Phản ứng xúc tác - Phần 2 potx

2. 2. Đặc điểm chung của tác dụng xúc tácĐặc điểm chung của tác dụng xúc tác Trần Mai Phương – ĐHBK.HCM Định nghĩa xúc tácĐịnh nghĩa xúc tác Hiện tượng biến tốc độ phản ứng Hiện tượng biến tốc độ phản ứng hóa học hay kích động chúng do hóa học hay kích động chúng do những chất mà cuối cùng vẫn những chất mà cuối cùng vẫn được phục hồiđược phục hồi Sự xúc tác:Sự xúc tác: Trần Mai Phương – ĐHBK.HCM được phục hồiđược phục hồi Chất xúc tác:Chất xúc tác: Chất gây nên sự xúc tácChất gây nên sự xúc tác Quan điểm hiện đại:Quan điểm hiện đại: CXT có thể biến đổi hoặc không CXT có thể biến đổi hoặc không Định nghĩa xúc tácĐịnh nghĩa xúc tác Trần Mai Phương – ĐHBK.HCM CXT có thể biến đổi hoặc không CXT có thể biến đổi hoặc không biến đổi trong quá trình, nhưng biến đổi trong quá trình, nhưng không biến đổi theo tỉ lệ hợp thức không biến đổi theo tỉ lệ hợp thức về lượngvề lượng với các chất phản ứngvới các chất phản ứng Hoạt độ của xúc tácHoạt độ của xúc tác  Chất xúc tác rắn: hoạt độ tăng khi Chất xúc tác rắn: hoạt độ tăng khi hoạt tính của một đơn vị bề mặt tănghoạt tính của một đơn vị bề mặt tăng Sự biến đổi lượng chất đầu tham gia Sự biến đổi lượng chất đầu tham gia phản ứng trong một đơn vị thời gian và phản ứng trong một đơn vị thời gian và trên một đơn vị của lượng chất xúc táctrên một đơn vị của lượng chất xúc tác Trần Mai Phương – ĐHBK.HCM  Hoạt độ có Hoạt độ có thể thay đổithể thay đổi trong quá trình phản ứng trong quá trình phản ứng –– độ ổn định, độ bền, tính chất độ ổn định, độ bền, tính chất hóa học, cấu trúc hình học hóa học, cấu trúc hình học của xúc tác.của xúc tác. Đặc trưng chung của tác dụng xúc tácĐặc trưng chung của tác dụng xúc tác  Nhiệt động họcNhiệt động học  Năng lượng hoạt hóaNăng lượng hoạt hóa  Tính chọn lọcTính chọn lọc Trần Mai Phương – ĐHBK.HCM Đặc trưng chung của tác dụng xúc tácĐặc trưng chung của tác dụng xúc tác Nhiệt động họcNhiệt động học A = B khoâng xuùc taùc ∆∆G = G = RTlnKRTlnK cb cb = const= const Xúc tác chỉ có tác dụng trong phạm Xúc tác chỉ có tác dụng trong phạm vi nhiệt động học cho phépvi nhiệt động học cho phép Trần Mai Phương – ĐHBK.HCM Phản ứng thuận nghịch: CXT Phản ứng thuận nghịch: CXT không làm thay đổi mức độ cân bằng không làm thay đổi mức độ cân bằng làm cho phản ứng làm cho phản ứng mau đạt tới trạng thái cân bằngmau đạt tới trạng thái cân bằng làm tăng vận tốc phản ứng làm tăng vận tốc phản ứng tăng vận tốc phản ứng thuận bao nhiêu lần thì cũng làm tăng vận tốc tăng vận tốc phản ứng thuận bao nhiêu lần thì cũng làm tăng vận tốc phản ứng nghịch lên bấy nhiêu lầnphản ứng nghịch lên bấy nhiêu lần      A + Xt = Axt Axt = B + Xt coù xuùc taùc A = B cb cb KK cb cb = k/k’ = k/k’ (k, k’: hằng số tốc độ phản (k, k’: hằng số tốc độ phản ứng thuận và nghịch tương ứng thuận và nghịch tương ứng)ứng) Tốc độ phản ứng tăngTốc độ phản ứng tăng là do chất xác tác hướng là do chất xác tác hướng phản ứng tiến phản ứng tiến hành theo con đường mới có hành theo con đường mới có năng lượng hoạt hóa nhỏnăng lượng hoạt hóa nhỏ hơnhơn )(. CfkW = Đặc trưng chung của tác dụng xúc tácĐặc trưng chung của tác dụng xúc tác Năng lượng hoạt hóaNăng lượng hoạt hóa RTE e k k / 0 . − =  Phản ứng xúc tác đồng thể: kPhản ứng xúc tác đồng thể: k 00 đặc trưng cho đặc trưng cho  tần số va chạm của phân tửtần số va chạm của phân tử  entropy họat hóaentropy họat hóa  sự định hướng của va chạmsự định hướng của va chạm  Phản ứng xúc tác dị thể: kPhản