ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Цепные реакции — неразветвлснные, разветвленные и вырожденно-разветвленные из "Как превращаются вещества Выпуск 36" Жатализом называется ускорение химических реакций в присутствии опредй1енных веществ, многократно химически взаимодействующих с реагентами (исходными веществами), но не входящих в состав продуктов реакции . [c.93] В этом современном определении нашли отражение и химическая природа явления катализа ( химически взаимодействующих ) и циклический характер каталитических реакций — катализатор многократно взаимодействует с реагентами. [c.93] Порошкообразный окисел металла катализатор струей газа-реагента может постепенно уноситься, а поверхность металла катализатора постепенно закрываться нелетучими веществами небольшие изменения ажурной конструкции белкового по природе катализатора приводят к уменьшению нли потере им каталитических свойств. Но во всех случаях, до того как погибнет или исчезнет одна частица катализатора, она успеет многократно, сотни тысяч, миллионы раз прореагировать с реагентами, превратить их в продукты реакции. Вещество — катализатор — участник характерного для всех каталитических процессов цикла реакций. [c.93] Циклический механизм действия — тот признак, кото-рый объединяет столь различные по химической природе катализаторы, как металлы, ик окислы и сульфиды, различные соли металлов, ионы металлов в растворе, их комп-лексы, ионы и ОН , анионы кислот и сами кислоты, пары воды, окислы азота, различные органические и металл-органические соединения, многочисленные вещества бел КОБОЙ природы. [c.94] Путь этот длиннее, но скорость перехода через хребет таким путем, ие требующим штурмовых усилий, оказывается больше. После перехода через хребет проводник-катализатор расстается с группой и готов к повторению пройденного 4аршрута. Схема некаталитического и каталитического путей реакций приведена на рис. 14. Чем больше число Промежуточных ступеней, тем в общем случае меньшие Химические изменения сопровождают переход от одного промежуточного соединения к другому. А чем меньше на каждом этапе химические изменения, тем меньшей энергии активации они требуют. [c.95] Снижение энергии активации — осиовиой эффект влия, иия катализатора и а протекание реакции. Масштаб влияния при изменении величины показателя экспоненты очень велик. Этим определяется то, что уже малая добавка катализатора — тысячные доли концентрации реаген тов — многократно ускоряет реакцию. [c.96] Самый активный катализатор, ускоряющий процесс превра щения СН3О по двум или более каналам, непригоден для технологических целей. При получении смеси веществ их надо разделять-Оборудование/у1я разделения, затраты энергии и рабочего времени приводят к заметному удорожанию продукта. Поэтому в разных странах существуют правила, по которым новый катализатор для промышленных целей должен обладать селективностью не менее 80—90%. [c.97] Катализатор этого процесса—ионы Со,МпиВг. Селективность, степень превращения параксилола в терефталевую кислоту 98 %, а степень чистоты продукта характеризует число 99,8—99,9 %. Такой продукт в очистке не нуждается. [c.97] Если теперь при этой пониженной температуре ввести в систему высокоактивный катализатор, в одинаковой мере ускоряющий образование целевого и побочного продуктов, скорость реакции возрастет до технологически приемлемого значения, а загрязненность целевого продукта реакции побочным останется той же. Можно, однако, ввести не столь активный, но высокоселективный катализатор, ускоряющий образование целевого продукта во много раз больше, чем образование побочного. В этом случае ускорение процесса получения целевого вещества будет сопровождаться еще и уменьшением загрязненности побочным. Возможно, что загрязненность побочным веществом станет столь малой, что можно будет обойтись без разделения конечной смеси, без очистки основного вещества от побочного. Но чтобы скорость процесса была достаточно высока, ввести в систему менее активного катализатора придется больше, чем высоко-активного. Это может привести к тому, что очищать конечный продукт придется не от побочного, а от ставших существенными примесей катализатора. Может быть, лучш-е увеличить температуру, увеличив тем самым примесь побочного вещества, но зато ввести меньшее количество катализатора, примесь которого не будет влиять на качество целевого вещества В общем -— это типичная задача на оптимум, решать которые в промышленном производстве приходится очень часто. В частности же ясно, что лучше всего создавать высокоактивные катализаторы и проводить химические процессы при невысоких температурах. [c.99] Биотехнология — самостоятельная отрасль промышленности, которой предстоит широкое развитие. И все-таки есть у биотехнологии серьезное ограничение. Это производство, в котором по необходимости приходится работать с разбавленными растворами веществ — жнвая клетка весьма чувствительна к различным внешним факторам воздействия, включая и концентрацию веществ — реагентов и продуктов. Многие объекты химической технологии являются, кроме того, ядами для клеток. Поэтому-то столь важно изучение ферментов, для того чтобы выявить секреты их высокой каталитической активности и селективности и создать на основе этого знания синтетические катализаторы небелковой природы, устойчивые в технологических условиях. [c.101] Развитие науки о катализе шло в общем-то эволюционным путем накапливались факты каталитического действия различных веществ, выяснялась химическая природа катализаторов, новые физические методы позволяли все подробнее изучать отдельные стадии сложных процессов..- А вот развитие учения о цепных п оцессах шло негладко, с неожиданностями и странностями, с ломкой привычных представлений о законах протекания химических процессов. [c.105] Огромный вклад в эту область знания был сделай академиком Н. Н. Семеновым. [c.105] что фосфор окисляется и а воздухе до фосфорного ангидрида Р Оа и что прн этом наблюдается свечение, было известно с незапамятных времен. Многие явления природы привлекают внимание ученых своей яркостью в прямом н переносном смысле слова. Природа молнии и взрывов, пламени н северного сияния, как и загадка холодного свечения фосфора, влекли пытливые умы исследователей всегда. В 1741—1743 гг. М. В. Ломоносов писал в своих дневниках Надо подумать о воспламеняемости и свете фосфора . [c.105] Результаты странных опытов были опубликованы. Никакого теоретического объяснения в первых публикациях не приводилось — его попросту не существовало. Отмечалась только необычность полученных экспериментальных результатов. [c.106] Странные результаты, объяснить которые не могут и сами авторы, чаще всего появляются из-за более нлн менее т )нкнх ошибок в эксперименте. Именно такой была реакция научной общественности. Сам Макс Боденштейн, открывший цепные реакции, крупнейший специалист в области газофазной кинетики откликнулся на публикацию ленинградцев. Он прямо указал, благодаря каким ошибкам смогли авторы получить подобные результаты. Отметил он и то, что критические явления наблюдались в разные времена различными авторами для миогочислеииых систем, но что в каждом случае тщательная экспериментальная проверка выявляла всякого рода методические ошибки и скоропали-тельные сенсации оказывались несостоятельными. [c.107] Вернуться к основной статье