Макет страницы
Рис. 5.1. Зависимость энергии oi пути реакции: t
а — некаталитической; б — каталитической; Д/ — тепловой эффект реакции; E — энергия активации некаталитической ч реакции; £,, Ei — энергия акти - 5 вации стадий каталитической J-реакции. i
Координата реакции
Снижение энергии активации в присутствии катализатора объясняется тем, что элементарная реакция становится сложной, причем энергия активации любой стадии каталитической реакции меньше энергии активации некаталитической реакции (рис. 5.1), или же тем, что сложная реакция в присутствии катализатора протекает по другому пути.
5.1.2. Классификация каталитических реакций и катализаторов
По характеру химического взаимодействия катализатора с реагирующими веществами и промежуточных продуктов различают кислотно-основные и окислительно-восстановительные каталитические реакции и соответственно — катализаторы. В кислотно-основных реакциях промежуточные активные частицы — ионы, и катализатор инициирует их образование в результате передачи протонов от катализатора к реагенту или от реагента к катализатору. Катализаторами в этом случае являются кислоты (кислотный катализ) и основания (основной катализ).
В окислительно-восстановительных реакциях промежуточные активные частицы — радикалоподобные нейтральные образования, связанные с активными центрами катализатора гомеополярными связями, и каталитическое воздействие связано с переходом электрона от молекулы катализатора к молекуле реагента и обратно. Эти реакции катализируются металлами и полупроводниками — оксидами, сульфидами и комплексными соединениями. Активными центрами этих катализаторов служат обычно неполностью координированные атомы или катионы переходных металлов, у которых имеется незаполненная d-орбиталь. Эта орбиталь образует координационные связи с молекулами, являющимися донорами пары электронов. С молекулами, имеющими незанятые орбитали, такие активные центры образуют я-связь. d-Орбиталь с неспарен-ным электроном действует как свободная валентность в значительной степени подобно свободному радикалу.
В координационно-комплексном катализе при образовании комплекса реагента с катализатором происходит поляризация или ионизация реагирующей связи за счет поля иона металла — ком-плексообразователя. Координационно-комплексные катализаторы
