Рассмотрим частные случаи. Для определённости выделим пару реагент-продукт:
Статьи и работы по химии / Гетерогенный катализ / Статьи и работы по химии / Гетерогенный катализ / Рассмотрим частные случаи. Для определённости выделим пару реагент-продукт: Рассмотрим частные случаи. Для определённости выделим пару реагент-продукт:
Страница 1

, где . (12.11)

Основные случаи следующие:

1) Продукт M адсорбируется слабее реагента A:

а) Наблюдаем:1-й порядок по реагенту A

б) Наблюдаем: 0-й порядок по реагенту A

2) Реагент A адсорбируется слабее продукта, а продукт M адсорбируется очень сильно: Продукт M тормозит реакцию.

4.3) Приведём несколько различных вариантов протекания гетерогенного катализа в реакциях разложения соединений на металлических катализаторах. (см. А.В. Раковский, Курс физической химии, стр.510-511):

4.3.1. Слабая адсорбция. Молекулы покрывают лишь малую часть катализатора:

Так протекает разложение Порядок первый.

4.3.2. Средняя адсорбция реагирующего газа: Разложение . Порядок дробный - согласуется с уравнением адсорбции Бедекера- Фрейндлиха.

4.3.3. Реагирующее вещество адсорбируется слабо, а продукт со средней силой:

4.3.4. Реагирующий газ адсорбируется слабо, продукт сильно:

на Pt :

4.3.5. Реагирующий газ адсорбируется сильно:

на W: нулевой порядок по аммиаку.

Рассмотрим классический пример – газофазную реакцию: H2+1/2O 2= H2O

Истинный механизм этой реакции состоит из многих стадий (до 30). Существуют различные подходы к его описанию. Выделим лишь некоторые наиболее характерные стадии, и введём очень упрощённую модельную схему, пригодную для классификации основных элементарных превращений, и с их помощью выделим главные особенности и выявим возможные режимы протекания всего процесса. Они возникают из-за конкуренции стадий разветвления и обрыва. Приводимый ниже механизм реализуется при невысоких давлениях (несколько десятков тор) (см. М.Н. Варгафтик, «Химическая кинетика» кафедральное пособие МИТХТ под ред. акад. Я.К. Сыркина, 1970, стр. 89, а также учебник «Физическая химия» под ред. К.С. Краснова, стр. 608). Основные стадии представим в нижеследующей таблице.

Упрощённый механизм разветвлённой цепной реакции

H2+O2= H2O

Баланс активных центров

на отдельных стадиях

Скорости элементарных стадий

Элементарные реакции

Исх.

Кон.

Скорость

Природа стадии

1

H2

+ O2 ®

2 HO·

 

r1=k1[H2][O2]

Зарождение

2

HO·

+ H 2 ®

H2O

+ H·

r2=k2[H 2][HO·]

Продолжение

3

+ O 2 ®

HO·

+ O··

 

 ( · ·)

r3=k3[O2][H·]

Разветвление

4

O··

+ H2 ®

HO·

+ H·

( · ·)

 

r4=k4[H2][O··]

5

+ O2 + M ®

HO2 ·

+ M

(·)

r5=k5[M][O2][H·]

квадрат.

Обрыв

6

+ M ®

1/2 H2

+ M

 

r6=k6[M][H·]

линейн.

Страницы: 1 2 3

Смотрите также

Производство этилового спирта
Этиловый спирт находит широкое применение в народном хозяйстве в качестве растворителя, также применяется в производстве дивинила, в пищевой и медицинской промышленности, в качестве горючего ...

Свойства краун-эфиров и фуллеренов
Нанотехнология и наноматериалы наряду с биотехнологией, информационными технологиями являются ключевыми технологиями 21 века. Это подтверждается и резким ростом финансирования данной отрасл ...

Химический метод Винклера для определения растворенного кислорода
Цель: определить содержание кислорода в отстоянной и аквариумной воде ...