Ката́лиз

Классификация каталитических реакций кислотно — основного типа

Все реакции кислотно — основного типа в зависимости от природы частиц, выполняющих функции катализатора делят на группы:

1. Специфический кислотный катализ. Содержит реакции, катализируемые ионами водорода.

   Пример 1

   Гидролиз сложных эфиров в присутствии минеральных кислот. Включает присоединение протона к карбоксильному кислороду в результате донорно — акцепторного взаимодействия. Образовавшийся карбоний — катион обладает высокой электрофильностью, поэтому способен реагировать с водой. В ходе нескольких последовательных стадий образуется спирт, кислота и протон, способный вновь вступать в реакции.

2. Специфический основный катализ. Включает реакции, катализируемые ионами гидроксила. Промежуточными соединениями выступают анионы, образующиеся в результате присоединения основания или в результате отрыва катализатором протона от реагента.

   Пример 2

   Альдольная конденсация в присутствии гидроксил — ионов протекает в несколько этапов:

   1. отщепление протона и образование енолят — иона.
   2. присоединение енолят — иона к карбонильной группе другой молекулы.
   3. отщепление протона от растворителя, образование продукта реакции и регенерация катализатора.

3. Общий кислотно — основный катализ. Включает реакции, катализируемые кислотами и основаниями Бренстеда. В активации молекулы реагента принимают участие электрофильные частицы и кислоты Льюиса, которые выступают в качестве протона.

   Пример 3

   Реакция Фриделя — Крафтса (алкилирование ароматического кольца) катализируется хлоридом алюминия $AlCl_3$ в среде неполярного растворителя. Сначала образуется поляризованная молекула промежуточного соединения, возникает электрофильный реакционный центр. Этот центр вступает во взаимодействие с молекулой бензола с образованием $\sigma $- комплекса, один из атомов углерода переходит из состояния $sp^2$-гибридизации в $sp^3$-гибридизацию. Образуется продукт и катализатор.

4. Электрофильно — нуклеофильный катализ. Содержит реакции катализируемые донорами или акцепторами электронных пар.

   Пример 4

   Гидролиз сложного эфира в присутствии имидазола — типичный пример нуклеофильного катализа. Имидзол взаимодействует с эфиром и этим облегчает реакцию с водой. Молекулы промежуточного соединения сильно поляризуются и обладают большой реакционной способностью. В качестве нуклеофильных катализаторов могут выступать амины, ионы галогенов, некоторые анионы.

История

Вообще говоря, все, что увеличивает скорость процесса, является «катализатор», термин, производный от греческого καταλύειν, означающего «аннулировать», или «развязать», или «поднять». Концепция катализа была изобретена химиком Элизабет Фулхэм и описана в книге 1794 года, основанной на ее новой работе по окислительно-восстановительным экспериментам. Первая химическая реакция в органической химии с использованием катализатора была изучена в 1811 году Готтлибом Кирхгофом, который открыл кислотно-катализируемое превращение крахмала в глюкозу. Термин «катализ» позже был использован Йенсом Якобом Берцелиусом в 1835 году для описания реакций, которые ускоряются веществами, которые остаются неизменными после реакции. Фульхэм, которая предшествовала Берцелиусу, в своих экспериментах по восстановлению действительно работала с водой, а не с металлами. Другими химиками 18 века, работавшими в области катализа, были Эйльхард Мичерлих, который называл его контактными процессами, и Иоганн Вольфганг Дёберейнер, который говорил о контактном действии. Он разработал лампу Дёберейнера, зажигалку на основе водорода и платиновую губку, которая имела коммерческий успех в 1820-х годах, живущих на Cегодня. Хамфри Дэви открыл использование платины в катализе. В 1880-х годах Вильгельм Оствальд из Лейпцигского университета начал систематическое исследование реакций, катализируемых присутствием кислот и оснований, и обнаружил, что протекают химические реакции. с конечными скоростями, и что эти скорости можно использовать для определения силы кислот и оснований. За эту работу Оствальду была присуждена Нобелевская премия по химии 1909 . Владимир Ипатьев провел некоторые из первых реакций промышленного масштаба, включая открытие и коммерциализацию олигомеризации и разработку катализаторов для гидрирование.

↑ тЕПЛЕМРЮРХБМШИ ЙЮРЮКХГ

тЕПЛЕМРЮРХБМШИ ЙЮРЮКХГ (АХНЙЮРЮКХГ) – ЩРН СЯЙНПЕМХЕ АХНУХЛХВЕЯЙХУ ПЕЮЙЖХИ ОНД ДЕИЯРБХЕЛ АЕКЙНБШУ ЛЮЙПНЛНКЕЙСК, МЮГШБЮЕЛШУ ТЕПЛЕМРЮЛХ ХКХ ЩМГХЛЮЛХ. бЮФМЕИЬХЕ НЯНАЕММНЯРХ ТЕПЛЕМРЮРХБМНЦН ЙЮРЮКХГЮ – ЩТТЕЙРХБМНЯРЭ Х ЯОЕЖХТХВМНЯРЭ. тЕПЛЕМРШ СБЕКХВХБЮЧР ЯЙНПНЯРЭ УХЛХВЕЯЙНЦН ОПЕБПЮЫЕМХЪ ЯСАЯРПЮРЮ ОН ЯПЮБМЕМХЧ Я МЕТЕПЛЕМРЮРХБМНИ ПЕЮЙЖХЕИ Б 109 — 1012 ПЮГ. яРНКЭ БШЯНЙЮЪ ЩТТЕЙРХБМНЯРЭ НАСЯКНБКЕМЮ НЯНАЕММНЯРЪЛХ ЯРПНЕМХЪ ЮЙРХБМНЦН ЖЕМРПЮ. оПХМЪРН ЯВХРЮРЭ, ВРН ЮЙРХБМШИ ЖЕМРП ЙНЛОКЕЛЕМРЮПЕМ (ОПНЯРПЮМЯРБЕММНЕ ЯННРБЕРЯРБСЕР) ОЕПЕУНДМНЛС ЯНЯРНЪМХЧ ЯСАЯРПЮРЮ ОПХ ОПЕБПЮЫЕМХХ ЕЦН Б ОПНДСЙР. аКЮЦНДЮПЪ ЩРНЛС ЯРЮАХКХГХПСЕРЯЪ ОЕПЕУНДМНЕ ЯНЯРНЪМХЕ Х ОНМХФЮЕРЯЪ ЩМЕПЦХЪ ЮЙРХБЮЖХХ. лМНЦХЕ ТЕПЛЕМРШ НАКЮДЮЧР БШЯНЙНИ ЯСАЯРПЮРМНИ ЯОЕЖХТХВМНЯРЭЧ, Р.Е. ЯОНЯНАМНЯРЭЧ ЙЮРЮКХГХПНБЮРЭ ОПЕБПЮЫЕМХЕ РНКЭЙН НДМНЦН ХКХ МЕЯЙНКЭЙХУ АКХГЙХУ ОН ЯРПСЙРСПЕ БЕЫЕЯРБ. яОЕЖХТХВМНЯРЭ НАСЯКЮБКХБЮЕРЯЪ ЯРПНЕМХЕЛ ЯБЪГШБЮЧЫЕЦН ЯСАЯРПЮР СВЮЯРЙЮ ЮЙРХБМНЦН ЖЕМРПЮ.

