2.12. ХИМИЯ КАТАЛИЗА изучает катализаторы, вещества, ускоряющие химические реакции. Вещества, замедляющие реакции, называются ингибиторами. Ферменты – это биологические катализаторы. Катализатор не находится в стехиометрических отношениях с продуктами и регенерируется после каждого цикла превращения реагентов в продукты.
   Реакция, накормившая человечество (решение проблемы связанного азота) – цикл Габера-Боша. Аммиак получают с катализатором – пористым железом. Протекает при Р = 30 МПа и Т = 420-500 °C
3Н2 + N2 = 2NH3
   Водород для синтеза NH3 получают путем двух последовательных каталитических процессов: конверсии СН4 (СН4 + Н2О > СО + 3Н2) на Ni-катализаторах и конверсии образующегося оксида углерода (СО + Н2О —> СО2 + Н2). Для достижения высоких степеней превращения последнюю реакцию осуществляют в две стадии: высокотемпературная (315-480°С) – на Fe-Cr-оксидных катализаторах и низкотемпературная (200-350°С) – на Cu-Zn-оксидных катализаторах. Из аммиака получают азотную кислоту и другие соединения азота – от лекарств и удобрений до взрывчатых веществ.
   Различают катализы гомогенный, гетерогенный, межфазный, мицеллярный, ферментативный.
   Энергия активации E каталитических реакций значительно меньше, чем для той же реакций в отсутствие катализатора. Например, для некаталитического разложения NH3 на N2 + Н2 E ~ 320 кДж/моль, для того же разложения в присутствии Pt Е ~ 150 кДж/моль. Благодаря снижению E обеспечивается ускорение каталитических реакций по сравнению с некаталитическими. Несмотря на появление новых способов активации молекул (плазмохимия, радиационное и лазерное воздействия и др.), катализ – основа химических производств Относительная доля каталитических процессов составляет 80-90 %.

Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (ИК, Новосибирск). Есть его филиалы в Омске и Санкт-Петербурге. Есть журналы «Катализ в промышленности» и «Кинетика и катализ».

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Боресков Г.К. Катализ. Вопросы теории и практики. Новосибирск: 1987.
Гейтс Б. Химия каталитических процессов / Б. Гейтс, Дж. Кетцир,
Г. Шуйт – М.: Мир,1981. – 551 с.
Демлов Э. Межфазный катализ / Э. Демлов, З. Демлов – М.: Мир, 1987.
ИК – http://www.catalysis.ru/koi8/
Колесников И.М. Катализ и производство катализаторов. М.: Техника, 2004. – 399 с.

Крылов О.В. Гетерогенный катализ. М.: Академкнига, 2004. – 679 с.
Темкин О.Н. Каталитическая химия // Соросовский образовательный журнал. – 1996. – № 1. – С. 57-65.

	Home
	Write Me