ứng xúc tác dị thể: k 00 đặc trưng cho đặc trưng cho  entropy hoạt hóa entropy hoạt hóa  số lượng các trung tâm họat động dẫn đến phản ứngsố lượng các trung tâm họat động dẫn đến phản ứng e k k 0 . = Đặc trưng chung của tác dụng xúc tácĐặc trưng chung của tác dụng xúc tác Năng lượng hoạt hóaNăng lượng hoạt hóa A + B  D A + B  AB ≠ AB ≠  D A + [K] A[K] ≠ A[K] ≠ + B  AB[K] ≠ AB[K] ≠  D + [K] )(. CfkW = RTE ekk / 0 . − = RTE xt xt xt e k k / , 0 . − = Đặc trưng chung của tác dụng xúc tácĐặc trưng chung của tác dụng xúc tác Năng lượng hoạt hóaNăng lượng hoạt hóa RTE xt RTE RTE xt xt e k k e e k k k k xt / 0 ,0 / / 0 ,0 ∆ − − ×=×= ∆E = E – E xt xt xt xt e k k , 0 . = Thực nghiệm cho thấy: Thực nghiệm cho thấy:  Nếu không có CXT Nếu không có CXT  phản ứng có năng phản ứng có năng lượng hoạt hóa Elượng hoạt hóa E aa = 44 = 44 Kcal/molKcal/mol Kcal/molKcal/mol  CXT: Au CXT: Au  EE aa = 25 Kcal/mol= 25 Kcal/mol  CXT: Pt CXT: Pt  EE aa = 14 Kcal/mol= 14 Kcal/mol [...]... Mai Phương – HBK.HCM c i m c a ph n ng xúc tác d th Hi n tư ng xúc ti n Ch t xúc ti n làm tăng ho t tính xúc tác v i lư ng nh Nguyên nhân: - tăng kh năng làm vi c c a b m t (k0) làm b n c u trúc làm thay i b n ch t tâm h at ng (thay i Ext) Tr n Mai Phương – HBK.HCM c i m c a ph n ng xúc tác d th Hi n tư ng xúc ti n M t s trư ng h p u A+B c bi t Z c C+D xúc ti n O+P xúc ti n R+S O+P R+S O+P R+S Z u c Tr... n ng xúc tác d th (r n - khí, r n - l ng) Tính ch t nhi u giai o n Hi n tư ng u c, xúc ti n, bi n tính Hi u ng bù tr Tr n Mai Phương – HBK.HCM c i m c a ph n ng xúc tác d th Tính ch t nhi u giai o n Khu ch tán ngoài, khu ch tán trong (tác ch t) H p ph ho t hóa Ph n ng trên b m t Gi i h p ph s n ph m Khu ch tán trong, khu ch tán ngoài (s n ph m) Tr n Mai Phương – HBK.HCM c i m c a ph n ng xúc tác d... th Hi n tư ng u c Làm m t hoàn toàn hay m t ph n ho t tính xúc tác dư i tác d ng c a m t lư ng không l n ch t c Ph thu c tinh khi t c a xúc tác và ch t ph n ng u c có tính ch t ch n l c u c có th do làm gi m k0,xt mà không làm thay i E0,xt Tr n Mai Phương – HBK.HCM c i m c a ph n ng xúc tác d th Hai lo i u c th c: Không thu n ngh ch tương tác hóa h c ho c h p ph c trưng gi a ch t u c và CX u c u c...c trưng chung c a tác d ng xúc tác Tính ch n l c Ch n l c s n ph m: xúc tác khác nhau s cho các s n ph m chính khác nhau c trưng chung c a tác d ng xúc tác Tính ch n l c ch n l c: t s t c t o s n ph m so v i t ng s t c  υ sp  υ  ch     Gsp và Gch Ik = dGsp  υ sp − υ  ch  .dGch... u A+B c bi t Z c C+D xúc ti n O+P xúc ti n R+S O+P R+S O+P R+S Z u c Tr n Mai Phương – HBK.HCM c i m c a ph n ng xúc tác d th Hi n tư ng bi n tính ng v i m t thành ph n xác T1, k0xt, Ext Z T2, k0xt, Ext nh c a xác tác xúc ti n u c O+P Tr n Mai Phương – R+S HBK.HCM c i m c a ph n ng xúc tác d th Hi u ng bù tr Là hi u ng thay i ng th i k0xt và Ext nhưng di n ra theo hư ng bù tr nhau k t qu t c ph n ng . của phản ứng xúc tác dị thểĐặc điểm của phản ứng xúc tác dị thể Hiện tượng xúc tiếnHiện tượng xúc tiến Chất xúc tiến làm tăng hoạt tính Chất xúc tiến làm tăng hoạt tính xúc tác với lượng nh xúc. 2. 2. Đặc điểm chung của tác dụng xúc tác ặc điểm chung của tác dụng xúc tác Trần Mai Phương – ĐHBK.HCM Định nghĩa xúc tác ịnh nghĩa xúc tác Hiện tượng biến tốc độ phản ứng Hiện tượng. S TT 22 , k, k 0xt0xt ,, EE xtxt đầu độcđầu độc Đặc điểm của phản ứng xúc tác dị thểĐặc điểm của phản ứng xúc tác dị thể Hiệu ứng bù trừHiệu ứng bù trừ  Là hiệu ứng thay đổi đồng thời kLà hiệu ứng