Каталитические реакции в биологической системе

Автор: Саина Байгазина, 10 Июня 2010 в 14:17, курсовая работа

Описание работы

Еще на заре развития химической науки при первых систематических исследованиях химики обратили внимание на необычное явление - влияние на протекание многих реакций веществ, участие которых в химических превращениях видимым образом не проявляется. Эти вещества, остающиеся после завершения химического процесса без изменений, вызывали протекание ряда реакций, неосуществимых в их отсутствие, или заметно ускоряли некоторые известные реакции. Общий характер этих явлений первым отметил в своей классической работе в 1835 году Берцелиус.

Содержание

Содержание
Введение ……………………………………………………………………………… 3
1 Принципы каталитического действия …………………………………………... 4
1.1 Основные понятия и определения …………………………………………... 4
1.2 Энергия активации каталитических реакций ………………………………..8
1.3 Взаимодействие реагентов с катализатором и принципы
каталитического действия ……………………………………………………… .11
Гомогенный катализ …………………………………………………………… 16
2.1 Кислотно-основный катализ ……………………………………………… 16
2.2 Окислительно-восстановительный катализ ……………………………… 19
2.3 Ферментативный катализ …………………………………………………. 24
2.4 Автокатализ, ингибирование и периодические
каталитические реакции ………………………………………………………….. 27
2.5 Применение в промышленности и перспективы развития
гомогенного катализа ……………………………………………………………. 30
Гетерогенный катализ ………………………………………………………… 33
3.1 Структура поверхности гетерогенных катализаторов …………………. 33
3.2 Адсорбция как стадия гетерогенно-каталитических реакций …………. 36
3.3 Механизм гетерогенно-каталитических реакций ………………………. 40
3.4 Применение гетерогенного катализа в промышленности ……………... 41
3.5 Гетерогенные катализаторы на полимерных и минеральных носителях 44
Заключение ………………………………………………………………………... 47
Список использованных источников …………………………………………… 48

Работа содержит 1 файл

курсовик каталитические реакции в б.с..doc

— 334.00 Кб (Скачать)

    Катализаторы  для различных процессов очистки  сточных, питьевых вод и газовых  выбросов, отличаются по показателям активности и селективности, что обусловлено их составом и технологией изготовления.

    Указанные катализаторы обладают высокой каталитической активностью в широком интервале  концентраций окисляемых соединений и  рН среды, механической прочностью, химической и гидролитической стойкостью, стабильностью работы в течение 3-5 лет. Полимерные катализаторы на основе полиэтилена могут эксплуатироваться в щелочной среде при температуре до 100оС, давлении до 7,0 кгс/см2 и интенсивном барботажном режиме процесса.

    Наряду  с полимерными, Компания "Катализ" разработала и освоила промышленное производство различных марок металлокомплексных катализаторов и адсорбентов-катализаторов  на минеральном носителе. Катализаторы на основе керамики отличаются высокой механической прочностью (на раздавливание, на истирание), кислотостойкостью и щелочестойкостью, низкой влагоемкостью.

    Это обеспечивает достаточно продолжительный  срок службы катализаторов при работе при высокой температуре в  агрессивных средах и в условиях интенсивного перемешивания. Частичный механический износ гранул катализатора в процессе эксплуатации не сопровождается снижением каталитической активности. При этом наблюдается обновление внешней геометрической поверхности гранул катализатора с введением в процесс новых активных центров, находящихся первоначально более глубоко от поверхности гранул.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Заключение 

Сделаем выводы по задачам, которые мы ставили в  начале:

    Катализ - ускорение химических реакций под действием малых количеств веществ (катализаторов), которые сами в ходе реакции не изменяются.

    Катализ и катализаторы подразделяются на гомогенные и гетерогенные. В первом случае катализатор находится в той  же фазе, в которой находятся реагирующие  вещества (как правило в растворе, но известны примеры и газообразных катализаторов для газофазных реакций). Во втором случае катализатор образует отдельную фазу, обычно твердую, и реакция происходит на поверхности, отделяющей эту фазу.

    Каталитический  процесс всегда представляет собой  некоторую последовательность химических стадий, в которых участвует катализатор. При этом он обязательно образует одно или несколько промежуточных соединений, а затем регенерируется. В простейшем случае промежуточное соединение одно,

а стадий - две.

    Катализ играет огромную роль в современной химической науке и промышленности. В промышленности органического синтеза объем химической продукции, производимой сейчас с применением катализаторов, приближается к 90%. Это дает возможность решать с помощью использования каталитических реакций ключевые проблемы повышения экономической эффективности химических производств. Применение катализаторов позволяет находить новые пути синтеза необходимых химических продуктов из более доступного и дешевого сырья по реакциям, которые зачастую неосуществимы без использования катализаторов. Другой путь экономии затрат на сырье состоит в использовании катализаторов, повышающих селективность используемых в промышленности химических реакций.

    Масштабы  каталитических процессов в промышленности увеличиваются с каждым годом. Все более широкое применение находят катализаторы для нейтрализации веществ, загрязняющих окружающую среду. Возрастает роль катализаторов в производстве углеводородов и кислородсодержащих синтетических топлив из газа и угля. Весьма перспективным представляется создание топливных элементов для экономичного преобразования энергии топлива в электрическую энергию.

    Каталитические  методы занимают господствующее положение  и в технологии нефтепереработки. Сотни миллионов тонн высококачественного моторного топлива производятся с помощью каталитических реакций крекинга, гидрокрекинга, риформинга, циклизации и изомеризации углеводородов нефти. Особенно большую роль играют каталитические методы в осуществлении процессов органического синтеза. Катализаторы широко используются и для полимеризации. Особую роль играют каталитические процессы в охране окружающей среды. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список использованных источников: 

  1. Краснов К.С. Физическая химия: учебник для вузов. – М.: Высш. Шк., 2001. – 319с.
  2. Биресков Г.К. Гетерогенный катализ. - М., 1986.
  3. Киперман С.Л. Основы химической кинетики в гетерогенном катализе. – М., 1979.
  4. Накамура А., Цуцуи М. Принципы и применение гомогенного катализа.  – М., 1983.
  5. www.krugosvet.ru
  6. Гейтс Б.К. Химия каталитических процессов. – М., 1981.
  7. Волькенштейн Ф. Ф. Электронная теория катализа на полупроводниках. – М., 1960.
  8. www.katrise.ru
  9. Баландин А. А. Мультиплетная теория катализа. – М., 1963.

    10. Эткинс А. Физическая химия. – М., 1983. – 575с. 
     

Информация о работе Каталитические реакции в биологической системе