тЕПЛЕМРЮРХБМШИ ЙЮРЮКХГ – НЯМНБЮ ЛМНЦХУ ЯНБПЕЛЕММШУ РЕУМНКНЦХИ, Б ВЮЯРМНЯРХ  ЙПСОМНЛЮЯЬРЮАМШУ ОПНЖЕЯЯНБ ОНКСВЕМХЪ ЦКЧЙНГШ Х ТПСЙРНГШ, ЮМРХАХНРХЙНБ, ЮЛХМНЙХЯКНР, БХРЮЛХМНБ, Ю РЮЙФЕ МЕЙНРНПШУ ОПНЖЕЯЯНБ РНМЙНЦН НПЦЮМХВЕЯЙНЦН ЯХМРЕГЮ. бЮФМШЛ ДНЯРНХМЯРБНЛ АХНЙЮРЮКХГЮ ЪБКЪЕРЯЪ РН, ВРН НМ, Б НРКХВХЕ НР ЛМНЦХУ ОПНЛШЬКЕММШУ ЙЮРЮКХРХВЕЯЙХУ ОПНЖЕЯЯНБ, ПЕЮКХГСЕРЯЪ ОПХ НАШВМНЛ ДЮБКЕМХХ Х Б ХМРЕПБЮКЕ РЕЛОЕПЮРСП НР ЙНЛМЮРМНИ ДН 50 Ня. щРН ОНГБНКЪЕР ОПХМЖХОХЮКЭМН ЯМХГХРЭ ГЮРПЮРШ ЩМЕПЦХХ. й ЯНФЮКЕМХЧ, ТЕПЛЕМРШ ЯОНЯНАМШ ЙЮРЮКХГХПНБЮРЭ ОПЕБПЮЫЕМХЪ РНКЭЙН РЕУ УХЛХВЕЯЙХУ ЯНЕДХМЕМХИ, ЙНРНПШЕ СВЮЯРБСЧР Б ЛЕРЮАНКХГЛЕ, ОНЩРНЛС АХНЙЮРЮКХГ МЕ ЛНФЕР ХЯОНКЭГНБЮРЭЯЪ ДКЪ ЯХМРЕГЮ ВСФДШУ ФХБНЛС НПЦЮМХГЛС БЕЫЕЯРБ, Ю РЮЙХУ АНКЭЬХМЯРБН.

Важнейшие каталитические процессы в промышленности

Каталитические технологии лежат в основе большинства современных процессов нефтепереработки, нефтехимии и химической промышленности (см. Промышленный катализ). Катализ используют для получения важнейших неорганических продуктов – водорода, аммиака, серной и азотной кислот, серы и др., большинства органических полупродуктов, необходимых для синтеза различных полимерных материалов, – олефинов, бутадиена, стирола, фенола, формальдегида, адипиновой кислоты и пр., полупродуктов анилинокрасочной промышленности, а также уксусной кислоты, ацетона, спиртов, растворителей, хладонов и многих других. Каталитические методы – крекинг, гидрокрекинг, изомеризация, алкилирование, риформинг, гидроочистка – лежат в основе всех современных процессов нефтепереработки. На применении катализа основаны все методы получения синтетических моторных топлив из угля, природного и сопутствующего нефтяного газов, биомассы. Каталитические процессы являются основой большинства природоохранных технологий, предотвращающих загрязнение атмосферного воздуха и природных вод многими токсичными и парниковыми газами техногенного происхождения, а также обеспечивающих очистку стоков органического и неорганического происхождения. Катализ широко применяют в автономной и нетрадиционной теплоэнергетике, а также в электрогенерирующих системах на основе топливных элементов.

Общие положения кислотно — основного катализа

Кислотность и основность соединений определяет их реакционную способность.

Согласно определениям Бренстеда и Лоури, кислота — это вещество, отдающее протон, а основание — вещество, которое протон присоединяет. Донорами и акцепторами протонов могут выступать как электронейтральные молекулы, так и ионы. Сопряженные пары кислот и оснований изображает реакция:

где $AH$ — кислота;

$H^+$ — протон;

$A^-$ — основание;

$K-a$- константа кислотности.

Свойство кислот отдавать протон характеризуется константой кислотности $pK_a$. в водных растворах ее значение для протонных кислот лежит в широких пределах.

Примеры кислот и сопряженных с ними оснований: $N{H_4}^+$, $NH_3$; $H_2O$, $OH^-$; $HSO_4^-$, $S{O_4}^{2-}.$

По определению Льюиса кислотой является любое соединение, способное присоединить электронную пару, а основанием — соединение, способное электронную пару отдать. Тогда все электронодефицитные соединения будут являться кислотами $(AlCl_3$, $BF_3$, $S_nCl_4)$ или основаниями (фосфины, амины, сульфиды, карбанионы).

Кислотно — основный катализ вызван протолитической реакцией между кислотой и основанием и катализатором. Основная его особенность — переход протонов от катализатора к реагенту и обратно.

Так, при кислотном катализе протон переходит от катализатора к молекуле реагирующего вещества. При основном катализе первоначально катализатор служит акцептором протона или донором аниона по отношению к молекуле реагента.

С ростом константы диссоциации кислот и оснований активность катализаторов в кислотно — основном взаимодействии возрастает.

По типу кислотно — основного катализа протекают реакции

• гидратации;
• дегидратации;
• этерификации;
• гидролиза;
• поликонденсации и др.

↑йКЮЯЯХТХЙЮЖХЪ ЙЮРЮКХГЮРНПНБ

уХЛХЙХ-РЕУМНКНЦХ ОНДПЮГДЕКЪЧР ЙЮРЮКХГЮРНПШ МЮ ДБЮ РХОЮ – ЦЕРЕПНЦЕММШЕ Х ЦНЛНЦЕММШЕ. й ЦНЛНЦЕММНЛС ЙЮРЮКХГС НРМНЯЪР ОПНЖЕЯЯШ, Б ЙНРНПШУ ЙЮРЮКХГЮРНП Х ПЕЮЦХПСЧЫХЕ БЕЫЕЯРБЮ МЮУНДЪРЯЪ Б НДМНИ Х РНИ ФЕ ТЮГЕ – ФХДЙНИ ХКХ ЦЮГНБНИ – Б ЛНКЕЙСКЪПМН-ДХЯОЕПЯМНЛ ЯНЯРНЪМХХ. цЕРЕПНЦЕММШИ ЙЮРЮКХГ ПЕЮКХГСЕРЯЪ Б РЕУ ЯКСВЮЪУ, ЙНЦДЮ ЙЮРЮКХГЮРНП Х ПЕЮЦЕМРШ МЮУНДЪРЯЪ Б ПЮГМШУ ЮЦПЕЦЮРМШУ ЯНЯРНЪМХЪУ. вЮЫЕ БЯЕЦН ЙЮРЮКХГЮРНП РБ╦ПДШИ, Ю ПЕЮЦЕМРШ МЮУНДЪРЯЪ Б ЦЮГНБНИ ХКХ ФХДЙНИ ТЮГЕ. оПХМЖХОХЮКЭМЮЪ НЯНАЕММНЯРЭ ЦЕРЕПНЦЕММНЦН ЙЮРЮКХГЮ ЯНЯРНХР Б РНЛ, ВРН ПЕЮЙЖХЪ ОПНХЯУНДХР МЮ ОНБЕПУМНЯРХ РБ╦ПДНЦН ЙЮРЮКХГЮРНПЮ. бЮФМН НРЛЕРХРЭ, ВРН Б ОПНЛШЬКЕММНЯРХ ОПЕДОНВРХРЕКЭМШ ЦЕРЕПНЦЕММШЕ ЙЮРЮКХГЮРНПШ, РЮЙ ЙЮЙ НМХ ОНГБНКЪР ОПНБНДХРЭ УХЛХВЕЯЙХИ ОПНЖЕЯЯ Б МЕОПЕПШБМНЛ ПЕФХЛЕ, ОПНОСЯЙЮЪ ПЕЮЦЕМРШ ВЕПЕГ ПЕЮЙРНП, МЮОНКМЕММШИ РБ╦ПДШЛ ЙЮРЮКХГЮРНПНЛ. хЯОНКЭГНБЮМХЕ ЦНЛНЦЕММШУ ЙЮРЮКХГЮРНПНБ (НАШВМН  ЩРН ПЮЯРБНПШ ЙЮРЮКХРХВЕЯЙХ ЮЙРХБМШУ ЯНЕДХМЕМХИ) БШМСФДЮЕР РЕУМНКНЦНБ ОПНБНДХРЭ УХЛХВЕЯЙХИ ОПНЖЕЯЯ Б ОЕПХНДХВЕЯЙНЛ ПЕФХЛЕ, БЙКЧВЮЧЫЕЛ ДНОНКМХРЕКЭМСЧ ЯРЮДХЧ НРДЕКЕМХЪ ОПНДСЙРНБ ПЕЮЙЖХХ НР ЙЮРЮКХГЮРНПЮ, ВРН МЕ РПЕАСЕРЯЪ Б ЯКСВЮЕ ОПХЛЕМЕМХЪ ЦЕРЕПНЦЕММШУ ЙЮРЮКХГЮРНПНБ.

