Cтраница 4
Применение катализаторов особенно важно для проведения медленных реакций, сопровождающихся выделением теплоты. Хотя при этом константа равновесия обеспечивает высокий выход продукта при умеренной температуре, скорость реакции оказывается настолько низкой, что реакцию нельзя использовать в практических целях. При повышении температуры скорость реакции возрастает, но при этом равновесие для экзотермических реакций сдвигается в сторону уменьшения выхода продукта, как это непосредственно следует из принципа Ле Шателье. Например, синтез такого ценного вещества, как аммиак, из азота и водорода практически идет лишь при очень высоких температурах, так как энергия активации процесса соединения этих газов велика. Но чем выше температура, тем меньше получится аммиака в равновесной смеси, так как равновесие сдвигается с ростом температуры в сторону образования реагентов и, следовательно, нагревание невыгодно. [46]
Применение катализатора - хлорида меди ( II) - увеличивает скорость примерно на два порядка. [47]
Применение катализатора, Как отмечалось, не может изменить состояние равновесия. Катализатор лишь увеличивает ( или уменьшает) скорость, с которой достигается равновесие. Поскольку равновесию отвечает минимум свободной энергии, для смещения системы реагирующих веществ из этого состояния необходима затрата работы. Естественно, что присутствие катализатора само по себе не может привести к такому смещению, поэтому константа равновесия К для любой реакции имеет одинаковое значение как с участием катализатора, так и без него. [48]
Применение катализаторов при обратимых реакциях не изменяет состояния равновесия, а лишь ускоряет ( или замедляет) наступление равновесия. На рис. 10 показано схематично смещение времени наступления равновесия под влиянием положительного катализатора. Равновесию отвечает минимум свободной энергии, поэтому для смещения равновесия необходима затрата работы. Без этого сместить равновесие невозможно. Таким образом, константа равновесия КР при данной температуре для данной системы имеет одинаковое значение как в присутствии катализатора, так и без него. Отсюда следует: если катализатор ускоряет прямую реакцию, то он ускоряет и обратную. Опыт подтверждает такое заключение. Например, катализаторы, ускоряющие гидрирование, ускоряют и дегидрирование. [49]
Применение катализаторов позволяет проводить процесс при значительно меньшем избытке спирта и при более высокой температуре. При синтезе триалкилфосфатов с числом углеродных атомов от 6 до 10 в присутствии тетрахлорида титана в реактор загружают соответствующий спирт и катализатор, а затем при комнатной температуре постепенно добавляют фосфорилхлорид. Далее температуру повышают до 85 - 90 С. Полученный триалкилфосфат обрабатывают водой для разрушения комплекса TiCl4OP ( OR) 3 и перевода соединений титана в нерастворимую форму, а также для извлечения растворенного хлористого водорода, затем нейтрализуют 3 % - ным раствором гидроксида натрия. Далее воду и избыточный спирт отгоняют под вакуумом. При соотношении исходных реагентов фосфорилхлорид: 2-этилгексанол 1: 4 выход целевого продукта составляет 90 0 % ( масс.) от теории. [50]