多相催化
- 在多相催化,分子在固体催化剂的表面发生反应
- 多相催化剂的作用方式包括以下步骤:
- 吸附(或化学吸收作用)在催化剂表面的反应物
- 反应物扩散到催化剂表面
- 反应物是身体上的吸附在表面上弱部队
- 反应物是化学吸附在表面上更强的债券
- 化学吸收作用的原因债券削弱在反应物的原子之间
- 解吸产品的
- 产物和催化剂之间的键变弱以至于产物脱离表面
- 例如,氢分子在钯(Pd)表面的吸附
反应物吸附在催化剂表面,导致键变弱,最终产物解吸
哈伯法中的铁
- 在哈伯过程氨(NH3.)是由氮(N2)和氢(H2)
- 一个铁催化剂通过使反应物在金属表面上紧密结合来加速反应
- 这增加了它们相互反应的可能性
- 铁催化剂的作用方式如下:
- 扩散将氮气和氢气转移到铁表面
- 吸附通过在铁和反应物原子之间形成键,将反应物分子转移到铁表面
- 这些键是如此的强,以至于它们削弱了氮原子之间的共价键2氢原子在H中2
- 但是它们很弱,催化完成后就会断裂
- 的反应发生在被吸附的氮和氢原子之间,它们在铁表面相互反应生成NH3.
- 解吸发生在NH之间的键3.而铁的表面被削弱,最终断裂
- 形成的NH3.扩散远离铁表面
铁使氮和氢靠得更近,这样它们就能发生反应,从而加快反应速度
催化转化器中的多相催化剂
- 多相催化剂也用于催化删除来自汽车发动机废气的氮氧化物
- 催化剂加速以下物质的转化:
- 氮氧化物(NOy)无害氮气(N2)
- 一氧化碳(CO)转化为二氧化碳(CO2)
- 催化转化器有一个蜂窝含有小珠子的结构铂,钯,或铑金属就像异构催化剂
- 催化剂的作用方式如下:
- 吸附将氮氧化物和CO转移到催化剂表面
- 疲软的氮氧化物和CO的共价键
- 新键的形成:
- 相邻的氮原子形成氮2分子
- CO和氧原子形成CO2分子
- 解吸(N)2和有限公司2最终扩散远离金属表面
催化转换器中的金属加快了氮氧化物和CO转化为N的速度2和有限公司2分别
均相催化
- 均相催化通常包括氧化还原反应在这个过程中,参与催化的离子在它们的氧化值
- 由于过渡金属离子能改变氧化值,因此是很好的催化剂
- 均相催化剂在一个步骤中使用,在后面的步骤中进行重整
碘-过氧二硫酸反应
- 这是一个非常慢反应中,过氧二硫酸酯(S2,O82 -)离子氧化的碘化来碘
年代2O82 -(aq) + 2I-(aq)→2SO42 -(aq) + I2(aq)
- 因为两个S2O82 -和我-离子有一个负电荷,它将需要大量的能量离子克服令人厌恶的部队相互碰撞
- 因此,菲3 +(aq)离子用作a均相催化剂
- 催化过程涉及两个方面氧化还原反应:
- 首先,菲3 +离子减少对菲2 +由我-
2铁3 +(aq) + 2I-(aq)→2Fe2 +(aq) + I2(aq)
-
- 然后,菲2 +是氧化回到铁3 +的年代2O82 -
2铁3 +(q) + S2O82 -(aq)→2Fe3 +(aq) + 2SO42 -(aq)
- 通过与带正电的铁离子反应,反应物没有排斥力,活化能显著降低
- 这两个反应的顺序无关紧要
- 所以,菲2 +可以先氧化成Fe3 +其次是铁的还原3 +对菲2 +
催化反应有两个能量峰,因为它是一个两阶段的反应
氮氧化物和酸雨
- 由于化石燃料含有硫,燃烧燃料会释放硫稀硫酸(H2所以4)排放到大气中,从而导致酸雨
所以3.(g) + H2O(l)→H2所以4(aq)
- 氮氧化物可以作为催化剂通过催化SO的氧化形成酸雨2所以3.
没有2(g) + SO2(g)→SO3.(g) + NO(g)
- 形成的NO被氧化而再生NO2
NO(g) +½O2(g)→NO2(g)
- 再生的NO2分子可以氧化另一个SO2从分子到SO3.与雨水反应生成H2所以4等等
酶
- 酶是生物催化剂它们是由蛋白质组成的
- 它们增加了细胞内发生反应的速度
- 酶的活性位点是非常特定的,只会结合分子(也称为基板),形状相似
- 这也被称为锁钥模型
- 底物分子适合酶的活性位点,就像钥匙适合锁一样
- 正因为如此,酶含量很高具体的而且只会加速具体的反应