уХЛХЙХ-ХЯЯКЕДНБЮРЕКХ ЙКЮЯЯХТХЖХПСЧР ЙЮРЮКХГЮРНПШ ОН ХУ УХЛХВЕЯЙНИ ОПХПНДЕ:

ЛЕРЮККШ, НЙЯХДШ, ЙХЯКНРШ Х НЯМНБЮМХЪ, ЙННПДХМЮЖХНММШЕ ЯНЕДХМЕМХЪ ОЕПЕУНДМШУ ЛЕРЮККНБ (ЛЕРЮККНЙНЛОКЕЙЯМШЕ ЙЮРЮКХГЮРНПШ), ТЕПЛЕМРШ. йХЯКНРМН-НЯМНБМШЕ, ЛЕРЮККНЙНЛОКЕЙЯМШЕ Х ТЕПЛЕМРЮРХБМШЕ ЙЮРЮКХГЮРНПШ ЛНЦСР АШРЭ ЙЮЙ ЦНЛНЦЕММШЛХ, РЮЙ Х ЦЕРЕПНЦЕММШЛХ.

бЯЕ ЙЮРЮКХГЮРНПШ УЮПЮЙРЕПХГСЧРЯЪ РПЕЛЪ ЦКЮБМШЛХ ЯБНИЯРБЮЛХ – ЮЙРХБМНЯРЭЧ, ЯЕКЕЙРХБМНЯРЭЧ Х ЯРЮАХКЭМНЯРЭЧ ДЕИЯРБХЪ. 

бЯЕ РХОШ ЙЮРЮКХГЮРНПНБ ЯНДЕПФЮР РЮЙ МЮГШБЮЕЛШЕ ЮЙРХБМШЕ ЖЕМРПШ – ЮРНЛШ, ХНМШ ХКХ ЦПСООШ ЮРНЛНБ, ЙНРНПШЕ МЕОНЯПЕДЯРБЕММН БГЮХЛНДЕИЯРБСЧР Я ОПЕБПЮЫЮЧЫХЛХЯЪ ЛНКЕЙСКЮЛХ. оНМЪРХЕ НА ЮЙРХБМШУ ЖЕМРПЮУ ЙЮРЮКХГЮРНПНБ ББ╦К Б МЮСЙС ЮМЦКХИЯЙХИ СВ╦МШИ ц. рЕИКНП Б 1926 Ц. нМ СЯРЮМНБХК, ВРН РНКЭЙН 2% ОНБЕПУМНЯРХ ОКЮРХМШ НРБЕВЮЧР ГЮ ЙЮРЮКХРХВЕЯЙСЧ ЮЙРХБМНЯРЭ ЩРНЦН ЛЕРЮККЮ Б ПЕЮЙЖХЪУ НЙХЯКЕМХЪ. еЯКХ ЮЙРХБМШЕ ЖЕМРПШ АКНЙХПНБЮРЭ, ЙЮРЮКХГЮРНП РЕПЪЕР ЮЙРХБМНЯРЭ. рПЕЛЪ ЦНДЮЛХ ОНГДМЕЕ ю.ю. аЮКЮМДХМ БОЕПБШЕ ОПЕДКНФХК РЕНПХЧ ЯРПНЕМХЪ ЮЙРХБМШУ ЖЕМРПНБ ЦЕРЕПНЦЕММШУ ЙЮРЮКХГЮРНПНБ, ЙНРНПЮЪ ОНГБНКХКЮ ЕЛС ОПЕДЯЙЮГЮРЭ МЕЯЙНКЭЙН МЕХГБЕЯРМШУ ПЮМЕЕ ЙЮРЮКХГЮРНПНБ ОПНЛШЬКЕММН БЮФМШУ ОПНЖЕЯЯНБ.

б 50-Е ЦНДШ уу ЯРНКЕРХЪ ю.ю.аЮКЮМДХМ БШЯЙЮГЮК ЛШЯКЭ Н РНЛ, ВРН ЯНГДЮМХЕ РЕНПХХ ЙЮРЮКХГЮ – ЯХЯРЕЛШ МЮСВМШУ ОПЕДЯРЮБКЕМХИ, ОНГБНКЪЧЫХУ ОПЕДЯЙЮГШБЮРЭ ЮЙРХБМШЕ Х ЯЕКЕЙРХБМШЕ ЙЮРЮКХГЮРНПШ ОПНЛШЬКЕММШУ УХЛХВЕЯЙХУ ОПНЖЕЯЯНБ – ОПХБЕД╦Р Й ОЕПЕБНПНРС Б ЛЮРЕПХЮКЭМНИ ЙСКЭРСПЕ ВЕКНБЕВЕЯРБЮ. дЕИЯРБХРЕКЭМН, ПЮГПЮАНРЙЮ РЮЙНИ РЕНПХХ ОНГБНКХКЮ АШ ОПНХГБНДХРЭ МЕНАУНДХЛШЕ ДКЪ ВЕКНБЕЙЮ ЯКНФМШЕ УХЛХВЕЯЙХЕ ЯНЕДХМЕМХЪ ХГ ДЕЬ╦БНЦН Х ЬХПНЙН ПЮЯОПНЯРПЮМ╦ММНЦН ЯШПЭЪ (ОПХПНДМШИ ЦЮГ, БНДЮ, БНГДСУ, СЦКЕЙХЯКШИ ЦЮГ, ЙЮЛЕММШИ СЦНКЭ) Я ЛХМХЛЮКЭМШЛХ ГЮРПЮРЮЛХ ЩМЕПЦХХ Х Б НДМС ЯРЮДХЧ. рНЦДЮ ЯРНХЛНЯРЭ ОПНДСЙЖХХ ОПЕДОПХЪРХИ, ХЯОНКЭГСЧЫХУ УХЛХВЕЯЙХЕ ОПНЖЕЯЯШ, Ю ЩРН УХЛХВЕЯЙХЕ, МЕТРЕУХЛХВЕЯЙХЕ, ТЮПЛЮЖЕБРХВЕЯЙХЕ, ОХЫЕБШЕ ОПНХГБНДЯРБЮ, ДНКФМЮ АШКЮ АШ ПЕГЙН ОНМХГХРЭЯЪ.

