BaCl₂, cоляной кислоты (разб.), оксид железа(III) Fe₂O₃, ацетон (диметилкетон).

Катализ – явление увеличения скорости химических реакций за счет присутствия определенных веществ (катализаторов).
Катализаторы – вещества, изменяющие скорость реакции, но сами к концу процесса остающиеся неизменными по составу и массе.
Ускорение процесса – катализ.

Схему катализа можно представить в таком виде:

[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]

Здесь А и В – реагирующие вещества, К – катализатор, АК – промежуточное соединение, АВ – продукт реакции.

Замедление процесса – ингибирование.
Существует два вида катализа – гомогенный и гетерогенный. При гомогенном катализе реагенты, продукты реакции и катализатор составляют одну фазу (газовую или жидкую), поверхность раздела отсутствует. Особый случай гомогенного катализа – автокатализ (ускорение процесса одним из продуктов реакции). Например, в кислой среде скорость реакции перманганата калия с сульфитом калия возрастает за счет образования ионов Mn²⁺:

[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]

Особенность гетерогенного катализа состоит в том, что катализатор (обычно твердое вещество) находится в ином фазовом состоянии, чем реагенты и продукты. Реакция на поверхности твердого вещества идет за счет координационных связей с участием электронных пар, не участвующих в образовании связей внутри веществ. В результате внутренние связи ослабевают, и молекулы либо разрушаются, либо образуют активные радикалы.
Чем лучше адсорбируются реагенты на поверхности твердого вещества и чем слабее удерживаются продукты реакции, тем выше каталитическая активность этого вещества. Не вся поверхность гетерогенного катализатора проявляет каталитическую активность. Активные центры занимают лишь часть поверхности.

[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]

Применение каталитических методов сжигания топлива позволит в два раза поднять коэффициент его использования (сейчас 0,45) и тем самым решить вопрос обеспечения большой химии углеводородным сырьем.

[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]