Развитие каталитической химии - Реферат


( Голосов: 1 ) 

На дороги ежедневно выезжают миллионы автомобилей, и каждый – источник загрязнения воздуха. Особенно это чувствуется в крупных городах, где выхлопные газы автомобилей могут создавать большие проблемы. Для решения этих проблем каждая страна издает свои законы, которые ограничивают допустимый уровень загрязнения, который может создавать каждая машина. В 1975 г. произошло одно из значительных изменений в конструкции автомобильного двигателя и топливных систем, называемое каталитическим преобразователем (конвертером) или просто катализатором.

  • Дополнительная информация


Работа каталитического преобразователя заключается в преобразовании вредных выхлопных газов в менее вредные прежде, чем они покинут выхлопную систему автомобиля[1].

Катализ – универсальное и очень разнообразное явление, широко распространенное в природе и используемое человечеством за тысячи лет до осознания сути каталитических процессов. Катализ в переводе с греческого означает (κατάλυσις восходит к καταλύειν – разрушение) – избирательное ускорение одного из возможных термодинамически разрешенных направлений химической реакции под действием катализатора(ов), который многократно вступает в промежуточное химическое взаимодействие с участниками реакции и восстанавливает свой химический состав после каждого цикла промежуточных химических взаимодействий[2, С.9].

Согласно Советской энциклопедии катализатор – это химическое вещество, ускоряющее реакцию, но не входящее в состав продуктов реакции[3, С.335]. Количество катализатора, в отличие от других реагентов, после реакции не изменяется. Обеспечивая более быстрый путь для реакции, катализатор реагирует с исходным веществом, получившееся промежуточное соединение подвергается превращениям и в конце расщепляется на продукт и катализатор. Затем катализатор снова реагирует с исходным веществом, и этот каталитический цикл многократно (до миллиона раз) повторяется.

Определение, данное составителями энциклопедии, включает два существенных момента: катализатор входит в состав промежуточных соединений, но не фигурирует в стехиометрическом уравнении основной реакции и, следовательно, не влияет на равновесие основной реакции и не расходуется в ней. Катализатор за счет участия в образовании интермедиатов обеспечивает протекание реакции по другому пути, имеющему более низкую наблюдаемую энергию активации, и значит более высокую скорость превращения реагентов в продукты.

Боресков Г.К. в своих работах в 1968 г. написал: «Когда-то катализ рассматривался как особое, немного таинственное явление, со специфическими законами, раскрытие которых должно было сразу в общей форме решить задачу подбора. Сейчас мы знаем, что это не так. Катализ по своей сущности – химическое явление. Изменение скорости реакции при каталитическом воздействии обусловлено промежуточным химическим взаимодействием реагирующих веществ с катализатором»[4].

Химический (небиологический) катализ принято делить на гомогенный и гетерогенный.

Гомогенный катализ – это такой процесс, протекающий в одной фазе, в которой находятся реагенты и катализатор.

Гетерогенный катализ – это процесс, в котором катализатор – твердое вещество, а реагенты могут быть жидкими или газообразными. С участием гомогенных катализаторов протекают гомогенно-каталитические процессы, а с участием гетерогенных – гетерогенно-каталитические. Эту классификацию нельзя путать с классификацией реакционных систем по фазности (гомофазные – одна фаза, гетерофазные – несколько фаз и есть границы раздела фаз). Системы, в которых протекают гомогенно-каталитические процессы могут быть как гомофазными, так и гетерофазными.

Основные определения катализа находятся в химической энциклопедии[3] и книге Шмидта Ф.К.[2]. В книгах Левченкова С.И.[5], Волкова В.А.[7] и на сайте кафедры физической и коллоидной химии Южного Федерального Университета[6] описаны основные этапы развития химии как науки, дана информация о жизнедеятельности выдающихся ученых. В трудах Лолузктова Р.А.[11], Кэлдера Н.[10], Капицы П.Л.[9], Миронова А.Ф. в Соровском образовательном журнале[12] приводятся примеры использования катализаторов для охраны окружающей среды, в биосфере и современной химии.

  • Аспирант: Алиханова И.А.
  • Руководитель: Бармин А.В.

Огромную роль призван сыграть катализ в решении актуальнейшей проблемы – охраны окружающей среды. Химики-каталитики настойчиво работают над этой проблемой и уже добились некоторых результатов. Разработаны специальные устройства для дожигания выхлопных газов автомобилей, работающие на основе каталитического окисления вредных компонентов газов.

  • загрязнение воздуха;
  • экология;
  • каталитический преобразователь;
  • катализ;
  • катализатор;
  • гетерогенный катализ;
  • гомогенный катализ.
  1. http://autorelease.ru/articles/automobile/374-avtomobilnyj-katalizator-i-ego-rol-v-vyxlopnoj-sisteme.html 
  2. Шмидт Ф. К. Физико-химические основы катализа. М.: Фрактал, 2004.
  3. Химическая энциклопедия. М.: Советская энциклопедия, 1990. Т. 2. С.335, 337.
  4. http://chemistry.narod.ru/stati/katalyz.htm
  5. Левченков С.И. Краткий очерк истории химии. Ростов н/Д: Изд-во Рост. ун-та, 2006. 112 с. 
  6. http://www.physchem.chimfak.rsu.ru/
  7. Выдающиеся химики мира: Биографический справочник/ Волков ВА., Вонский Е. В., Кузнецова Г.И. М.: Высшая школа, 1991. 656с.
  8. http://school-sector.relarn.ru/nsm/chemistry/Rus/Data/hrono_.html#0
  9. Капица П. Л. Эксперимент, теория, практика. М.: Наука, 1974.
  10. Кэлдер Н. Беспокойная Земля. М.: Мир, 1975.
  11. Лолузктов Р. А., Пих Ю. А. Динамические модели экологических систем. М.: Гидрометеоиздат, 1980.
  12. Миронов А.Ф. Биосинтез тетрапиррольных пигментов // Соросовский Образовательный Журнал. 1998. № 7. С. 35-42.

ПОДЕЛИСЬ ИНТЕРЕСНОЙ ИНФОРМАЦИЕЙ

MetalSpace

Опубликовано MetalSpace

Адрес электронной почты: info@metalspace.ru
Предлагаем сотрудничество
  • Опубликуй свои произведения в электронной форме.
  • Размести научную статью или пресс-релизы на страницах нашего портала.

Оставь комментарий