й ЯНФЮКЕМХЧ, ЯНГДЮМХЕ СМХБЕПЯЮКЭМНИ НАЫЕИ РЕНПХХ ЙЮРЮКХГЮ, ЙЮЙ ЯРЮКН ЪЯМН ЕЫ╦ РПХ-ВЕРШПЕ ДЕЯЪРХКЕРХЪ РНЛС МЮГЮД, МЕБНГЛНФМН. йЮРЮКХГ – ЯКХЬЙНЛ ЯКНФМНЕ Х ЛМНЦНЮЯОЕЙРМНЕ ЪБКЕМХЕ, ЙЮРЮКХРХВЕЯЙЮЪ ЮЙРХБМНЯРЭ ГЮБХЯХР НР НВЕМЭ АНКЭЬНЦН ВХЯКЮ ТЮЙРНПНБ, БЙКЮД ЙНРНПШУ ЛЕМЪЕРЯЪ Б ГЮБХЯХЛНЯРХ НР СЯКНБХИ ОПНРЕЙЮМХЪ ОПНЖЕЯЯЮ. ьХПНЙЮЪ ПЮЯОПНЯРПЮМ╦ММНЯРЭ ЙЮРЮКХРХВЕЯЙХУ ПЕЮЙЖХИ – Ю ЛМНЦХЕ ЯОЕЖХЮКХЯРШ ОНКЮЦЮЧР, ВРН МЕЙЮРЮКХРХВЕЯЙХУ УХЛХВЕЯЙХУ ПЕЮЙЖХИ ОНОПНЯРС МЕР – ЯРЮБХР ОНД ЯНЛМЕМХЕ БНГЛНФМНЯРЭ ЯНГДЮМХЪ СМХБЕПЯЮКЭМНИ РЕНПХХ ЙЮРЮКХРХВЕЯЙНЦН ДЕИЯРБХЪ. рЕЛ МЕ ЛЕМЕЕ, ЙЮРЮКХРХВЕЯЙХЕ ПЕЮЙЖХХ АЕГСЯКНБМН ОНДВХМЪЧРЯЪ НАЫХЛ ГЮЙНМЮЛ ТХГХВЕЯЙНИ УХЛХХ.

Классификация каталитических процессов

В за­ви­си­мо­сти от про­стран­ст­вен­ной ор­га­ни­за­ции ка­та­ли­тич. сис­те­мы раз­ли­ча­ют: ге­те­ро­ген­ный ка­та­лиз – ка­та­ли­за­то­ры об­ра­зу­ют са­мо­сто­ят. фа­зу (обыч­но твёр­дую), от­де­лён­ную от ре­ак­ци­он­ной сре­ды по­верх­но­стью раз­де­ла; го­мо­ген­ный ка­та­лиз – ка­та­ли­за­тор и реа­ги­рую­щие ве­ще­ст­ва на­хо­дят­ся в од­ной и той же фа­зе (обыч­но жид­кой, ре­же га­зо­об­раз­ной), при­чём ка­та­ли­за­тор рас­пре­де­лён по объ­ё­му в атом­но- или мо­ле­ку­ляр­но-дис­перс­ном со­стоя­нии; мик­ро­ге­те­ро­ген­ный ка­та­лиз – ка­та­ли­за­то­ры яв­ля­ют­ся по­ли­мер­ны­ми или кол­ло­ид­ны­ми час­ти­ца­ми (напр., ми­цел­ляр­ный ка­та­лиз); ча­ст­ный слу­чай мик­ро­ге­те­ро­ген­но­го К. – фер­мен­та­тив­ный ка­та­лиз, в ко­то­ром ка­та­ли­за­то­ра­ми яв­ля­ют­ся ор­га­ни­че­ские, гл. обр. бел­ко­вые, мо­ле­ку­лы био­ло­гич. про­ис­хо­ж­де­ния – фер­мен­ты; меж­фаз­ный ка­та­лиз – ка­та­ли­за­тор на­хо­дит­ся на гра­ни­це раз­де­ла двух фаз (обыч­но жид­ких), ха­рак­те­ри­зую­щих­ся силь­но раз­ли­чаю­щей­ся рас­тво­ряю­щей спо­соб­но­стью по от­но­ше­нию к ис­ход­ным реа­ген­там и ко­неч­ным про­дук­там ка­та­ли­тич. пре­вра­ще­ния, что обес­пе­чи­ва­ет про­стран­ст­вен­ное ра­зоб­ще­ние ис­ход­ных реа­ген­тов и ко­неч­ных про­дук­тов ре­ак­ции; мем­бран­ный ка­та­лиз – ка­та­ли­ти­че­ски ак­тив­ное ве­ще­ст­во за­кре­п­ле­но на мем­бра­не, раз­де­ляю­щей ре­ак­ци­он­ную сис­те­му на час­ти с раз­ным фа­зо­вым и/или хи­мич. со­ста­вом; ге­те­ро­ген­но-го­мо­ген­ный ка­та­лиз – про­цес­сы ини­ции­ру­ют­ся на по­верх­но­сти твёр­до­го ка­та­ли­за­то­ра и да­лее про­дол­жа­ют­ся в га­зо­вой или жид­кой фа­зе за счёт пе­ре­ме­ще­ния с по­верх­но­сти ак­тив­ных про­ме­жу­точ­ных час­тиц.

По ме­ха­низ­му дей­ст­вия ка­та­ли­за­то­ра раз­ли­ча­ют: ки­слот­но-ос­нов­ный ка­та­лиз – ре­ак­ции осу­ще­ст­в­ля­ют­ся за счёт ки­слот­но-оснóвного взаи­мо­дей­ст­вия ка­та­ли­за­то­ра и реа­ген­тов, свя­зан­но­го ча­ще все­го с пе­ре­но­сом про­то­на или гид­ро­ксид-ио­на (напр., ка­та­ли­тич. кре­кинг, гид­ра­та­ция, де­гид­ра­та­ция, гид­ро­лиз, изо­ме­ри­за­ция); окис­ли­тель­но-вос­ста­но­вит. ка­та­лиз – про­цес­сы свя­за­ны с пе­ре­но­сом элек­тро­нов (напр., окис­ле­ние, вос­ста­нов­ле­ние, гид­ри­ро­ва­ние, де­гид­ри­ро­ва­ние, по­ли­кон­ден­са­ция, раз­ло­же­ние со­еди­не­ний ти­па пе­рок­си­да во­до­ро­да, гид­ра­зи­на, ок­си­дов азо­та); ме­тал­ло­ком­плекс­ный ка­та­лиз – ка­та­ли­за­то­ра­ми яв­ля­ют­ся ме­тал­ло­ком­плекс­ные (ко­ор­ди­на­ци­он­ные) со­еди­не­ния, об­ра­зую­щие про­ме­жу­точ­ные ком­плек­сы с мо­ле­ку­ла­ми реа­ген­тов, и др. ви­ды ка­та­ли­за.

Осо­бое ме­сто за­ни­ма­ют про­цес­сы К., вы­зы­вае­мые силь­ным фи­зич. воз­дей­ст­ви­ем, в т. ч. фо­то­ка­та­лиз и ра­диа­ци­он­ный К. – в про­ме­жу­точ­ное хи­мич. взаи­мо­дей­ст­вие всту­па­ет ка­та­ли­за­тор по­сле по­гло­ще­ния им со­от­вет­ст­вен­но кван­та све­та или час­ти­цы ио­ни­зи­рую­ще­го из­лу­че­ния, элек­тро­ка­та­лиз – про­цесс осу­ще­ст­в­ля­ет­ся с уча­сти­ем ин­тер­ме­диа­тов, воз­ни­каю­щих при элек­тро­хи­мич. пре­вра­ще­ни­ях.

Использование катализаторов

Одно из наиболее значимых событий для использования катализаторов на практике является начало получения маргарина посредством каталитического гидрирования растительных масел. Это организовали впервые в начале двадцатого века, а потом были разработаны методы получения новых органических материалов. Эфиры, нитрилы, олефины, кислоты – это составные компоненты для производства пластмасс.

Нефтепереработка – это очередная волна, при которой промышленные катализаторы стали использоваться весьма активно.

