Карточка - конспект "Гомогенный и гетерогенный катализ"

Гомогенный и гетерогенный катализ

Катализ (от греч. сatalysis – разрушение) – изменение скорости химической реакции при воздействии веществ (катализаторов или ингибиторов), которые участвуют в реакции, но не входят в состав продуктов.

Катализаторы – вещества, повышающие скорость химических реакций, но состав и количество которых в конце реакции остаётся неизменным.

Ингибиторы – вещества, замедляющие скорость химических реакций, но состав и количество которых в конце реакции остаётся неизменным.

Механизм гомогенного катализа:

Сущность заключается в том, что если медленно протекающую реакцию

А + В → АВ вести в присутствии катализатора К, то катализатор вступает в химическое взаимодействие с одним из исходных веществ, образуя непрочное промежуточное соединение:

А + К → АК

Затем промежуточное соединение АК взаимодействует с другим исходным веществом, при этом катализатор освобождается:

АК + В → АВ +К

Если теперь оба процесса суммировать, то получим исходное уравнение:

А+В → АВ

Катализаторы обладают определёнными свойствами:

1.      Катализаторы не создают процесса, а только изменяют его скорость;

2.      Для обратимых реакций катализаторы не смещают равновесие и не влияют на константу равновесия, а лишь ускоряют процесс достижения равновесного состояния;

3.      Катализатор снижает необходимую для реакции энергию активации, предоставляя реагентам альтернативный путь разрушения и образования связей;

4.      Катализаторы обладают избирательностью, т.е. ускоряют только одну из нескольких реакций.

Значение катализа

1.      С помощью катализатора многие полезные ископаемые можно превратить в полезные синтетические материалы;

2.      Производство твёрдых жиров, например маргарина, из жидких масел невозможно без катализатора;

3.      В хлебопечении большое значение имеет фермент амилаза, расщепляющий крахмал, и протеаза, расщепляющий белок. От активности амилазы зависит скорость брожения теста;

4.      В спиртовой и пивоваренной промышленности источником амилазы может быть солод и микробные препараты;

5.      В виноделии и ферментации табака большое значение имеет фермент полифенолоксидаза, от активности которого зависят букет и цвет вина и качество табака;

6.      Некоторые ферменты, например пепсин, применяют в медицине

7.      Каталитические явления широко распространены в природе: дыхание, усвоение питательных веществ клетками, синтез белков.