Катализ и ингибирование.Стр 1 из 4Следующая ⇒
Есть вещества, которые влияют на скорость химической реакции, не являясь при этом реагентами. Они принимают в реакции самое непосредственное участие, но в результате реакции остаются неизменными. Такие вещества называются катализаторами, если они ускоряют реакцию, и ингибиторами, если замедляют ее. 75% химической промышленности использует каталитические процессы. Среди них - как крупнотоннажные производства: синтез аммиака и его окисление, производство серной кислоты, так и тонкие многостадийные синтезы, например, лекарственных средств. Все биохимические реакции, протекающие в живых организмах, требуют участия природных катализаторов - ферментов. Ферменты представляют собой крупные белковые молекулы с так называемым активным центром - как правило, это химически связанная с белком молекула небелковой природы или ион металла. Ферменты обладают непревзойденной активностью (т.е. скоростью каталитического процесса), ускоряя реакции в миллиарды и триллионы раз при комнатной температуре. При высоких температурах они теряют активность, так как белок денатурируется. Кроме того, ферменты характеризуются чрезвычайной избирательностью (селективностью), превращая лишь строго определенные вещества в строго определенные продукты. Они способны на это благодаря своей уникальной форме, к которой реагенты должны подойти, как ключ к замку. Действие катализаторов основано на том, что они уменьшают энергию активации реакции. В упрощенном виде механизм действия катализатора можно представить следующим образом. Изменение энергии активации реакции происходит за счет образования катализатором К с одним из реагентов А промежуточного соединения АК: A + K = AK (1) AK + B = AB + K (2) Суммарная реакция A + B = AB Но вместо энергетического барьера этой реакции преодолеваются более низкие барьеры реакций (1) и (2): E1 и E2. Многие катализаторы не просто ускоряют реакции, а ведут их по другому пути. Так, реакция окисления аммиака без катализатора: 4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O не представляет никакого интереса для промышленности, а в результате каталитического окисления на платине: 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O получается ценный продукт - оксид азота(II). Ингибиторы, наоборот, увеличивают энергию активации реакции. В пищевой промышленности широко используются ингибиторы, предотвращающие гидролиз жиров, реакции окисления и брожения. Особый случай катализа - автокатализ, или ускорение реакции одним из ее продуктов. При этом скорость реакции не уменьшается по мере расходования реагентов, а растет. Так, реакция 2KMnO4 + 5K2SO3 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + 6K2SO4 + 3H2O ускоряется по мере накопления ионов Mn2+, образующихся при восстановлении перманганата.
©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|