В последние годы очень распространены стали катализаторы, используемые в области охраны окружающей среды. Наиболее известным приспособлением, помогающим сберечь экологию, стали автомобильные катализаторы, которые очищают выхлопные газы.

Постоянно расширяется сфера применения нейтрализаторов, а реакция катализа позволяет заметно улучшить технологии, которые ранее были разработаны.

Кислотный катализ

Для катализаторов в большинстве случаев активность зависит от кислотных свойств основного компонента. Кислотные промышленные блоки чаще всего необходимы для нефтепереработки, для выпуска ароматических углеводородов, парафинов. Новейшее применение – получение этилированного топлива и бензинов с высоким октановым числом.

На данный момент отсутствует единая система классификации катализаторов в промышленности. Все проходит опытным путем. Принято классифицировать катализаторы на базе следующих параметров:   

• Тип каталитической реакции;
• Природа вещества, служащего в качестве активного;
• Группа процесса катализа.

Комплексным вариантом считается последний, так как он больше всего ориентирован на передовые отрасли промышленности – химическую, нефтехимическую и нефтеперерабатывающую. 

Некоторые примеры реакций и процессов

Каталитический нейтрализатор под автомобилем.

Большое количество химических процессов имеет по крайней мере одну каталитическую стадию, будь то производство синтетических волокон, лекарств или пищевых добавок, не говоря уже обо всех биологических реакциях, катализируемых ферментами. Более того, способствуя реакциям с низким уровнем загрязнения, катализ является одним из столпов зеленой химии . В оставшейся части этого раздела приведены примеры каталитических реакций в соответствии с областями применения.

Катализирует в повседневной жизни

Пекарские дрожжи для приготовления пищи.

• Индивидуальное отопление газом путем катализа не опасно, так как практически не выделяет CO.
• Каталитический нейтрализатор, несомненно, является лучшим известным примером катализа.
• Использование пекарских дрожжей для выпечки хлеба.

Катализ в крупных промышленных процессах

Реактор синтеза аммиака, построенный в 1921 году компанией BASF и установленный у входа в Университет Карлсруэ в Германии в 2009 году.

В соответствии с.

В промышленных процессах, которые используют катализаторы экономят химикаты (более высокие урожаи, синтез в меньшем количестве шагов), время (и, следовательно, деньги) и энергию в процессах с участием при более низких температурах. Вот некоторые примеры основных производственных процессов:

• синтез аммиака NH ₃ из его элементов H ₂ и N ₂, катализируемый железом ( процесс Габера );
• синтез серной кислоты контактным способом (окисление SO ₂ до SO _3, катализируемое V ₂ O ₅ );
• риформинг в нефтехимии (преобразование платиной и оксидом алюминия нафтеновых молекул в ароматические молекулы );
• крекинг в нефтехимии для преобразования тяжелых фракций в мелкие молекулы благодаря цеолитам .

Эксперименты, используемые для обучения катализу

• Эксперимент с беспламенной лампой (окисление этанола воздухом в присутствии меди).
• Различное разложение перекиси водорода ионами железа, платины, диоксида марганца, крови, ломтика редиса и  т. Д.
• Реакции в органической химии ( этерификация, гидролиз и др.), Катализируемые сильной кислотой .

Веселый катализ

• Золы может быть катализатором в процессе горения сахара . Последний, нагретый зажигалкой, не дает пламени. Покрытый пеплом, он может воспламениться и гореть синим пламенем.
• Бергер лампа устраняет неприятные запахи диффузии продукта, который катализирует активное вещество в воздухе .

Гидрирование

Каталитические реакции связаны преимущественно с тем, что активируется атом водорода с какой-то иной молекулой, что и становится причиной химических взаимодействий. Этот процесс называется гидрированием, и он становится базой для множества этапов в сфере переработки нейти, а также при получении жидкого топлива из угля. 

Гидрирование растительных пищевых масел – это еще одно полезное свойство катализаторов, активно применяемое в пищевой промышленности. Так получают кулинарный жир, маргарин, остальные пищевые продукты. В этом случае на подложку или катализатор наносится мелкодисперсный никелевый порошок.

Лабораторный опыт. Обнаружение каталазы в продовольственных продуктах

Анализируем несколько продовольственных продуктов на нахождение в них фермента каталазы (проводить этот опыт в групповой форме – лучшее решение). В каждую из шести пробирок добавьте 3–4 мл раствора пероксида водорода и положите туда же по кусочку:

• сырого и вареного картофеля;
• сыра;
• дрожжей;
• сырой и вареной печени.

В некоторых пробирках вы увидели то, как из них выходит кислород, а в некоторых – нет. Объясните причину этого явления. Капнув в пробирку с перекисью водорода немного только что выжатого сока моркови или картофеля, мы увидим вполне ожидаемое кипение, так как выделится кислород. Что за вид катализа вы анализировали в течение данного опыта?

Катализаторы не только помогают людям, делая намного более демократичными расходы на различные процессы на производстве, но и являются своеобразными охранниками окружающей среды. На сегодняшний момент легковые машины носят в себе каталитическое устройство, которое, в свою очередь, имеет керамические носители катализатора (платины и родия). Преодолевая их, вредоносные вещества (оксиды углерода, азота, оставшийся несожженным бензин) перерабатываются в углекислый газ, азот и воду.

В случае химических реакций нужны не только «ускорители», но и вещества, которые могут замедлить скорость протекания реакции. Ингибиторы – это те вещества, которые противоположны катализаторам. Они-то как раз и помогают реакциям замедлиться, а известнейшие из них – ингибиторы коррозии металлов.

Гомогенный катализ

Гомогенные катализаторы функционируют в той же фазе, что и реагенты. Обычно гомогенные катализаторы растворяют в растворителе вместе с субстратами. Один пример гомогенного катализа включает влияние H на этерификацию карбоновых кислот, такое как образование метилацетата из уксусной кислоты и метанол. Процессы с большим объемом, требующие гомогенного катализатора, включают гидроформилирование, гидросилилирование, гидроцианирование. Для химиков-неоргаников гомогенный катализ часто является синонимом металлоорганических катализаторов. Однако многие гомогенные катализаторы не являются металлоорганическими, о чем свидетельствует использование солей кобальта, которые катализируют окисление п-ксилола до терефталевой кислоты.

Органокатализ

Тогда как переходные металлы иногда привлекают Большое внимание при изучении катализа уделяется малым органическим молекулам без металлов, которые также могут проявлять каталитические свойства, что очевидно из того факта, что многие ферменты не содержат переходных металлов. Обычно для органических катализаторов требуется более высокая загрузка (количество катализатора на единицу количества реагента, выраженное в моль% количество вещества ), чем для катализаторов на основе (-ионов) переходных металлов, но эти катализаторы обычно коммерчески доступны в больших объемах, что помогает снизить затраты

В начале 2000-х эти органокатализаторы считались «новым поколением» и конкурентоспособны по сравнению с традиционными металл (-ион) -содержащими катализаторами. Предполагается, что органокатализаторы действуют аналогично безметалловым ферментам, используя, например, нековалентные взаимодействия, такие как водородная связь. Дисциплинарный органокатализ делится на применение ковалентных (например, пролин, DMAP ) и нековалентных (например, органокатализ тиомочевины ) органокатализаторов, относящихся к предпочтительным катализатор — субстрат связывание и взаимодействие соответственно.

Фотокатализаторы

Фотокатализ — это явление, при котором катализатор может получать свет (например, видимый свет), переводиться в возбужденное состояние, а затем подвергаться межсистемному пересечению с исходный материал, возвращающийся в основное состояние без потребления. Возбужденное состояние исходного материала будет затем подвергаться реакциям, которые обычно не могли бы произойти при прямом освещении. Например, синглетный кислород обычно получают путем фотокатализа. Фотокатализаторы также являются основным ингредиентом сенсибилизированных красителями солнечных элементов.

