Politechnika Poznańska Wydział Technologii Chemicznej	Student: Krzysztof Król	Data przeprowadzenia ćw. 17 IV 2003
Grupa 4 Zespół 2	Ćwiczenie nr 2	Prowadzący: dr inż. Maciej Galiński

Reakcje oscylacyjne

Opracowanie teoretyczne z zagadnienia: Kataliza

Istnieje wiele sposobów na zmianę szybkości reakcji. Można nią manipulować przy pomocy takich parametrów jak np.: stężenie substratów, produktów, ciśnienie, temperatura. Jedną z bardziej przydatnych metod jest kataliza. Polega ona na przeprowadzaniu reakcji między substratami w układzie w którym znajduje się dodatkowa substancja, zwana katalizatorem. Jej stężenie (ilość) na końcu procesu jest taka sama jak przed reakcją, co świadczy o tym, iż jej składniki nie są wbudowywane w końcowy produkt. Stwierdzono, że mechanizm reakcji katalitycznych jest bardzo złożony, i może być różnorodny. Substraty tworzą z substancją katalityczną produkty pośrednie, a następnie produkt. Sumaryczna prędkość tych dwóch reakcji bywa znacznie odmienna niż przy otrzymywaniu produktu bez użycia katalizatora. Inaczej mówiąc substraty są przeprowadzane w postać bardziej reaktywną, która następnie ulega dalszej przemianie na produkt, w wyniku czego katalizator jest regenerowany.

Trzeba pamiętać o tym, że zgodnie z prawem działania mas katalizatory zmieniają szybkość obu przeciwnie skierowanych reakcji.

A+B⇒AB

AB⇒A+B

A+B⇔AB

Jeśli w układzie z danych substratów może powstać wiele różnych produktów stosuje się katalizatory o działaniu wybiórczym, które tworzą taki produkt pośredni z substratami, który przekształca się pożądany produkt w trakcie reakcji. W ten sposób zwiększa się szybkość cennej reakcji (kataliza dodatnia), dzięki czemu otrzymuje się znacznie więcej interesującego produktu. Ponieważ pozostałe reakcje przebiegają dużo wolniej, zużywają tylko niewielką część substratów.

Istotny jest również fakt, iż katalizator nie zmienia stałej równowagi reakcji tylko przyśpiesza proces jej osiągnięcia. Jeśli dana reakcja nie może zajść ze względów termodynamicznych to zastosowanie katalizatora nie zmieni tego faktu, bo ma on wpływ na kinetykę reakcji.

Ze względu na wpływ na szybkość reakcji wyróżniamy

Katalizatory dodatnie - zwiększają szybkość reakcji

Katalizatory ujemne (inhibitory) - zmniejszają szybkość reakcji Są istotne w powstrzymywaniu niekorzystnych reakcji. Zastosowanie w ochronie antykorozyjnej, przedłużaniu trwałości produktów spożywczych. (konserwanty)

Katalizę ze względu na fazowość układu można podzielić na:

Homogeniczną (układ jednolity) - katalizator oraz substraty mają ten sam stan skupienia i tworzą mieszaninę jednolitą w gazową albo ciekłą

Heterogeniczną (układ niejednolity) - Katalizator oraz substraty znajdują się w różnych fazach danego układu. Przykładem może być użycie katalizatora czerni platynowej (ciało stałe) w reakcjach między substratami gazowymi. Ponieważ kataliza ta nie zachodzi w całej objętości układu, lecz na granicy faz (na powierzchni katalizatora) nazywa się ją katalizą kontaktową. Szczególnie istotna jest wielkość powierzchni katalizatora, bo na niej zachodzi reakcja.

W przypadku gdy katalizator znajduje się w stanie rozdrobnienia koloidowego to katalizę nazywamy mikrowielofazową. Jest ona szczególnie istotna w organizmach żywych. Jej przykładem są enzymy, będące substancjami białkowymi w stanie koloidowym. Są wysoko wyspecjalizowane i wpływają tylko na wybrane reakcje.

---