Химия. 11 класс

Катализаторы

Проведение химических реакций в присутствии катализаторов является одним из основных способов увеличения скорости превращений веществ.

Катализ — это процесс ускорения химической реакции под действием катализатора.

Напомним, что катализаторы ускоряют химические реакции, но не входят в состав конечных продуктов. Количество катализатора, в отличие от других реагентов, практически не изменяется после реакции. Химические реакции в присутствии катализатора протекают быстрее, поскольку он обеспечивает альтернативный путь превращения.

Рассмотрим действие катализатора на примере реакции:

А₂ + Б₂ = 2АБ.

Без катализатора эта реакция протекает медленно. Катализатор К быстро реагирует с одним из исходных веществ, например А₂, и образует реакционноспособное промежуточное соединение А₂K:

А₂ + K = А₂K (быстрая реакция).

Промежуточное соединение A₂K активно взаимодействует с другим реагентом — Б₂, превращаясь в продукт реакции АБ. Катализатор K высвобождается без изменения:

А₂K + Б₂ = 2АБ + K (быстрая реакция).

Взаимодействие реагентов A₂ и Б₂ по многостадийному каталитическому пути в целом протекает гораздо быстрее, чем без катализатора.

Катализатор многократно вступает в химическое взаимодействие с участниками превращения, но свой химический состав восстанавливает. Катализатор не включается в продукты реакции.

Например, реакция этерификации между карбоновой кислотой и спиртом протекает значительно быстрее в присутствии сильной минеральной кислоты:

Для окисления оксида серы(IV) SO₂ в оксид серы(VI) SO₃ кислородом воздуха используют катализатор V₂O₅:

Скорость этой реакции в присутствии катализатора увеличивается примерно в 10 000 раз.