Ферменты и биокатализаторы

В биологии ферменты являются катализаторами на основе белков в метаболизме и катаболизм. Большинство биокатализаторов являются ферментами, но другие классы биомолекул, не основанные на белках, также проявляют каталитические свойства, включая рибозимы и синтетические дезоксирибозимы.

. Биокатализаторы можно рассматривать как промежуточные между гомогенными и гетерогенными катализаторами. хотя, строго говоря, растворимые ферменты являются гомогенными катализаторами, а мембранные -связанные ферменты являются гетерогенными. На активность ферментов (и других катализаторов) влияют несколько факторов, включая температуру, pH, концентрацию фермента, субстрат и продукты. Особенно важным реагентом в ферментативных реакциях является вода, которая является продуктом многих реакций образования связей и реагентом во многих процессах разрыва связи.

В биокатализе ферменты используются для получения многих товарных химикатов, включая кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы и акриламид.

Некоторые моноклональные антитела, чья цель связывания представляет собой стабильную молекулу, которая напоминает переходное состояние химической реакции, может действовать как слабый катализатор этой химической реакции за счет снижения ее энергии активации. Такие каталитические антитела иногда называют «абзимами ».

↑йЮРЮКХРХВЕЯЙЮЪ УХЛХЪ ДКЪ НУПЮМШ НЙПСФЮЧЫЕИ ЯПЕДШ

нДМХЛ ХГ МЮХАНКЕЕ БЮФМШУ ЙНЛОНМЕМРНБ ЦКНАЮКЭМНЦН ЩЙНКНЦХВЕЯЙНЦН ЙПХГХЯЮ ЪБКЪЕРЯЪ ГЮЦПЪГМЕМХЕ ЮРЛНЯТЕПШ, ОНБЕПУМНЯРМШУ БНД Х ОНВБШ. уХЛХВЕЯЙЮЪ Х МЕТРЕУХЛХВЕЯЙЮЪ ОПНЛШЬКЕММНЯРЭ БМНЯЪР ЯСЫЕЯРБЕММШИ, УНРЪ Х МЕ ЦКЮБМШИ БЙКЮД Б ЩРН ГЮЦПЪГМЕМХЕ.

оЕПБЮЪ ОПХВХМЮ БНГМХЙМНБЕМХЪ НРУНДНБ Б УХЛХВЕЯЙНИ Х ЯЛЕФМШУ НРПЮЯКЪУ ОПНЛШЬКЕММНЯРХ ЯНЯРНХР Б РНЛ, ВРН БН ЛМНЦХУ ЯКСВЮЪУ ЯШПЭ╦ ХЛЕЕР ЯКНФМШИ ЯНЯРЮБ Х МЕ БЯЕ ЕЦН ЙНЛОНМЕМРШ ЛНФМН ХЯОНКЭГНБЮРЭ; НВЕМЭ ВЮЯРН ОНКСВЕМХЕ ЖЕКЕБНЦН ОПНДСЙРЮ ЯНОПНБНФДЮЕРЯЪ НАПЮГНБЮМХЕЛ НРУНДНБ, ЙНРНПШЕ МЕ СДЮ╦РЯЪ ЙБЮКХТХЖХПНБЮММН ОПХЛЕМХРЭ. мЮХАНКЕЕ ЪПЙХЛ ОПХЛЕПНЛ РЮЙНЦН ОНКНФЕМХЪ ДЕК ЪБКЪЕРЯЪ ПЮАНРЮ ЖЕККЧКНГМН-АСЛЮФМШУ ЙНЛАХМЮРНБ. дПЕБЕЯХМЮ, ХДСЫЮЪ МЮ ОПНХГБНДЯРБН АСЛЮЦХ ЯНЯРНХР ХГ ДБСУ НЯМНБМШУ ЙНЛОНМЕМРНБ – ЖЕККЧКНГШ Х КХЦМХМЮ, ЯНДЕПФЮМХЕ ЙНРНПШУ Б ЯШПЭЕ ОПХЛЕПМН НДХМЮЙНБН. еЯКХ ЖЕККЧКНГЮ ОНКМНЯРЭЧ ХД╦Р Б ДЕКН, РН КХЦМХМ ОНВРХ МЕ МЮУНДХР ОПХЛЕМЕМХЪ, ВРН ОПХБНДХР Й НАПЮГНБЮМХЧ ЛМНЦНВХЯКЕММШУ НРБЮКНБ.

оПХПНДМШИ ЦЮГ, ДНАШБЮЕЛШИ МЮ ЛМНЦХУ НРЕВЕЯРБЕММШУ ЛЕЯРНПНФДЕМХЪУ, ЯНДЕПФХР ЯЕПНБНДНПНД Х ЯЕПЮНПЦЮМХВЕЯЙХЕ ЯНЕДХМЕМХЪ. вРНАШ ОПХПНДМШИ ЦЮГ ЛНФМН АШКН ХЯОНКЭГНБЮРЭ ЙЮЙ РНОКХБН ХКХ ЙЮЙ УХЛХВЕЯЙНЕ ЯШПЭ╦, НМ НАЪГЮРЕКЭМН ДНКФЕМ АШРЭ НВХЫЕМ НР ЯНЕДХМЕМХИ ЯЕПШ. б ПЕГСКЭРЮРЕ ЯЙЮОКХБЮЧРЯЪ «ГЮКЕФХ» ЩКЕЛЕМРМНИ ЯЕПШ, НАЗ╦Л ЙНРНПШУ ЯНЯРЮБКЪЕР ЛХККХНМШ РНММ.

бРНПЮЪ ОПХВХМЮ ГЮЙКЧВЮЕРЯЪ Б РНЛ, ВРН ОПЮЙРХВЕЯЙХ МЕР УХЛХВЕЯЙХУ ОПНЖЕЯЯНБ, ЙНРНПШЕ АШ ОПНХЯУНДХКХ ЯН 100%-И ЯЕКЕЙРХБМНЯРЭЧ. оПХ ЯЕКЕЙРХБМНЯРХ 95% – Ю  ЩРН НВЕМЭ БШЯНЙНЕ ГМЮВЕМХЕ – 5% ЯШПЭЪ ОПЕБПЮЫЮЧРЯЪ Б МЕМСФМШИ, ГЮВЮЯРСЧ ЩЙНКНЦХВЕЯЙХ НОЮЯМШИ ОПНДСЙР. еЦН МЕЛМНЦН, ЕЯКХ ОПНХГБНДХРЕКЭМНЯРЭ ОПНЖЕЯЯЮ ЯНЯРЮБКЪЕР ДЕЯЪРЙХ РНММ Б ЦНД, Ю ЕЯКХ ЛХККХНМШ?

хГ ЯЙЮГЮММНЦН ОНМЪРМН, ВРН ЦКЮБМЮЪ ГЮДЮВЮ ЙЮРЮКХРХВЕЯЙНИ УХЛХХ ОПХЛЕМХРЕКЭМН Й ЩЙНКНЦХВЕЯЙХЛ ОПНАКЕЛЮЛ, – ПЮГПЮАНРЙЮ ЙЮРЮКХГЮРНПНБ, НАКЮДЮЧЫХУ ЛЮЙЯХЛЮКЭМН БШЯНЙНИ ЯЕКЕЙРХБМНЯРЭЧ. оНОШРЙЮЛХ ПЕЬХРЭ ЩРС ГЮДЮВС ГЮМЪРШ Б ЛХПЕ ЯНРМХ КЮАНПЮРНПХИ.

