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催化作用 编辑
催化作用,催化剂在化学反应中所起的作用。在催化反应中,催化剂与反应物发生化学作用,改变了反应途径,从而降低了反应的活化能。由于催化剂的介入而加速或减缓化学反应速率的现象称为催化作用。在催化反应中,催化剂与反应物发生作用,改变了反应途径,从而降低了反应的活化能,这是催化剂得以提高反应速率的原因。如化学反应A+B→AB,所需活化能为E,加入催化剂C后,反应分两步进行,所需活化能分别为F,G,其中F,G均小于E。
AC+B→AB+C
这两步的活化能都比E值小得多。根据阿伦尼乌斯公式k=Ae-E/RT,由于催化剂参与反应使E值减小,从而使反应速率显著提高。
也有某些反应,催化剂参与反应后,活化能E值改变不大,但指前因子A值明显增大(或解释为活化熵增大),也导致反应速率加快。
催化作用
②多相催化。发生在两相界面上的催化作用。通常催化剂为多孔固体,反应物为液体或气体。在多相催化反应中,固体催化剂对反应物分子发生化学吸附作用,使反应物分子得到活化,降低了反应的活化能,而使反应速率加快。固体催化剂表面是不均匀的,只有部分点对反应物分子发生化学吸附,称为活性中心。工业生产中的催化作用大多属于多相催化。③生物催化。生物体内在酶作用下进行的催化反应。酶的催化作用具有高选择性、高催化活性、反应条件温和等特点,但受温度、溶液中的pH值、离子强度等因素影响较大。
④自动催化。反应产物的自我催化作用。在一些反应中,某些反应的产物或中间体具有催化功能,使反应经过一段诱导期后速率大大加快。自催化作用是发生化学振荡的必要条件之一。
其他还有电催化、光助催化、光电催化等......
是以酸碱做催化剂的催化。反应物分子与酸碱相接触,或吸附在催化剂固体表面的酸碱部位上,就会发生酸碱反应,形成活性中间络合物,然后再分解出产物,使催化剂复原。
②多相酸碱催化反应:主要有烯烃聚合、催化裂化、烯烃和烷烃的异构化、缩合、加成、歧化等(催化剂为固相)。例如,烷烃在 REY 分子筛和(或)硅铝胶上催化裂化为汽油和 C3 、 C4 气体;苯和乙烯在固体磷酸上烷基化为乙苯;丙烯在硫酸镍上低聚;烯烃在固体碱(碳酸钠或碳酸钾)催化作用下二聚等等。
有些反应既可酸催化也可碱催化,唯产物不完全相同。例如,芳烃和单烯在酸催化下反应生成的产物是烷基加到芳香环上生成的,而碱催化作用则使芳烃的侧链烷基化。又如,在酸或碱催化作用下,烯烃可发生顺、反异构化和双键异构化反应,而仅在酸催化作用下尚可发生骨架异构化反应。
③布仑斯惕酸碱催化反应
④路易斯酸碱催化反应
催化作用
固体酸碱中心 固体有两种酸中心:路易斯酸中心和布仑斯惕酸中心,另外还有碱中心。路易斯酸中心正像分子路易斯酸一样,具有未被占据的轨道,对电子对有较高的电子亲合势。路易斯碱中心的一个高能级上有电子对,如果它和一个被吸附的电子接受体二者只有此电子对,则能量将降低。布仑斯惕酸中心具有释放一个质子的倾向。固体酸碱种类繁多,如载于固体上的液体酸碱,金属氧化物(如氧化铝、氧化镁、氧化钛、氧化锌)、硫化物(如硫化锌、硫化钙)和氯化物(氯化汞、氯化铜、氯化铝),混合氧化物(如氧化铝-氧化硅、氧化硅-氧化镁),沸石和金属硫酸盐、磷酸盐等。现以氧化铝、脱阳离子沸石为例,说明路易斯酸、布仑斯惕酸和碱中心的各自成因。氧化铝是由水合氧化物受热脱水而产生:此路易斯酸中心易吸水变为布仑斯惕酸中心:催化作用
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