4.2. Гетерогенно-каталитические процессы.

Катализаторы – это особые вещества, увеличивающие скорость химической реакции, не влияющие при этом на положение равновесия. Помимо увеличения скорости превращения исходных реагентов, катализаторы должны обладать в ряде случаев селективным воздействием по отношению к одной или группе реакций, т.е. преимущественно увеличивать скорость целевой реакции.

Ускоряющее воздействие объясняется тем, что в отличие от некаталитической реакции, требующей для преодоления большего активационного барьера, в присутствии катализатора меняется путь реакции, т.е. катализатор образует с реагентами ряд промежуточных соединений. Энергия активации образования каждого их них меньше энергии активации некаталитической реакции.

Рассмотрим энергетическую картинку реакционной системы для реакции

, проходящей в отсутствии катализатора по схеме

через образование активного комплекса.

В присутствии катализатора реакция идет по другому пути: через несколько элементарных стадий:

;

;

.

Технологическими параметрами катализатора являются: температура зажигания, селективность, износоустойчивость, отравляемость и т.п. Основной характеристикой катализатора является активность А, которая определяется отношением констант скорости и : .

При всех различиях в механизмах гетерогенно-каталитических реакций, обилии твердыйх катализаторов имеющих разные структуры, методы приготовления, математической описание, в подавляющем большинстве случаев основано на рассмотрении двух типов процессов: на непористом и пористом зерне катализатора.