цКЮБМШЛ БХМНБМХЙНЛ ГЮЦПЪГМЕМХЪ ЮРЛНЯТЕПШ ЙПСОМШУ ЦНПНДНБ (ДН 80% НР НАЫЕИ БЕКХВХМШ) ЪБКЪЕРЯЪ ЮБРНЛНАХКЭМШИ РПЮМЯОНПР, БШУКНОМШЕ ЦЮГШ ЙНРНПНЦН ЯНДЕПФЮР ЛНМННЙЯХД СЦКЕПНДЮ, НЙЯХДШ ЮГНРЮ, МЕЯЦНПЕБЬЕЕ РНОКХБН, ЯЮФС. б ОНЯКЕДМЕЕ ДЕЯЪРХКЕРХЕ ОНКСВХКХ ЬХПНЙНЕ ПЮЯОПНЯРПЮМЕМХЕ МЕИРПЮКХГЮРНПШ БШУКНОМШУ ЦЮГНБ, ДЕИЯРБХЕ ЙНРНПШУ НЯМНБЮМН МЮ ЙЮРЮКХРХВЕЯЙНЛ ОПЕБПЮЫЕМХХ ян Б ян₂, Ю НЙЯХДНБ ЮГНРЮ – Б ЯБНАНДМШИ ЮГНР. щРХ СЯРПНИЯРБЮ ОПЕДЯРЮБКЪЧР ЯНАНИ РПСАС, БМСРПХ ЙНРНПНИ МЮУНДХРЯЪ ЙЮРЮКХГЮРНП –

БШЯНЙНДХЯОЕПЯМШИ АКЮЦНПНДМШИ ЛЕРЮКК (ОКЮРХМЮ, ОЮККЮДХИ, ПНДХИ), МЮМЕЯ╦ММШИ МЮ АКНВМСЧ ЙЕПЮЛХВЕЯЙСЧ ХКХ ЮКЧЛХМХЕБСЧ ОНДКНФЙС. рЮЙХЕ ЙЮРЮКХРХВЕЯЙХЕ МЕИРПЮКХГЮРНПШ ДНБНКЭМН ДНПНЦХ, МН Я ХУ ОНЛНЫЭЧ ОПХ ОНБЯЕЛЕЯРМНЛ ОПХЛЕМЕМХХ СФЕ СДЮКНЯЭ ЯСЫЕЯРБЕММН ОНБШЯХРЭ ЙЮВЕЯРБН ЮРЛНЯТЕПМНЦН БНГДСУЮ БН ЛМНЦХУ ЕБПНОЕИЯЙХУ ЦНПНДЮУ.

еЫ╦ НДМН НВЕМЭ БЮФМНЕ МЮОПЮБКЕМХЕ ЩЙНКНЦХВЕЯЙНЦН ЙЮРЮКХГЮ – ПЮГПЮАНРЙЮ ЙЮРЮКХГЮРНПНБ ДКЪ РЮЙ МЮГШБЮЕЛШУ РНОКХБМШУ ЩКЕЛЕМРНБ – ЩМЕПЦЕРХВЕЯЙХУ СЯРПНИЯРБ, ОПЕБПЮЫЮЧЫХУ УХЛХВЕЯЙСЧ ЩМЕПЦХЧ РНОКХБЮ (ОПЕФДЕ БЯЕЦН БНДНПНДЮ) МЮОПЪЛСЧ Б ЩКЕЙРПХВЕЯЙХИ РНЙ. яОЕЖХЮКХЯРШ ОНКЮЦЮЧР, ВРН Б НАНГПХЛНЛ АСДСЫЕЛ РНОКХБМШЕ ЩКЕЛЕМРШ МЮИДСР ЬХПНЙНЕ ОПХЛЕМЕМХЕ МЮ ЮБРНРПЮМЯОНПРЕ. оПЮБДЮ, ДКЪ ЩРНЦН ЯМЮВЮКЮ ДНКФМШ АШРЭ ПЕЬЕМШ ОПНАКЕЛШ ЙПСОМНЛЮЯЬРЮАМНЦН ОНКСВЕМХЪ ДЕЬ╦БНЦН Х ВХЯРНЦН БНДНПНДЮ Х УПЮМЕМХЪ ЩРНЦН ЦЮГЮ МЮ АНПРС ЮБРНЛНАХКЪ.

Ингибиторы, яды и промоторы

Добавляемое вещество, которое действительно снижает скорость реакции, представляет собой ингибитор реакции, если он обратим, и каталитический яд если необратимо. Промоторы — это вещества, которые увеличивают каталитическую активность, хотя сами по себе они не являются катализаторами.

Ингибиторы иногда называют «отрицательными катализаторами», поскольку они снижают скорость реакции. Однако термин «ингибитор» предпочтителен, поскольку они не работают, вводя путь реакции с более высокой энергией активации; это не снизит скорость, поскольку реакция будет продолжать протекать по некаталитическому пути. Вместо этого они действуют либо путем дезактивации катализаторов, либо путем удаления промежуточных продуктов реакции, таких как свободные радикалы. В гетерогенном катализе коксование ингибирует катализатор, который покрывается полимерными побочными продуктами.

Ингибитор может изменять селективность в дополнение к скорости. Например, при восстановлении алкинов до алкенов катализатор палладий (Pd) частично «отравлен» ацетатом свинца (II) (Можно использовать Pb (CH 3CO2)2). Без дезактивации катализатора произведенный алкен будет дополнительно восстановлен до алкана.

. Ингибитор может вызвать этот эффект, например, избирательно отравляя только определенные типы активных центров. Другим механизмом является изменение геометрии поверхности. Например, в операциях гидрогенизации большие плоскости поверхности металла функционируют как центры гидрогенолиза катализа, в то время как центры, катализирующие гидрирование ненасыщенных соединений, являются Таким образом, яд, который покрывает поверхность случайным образом, будет иметь тенденцию к уменьшению количества незагрязненных больших плоскостей, но оставляет пропорционально более мелкие участки свободными, тем самым изменяя селективность гидрирования по сравнению с гидрогенолизом. Также возможны многие другие механизмы.

Промоторы могут покрывать поверхность, чтобы предотвратить образование коксового мата или даже активно удалять такой материал (например, рений на платине в платформинге ). Они могут способствовать диспергированию каталитического материала или связываться с реагентами.

↑рЕМДЕМЖХХ ПЮГБХРХЪ ЙЮРЮКХРХВЕЯЙНИ УХЛХХ

мЕЯЛНРПЪ МЮ РН, ВРН ЙЮРЮКХРХВЕЯЙЮЪ УХЛХЪ ЯТНПЛХПНБЮКЮЯЭ ЙЮЙ МЮСВМНЕ МЮОПЮБКЕМХЕ СФЕ АНКЕЕ ЯРЮ КЕР, МЕПЕЬ╦ММШУ ОПНАКЕЛ Б ЩРНИ МЮСЙЕ АНКЭЬЕ, ВЕЛ ПЕЬ╦ММШУ.

сВ╦МШЕ ОНЙЮ МЕ СЛЕЧР ОПЕДЯЙЮГШБЮРЭ ЙЮРЮКХРХВЕЯЙХЕ ЯБНИЯРБЮ УХЛХВЕЯЙХУ БЕЫЕЯРБ; РНКЭЙН Б ПЕДЙХУ ЯКСВЮЪУ ХЛ СДЮ╦РЯЪ ОНКСВЮРЭ ЙЮРЮКХГЮРНПШ, НАКЮДЮЧЫХЕ 100%-И ЯЕКЕЙРХБМНЯРЭЧ; МЕ ПЕЬЕМЮ ГЮДЮВЮ ГЮЛЕМШ Б ЯНЯРЮБЕ ЙЮРЮКХГЮРНПНБ ДНПНЦХУ АКЮЦНПНДМШУ ЛЕРЮККНБ МЮ АНКЕЕ ДЕЬ╦БШЕ ОЕПЕУНДМШЕ ЛЕРЮККШ; ЛЮКН ХГБЕЯРМН Н ДЕИЯРБХХ ЩКЕЙРПНЛЮЦМХРМШУ ХГКСВЕМХИ МЮ ОПНЖЕЯЯ ЙЮРЮКХГЮ. щРХ ГЮДЮВХ ЪБКЪЧРЯЪ ОПЕДЛЕРНЛ ХМРЕМЯХБМШУ ХЯЯКЕДНБЮМХИ ЙЮРЮКХРХЙНБ.

