Химиялық термодинамиканың негізі § термодинамиканың бірінші заңы термодинамикалық түсініктер мен анықтамалар
жүктеу/скачать 0,9 Mb.
|
Микро сож соож
- Бұл бет үшін навигация:
- Электронды-химиялық теория.
| Активті ансамбльдер теориясы. Бұл теория катализаторға каталиттік активтілікті өндіруші катализатордың активсіз беткі қабатында бірнеше атомнан құралған активті топтарға негізделген. Бұл топтар 2—3 атомнан құралғандықтан, оны активті ансамбль тобы деп те атайды. Мысалы, аммиакты синтездегенде темірді катализатор ретінде пайдалануға болады. Ол үшін темір ұнтағы қажет, ал ол бүтін күйінде катализаторлық ықпал көрсетпейді. Егер көмір, асбест немесе алюмогель сияқты өзі катализатор «мес заттарды төсеніш ретінде пайдаланып, осы төсеніш бетіне аса майда ұнтақталған темірді сепсе, онда оның катализаторлық қасиеті өсіп, реакция жылдамдығы артады. Мүндайда төсеніш бетіндегі темірдің үш атомы бір ансамбль құрайды.
Активті ансамбльдер теориясы бойынша темір атомдары төсеніш бетінде емін-еркін козғалады. Ондағы темір атомдары белгілі ауданда ғана қозғалып, оның бұл мүмкіндігі шектеледі. Олай болса әрбір ансамбльдің өз «өрісі» болады. Мұндайда олардың арасын адсорбат атомдары мен молекулалардың қозғалысын кедергілейтін жоғарғы адсорбциялық потенциалы бар нүктелер шектейді. Оны 35-суреттегідей, шектерді түзу сызықпен, атомды нүктемен, ал ансамбльді үзік сызықпен қоршап көрсетеді де, оны активті ансамбльдің торланған түрі дейді. Активті ансамбльдегі катализаторлардың активтілігі мен ерекшелігі оның саны мен өзара орналасуына байланысты. Электронды-химиялық теория. Бұл жаңа теория. Ол катализ механизмін катализаторлардың кристалындағы ішкі электрондық деңгей тұрғысынан және беткі қабат көзқарасымен жалғастыра түсіндіруге негізделген. Металдардағы бос электрондар каталитикалық активтіліктің басты себепкері деген пікірді кезінде бірінші болып А. В. Писаржевский және оның шәкірттері ұсынған болатын. Катализаторлардың беткі қабатының электрлік қасиеті оған адсорбцияланған немесе бағытталған молекулалардың химиялық байланысын әлсіретеді. Әрекеттесетін реагент пен катализатордың сипатына орай электрондық теория тұрғысынан барлық каталиттік реакциялар тотығу-тотықсыздану және қышқылды-негіздік болып бөлінеді. Тотығу-тотықсыздану реакцияларында электрондар катализатордан реагентке не реагенттен катализаторға ауысады. Бұл топқа жататын тотығу-тотықсыздану реакциялары тек темір, никель, мыс, мырыш, күміс, платина және т. б. металдардың тікелей қатысуымен катализденеді. Сондай-ақ мұндай каталиттік реакциялар жартылай өткізгіштерді катализатор етіп қолданғанда да кездеседі. Қышқылды-негіздік реакциялардағы катализ протондардың ауысуымен жүзеге асады. Мұндай реакцияларда катализатор ретінде әртүрлі металл оксидтері, күшті қышқылдар мен негіздер қолданылады. Кейбір тәжірибе жұмыстарында катализаторлардың меншікті активтілік беттері олардың химиялық құрамынан едәуір тәуелді болатыны дәлелденген. Сол секілді катализаторлардың химиялық құрамы беткі қабаттағы аралық қосылыстардың түзілу және ыдырау жылдамдығын анықтайды және осыған орай меншікті беттік активтілікті де көрсетеді. Н. Н. Семеновтың жұмыстарындағы гетерогенді каталиттік реакциялар беткі қабаттағы радикалды тізбекті реакциялар ретінде қарастырылады және ондағы катализаторлар бос радикалша әсер етеді, сөйтіп тізбек пайда болады. Мысалы 2СО + О2= 2СО2. Егер осы реакцияға су буын қолданса, реакция жылдам-дығы едәуір артады екен. Бұған басты себеп, су буы гидроксил және сутек иондарына ыдырайды, ал осы бос валенттіліктегі радикалдар реакцияны жылдамдатады: •ОН + СО = СО2+•Н •Н + О2=•ОН+•О• • О•+СО = СО2 Органикалық реакцияларда кездесетін катализді де осы электрондық теория тұрғысынан түсіндіруге болады. жүктеу/скачать 0,9 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|