466 [1024x768]

Reakcje katalityczne i zjawiska adsorpcji

Reakcje katalityczne w układach jednorodnych

Przez reakcje katalityczne, ogólnie biorąc, rozumiemy przemiany chemiczne z udziałem składnika, który bierze udział w przemianie tylko H' stadium pośrednim. Reakcja katalityczna jest procesem złożonym, wieloetapowym. Działanie składnika katalizującego daną reakcję, zwanego katalizatorem, można objaśnić za pomocą schematu na rys. 6.5. Bieg reakcji bez katalizatora zaznaczony jest za pomocą linii przerywanej uwidaczniającej wysoką barierę energetyczną. Droga tej samej reakcji z udziałem katalizatora jest znacznie bardziej skomplikowana. Na podanym przykładzie widzimy trzy bariery energetyczne. W rzeczywistości przebieg krzywej energii potencjalnej podczas reakcji może być jeszcze bardziej skomplikowany, z większą liczbą barier. Zachodzi więc pytanie, czy w takim przypadku działanie katalizatora podwyższa czy też obniża szybkość reakcji.

W pokazanym na rys. 6.5 przykładzie działanie katalizatora jest korzystne.

Mianowicie, jeżeli proces przebiega poprzez szereg stadiów o różnej wysokości bariery, to o sumarycznej szybkości decyduje etap najpowolniejszy, o najwyższej barierze energetycznej. Ponieważ najwyższa bariera procesu katalicz-nego jest niższa od bariery reakcji bezpośredniej, przeto obserwować będziemy znaczne przyspieszenie reakcji. Jeżeli reagenty wiążą się z katalizatorem bardzo mocno, osiągając głębokie minima energetyczne, to bariera pożądanej reakcji może okazać się nawet wyższa niż dla reakcji bezpośredniej. Zjawisko takie będziemy nazywać katalizą ujemną. Katalizator ujemny czyli inhibitor opóźnia