яПЕДХ ДПСЦХУ ЮЙРСЮКЭМШУ МЮОПЮБКЕМХИ ПЮГБХРХЪ ЙЮРЮКХРХВЕЯЙНИ УХЛХХ ЯКЕДСЕР НРЛЕРХРЭ ЛЕЛАПЮММШИ ЙЮРЮКХГ, ЙНЦДЮ ЛЕЛАПЮМЮ, ХЛЕЧЫЮЪ ОНПШ ЛНКЕЙСКЪПМНЦН ЛЮЯЬРЮАЮ, ОНЙПШРЮ Я НДМНИ ЯРНПНМШ ЙЮРЮКХГЮРНПНЛ. б ЩРНЛ ЯКСВЮЕ СДЮ╦РЯЪ ПЕГЙН ОНБШЯХРЭ ЯЕКЕЙРХБМНЯРЭ ОПНЖЕЯЯЮ, РЮЙ ЙЮЙ ОПЕБПЮЫЕМХЕ ОПЕРЕПОЕБЮЕР РНКЭЙН РН БЕЫЕЯРБН, ПЮГЛЕП ЛНКЕЙСК ЙНРНПНЦН ОНГБНКЪЕР ОПНМХЙМСРЭ ЯЙБНГЭ ЛЕЛАПЮМС. дПСЦНИ БЮПХЮМР ЛЕЛАПЮММНЦН ЙЮРЮКХГЮ ГЮЙКЧВЮЕРЯЪ Б ХЯОНКЭГНБЮМХХ Б ЙЮВЕЯРБЕ ЛЕЛАПЮМ РНМЙХУ ЯКН╦Б ОЮККЮДХЪ ХКХ ЯЕПЕАПЮ. щРХ ЛЕРЮККШ ОПХ МЮЦПЕБЮМХХ ОПНОСЯЙЮЧР БНДНПНД (Pd) ХКХ ЙХЯКНПНД (Ag). мЮ ПЮГМШУ ОНБЕПУМНЯРЪУ РЮЙХУ ЛЕЛАПЮМ ЛНФМН ОПНБНДХРЭ ЯНОПЪФ╦ММШЕ ПЕЮЙЖХХ, МЮОПХЛЕП ЦХДПХПНБЮМХЕ Х ДЕЦХДПХПНБЮМХЕ. б ПЕГСКЭРЮРЕ СДЮ╦РЯЪ ЯСЫЕЯРБЕММН ЯМХГХРЭ РЕЛОЕПЮРСПС ОПНЖЕЯЯЮ Х ОНБШЯХРЭ ЕЦН ЯЕКЕЙРХБМНЯРЭ.

б ОНЯКЕДМХЕ ЦНДШ ОНКСВХКХ ПЮЯОПНЯРПЮМЕМХЕ ХЯЯКЕДНБЮМХЪ ЙЮРЮКХРХВЕЯЙХУ ПЕЮЙЖХИ Б ЯПЕДЕ ЯБЕПУЙПХРХВЕЯЙХУ ПЮЯРБНПХРЕКЕИ, ОПЕФДЕ БЯЕЦН Б ЯПЕДЕ СЦКЕЙХЯКНЦН ЦЮГЮ, МЮУНДЪЫЕЦНЯЪ Б ЯБЕПУЙПХРХВЕЯЙНЛ ЯНЯРНЪМХХ. нФХДЮЕРЯЪ, ВРН, Я НДМНИ ЯРНПНМШ, ЩРН ЛНФЕР ОПХБЕЯРХ Й ОНБШЬЕМХЧ ЮЙРХБМНЯРХ Х ЯЕКЕЙРХБМНЯРХ ЙЮРЮКХГЮРНПНБ, Я ДПСЦНИ – Й ЯАЕПЕФЕМХЧ НЙПСФЮЧЫЕИ ЯПЕДШ, ОНЯЙНКЭЙС Б ОПНЖЕЯЯЕ МЕ ХЯОНКЭГСЧРЯЪ НПЦЮМХВЕЯЙХЕ ПЮЯРБНПХРЕКХ Х ДЮФЕ БНДЮ.

нОПЕДЕК╦ММШЕ МЮДЕФДШ ЙЮРЮКХРХЙХ БНГКЮЦЮЧР МЮ ХЯОНКЭГНБЮМХЕ Б ЙЮВЕЯРБЕ ПЮЯРБНПХРЕКЕИ РЮЙ МЮГШБЮЕЛШУ ХНММШУ ФХДЙНЯРЕИ – МЕКЕРСВХУ Х ЯХКЭМНОНКЪПМШУ ЯНЕДХМЕМХИ, ЯНДЕПФЮЫХУ ВЕРБЕПРХВМШИ ЙЮРХНМ ЮЛЛНМХЪ ХКХ ТНЯТНМХЪ Х ЙНЛОКЕЙЯМШИ ЮМХНМ. хНММШЕ ФХДЙНЯРХ, ЙЮЙ Х ЯБЕПУЙПХРХВЕЯЙХЕ ПЮЯРБНПХРЕКХ, ОНГБНКЪЧР ПЕГЙН СЛЕМЭЬХРЭ БПЕДМШЕ БШАПНЯШ.

мЮ УХЛХВЕЯЙНЛ ТЮЙСКЭРЕРЕ лцс ХЛ. л.б.кНЛНМНЯНБЮ ЙЮРЮКХРХВЕЯЙНИ УХЛХЕИ ГЮМХЛЮЧРЯЪ МЮ МЕЯЙНКЭЙХУ ЙЮТЕДПЮУ. щРН – ЙЮТЕДПШ ТХГХВЕЯЙНИ УХЛХХ, УХЛХХ МЕТРХ Х НПЦЮМХВЕЯЙНЦН ЙЮРЮКХГЮ, УХЛХВЕЯЙНИ ЙХМЕРХЙХ, УХЛХВЕЯЙНИ ЩМГХЛНКНЦХХ, УХЛХВЕЯЙНИ РЕУМНКНЦХХ Х МНБШУ ЛЮРЕПХЮКНБ. сВ╦МШЕ УХЛХВЕЯЙНЦН ТЮЙСКЭРЕРЮ ПЮГПЮАЮРШБЮЧР МНБШЕ РХОШ ЙЮРЮКХГЮРНПНБ ОПНЛШЬКЕММШУ ОПНЖЕЯЯНБ, СДЕКЪЪ ГМЮВХРЕКЭМНЕ БМХЛЮМХЕ ЛЕРЮККНЙНЛОКЕЙЯМНЛС Х ТЕПЛЕМРЮРХБМНЛС ЙЮРЮКХГС ЙЮЙ МЮХАНКЕЕ ОЕПЯОЕЙРХБМШЛ МЮОПЮБКЕМХЪЛ. хМРЕМЯХБМН ХГСВЮЧРЯЪ МНБШЕ ЖЕНКХРМШЕ ЙЮРЮКХГЮРНПШ  МЕТРЕУХЛХВЕЯЙХУ ОПНЖЕЯЯНБ, Ю РЮЙФЕ МНБНЕ ОНЙНКЕМХЕ ЙЮРЮКХГЮРНПНБ ОНКХЛЕПХГЮЖХХ.