28 Каталіз та його значення, класифікація каталітичних процесів.

Каталіз (від греч.(грецький) katálysis — руйнування), зміна швидкості хімічних реакцій у присутності речовин> ( каталізаторів ), вступаючих в проміжну хімічну взаємодію з реагуючими речовинами, але поновлюючих після кожного циклу проміжних взаємодій свій хімічний склад. Реакції за участю каталізаторів називаються каталітичними. Кількість реагуючої речовини, яка може випробувати перетворення у присутності певної кількості каталізатора, не обмежується якими-небудь стехіометричними співвідношеннями і може бути дуже великим. Цим каталітичні реакції відрізняються від індукованих, або зв'язаних реакцій, коли одна реакція викликається або прискорюється (індукується) іншій і відбувається необоротне перетворення речовини-індуктора. Можливі зміни каталізатора при каталітичних реакціях є результатом побічних процесів, що аж ніяк не обумовлюють каталітичну дію.

За принципом фазового стану реагентів та каталізаторів розрізняють наступні типи каталізу:

гомогенний — каталізатор та реагенти знаходяться в одній фазі

газофазний

рідиннофазний

гетерогенний — каталізатор та реагенти знаходяться в різних фазах

каталіз рідкими каталізаторами, які збільшують швидкість взаємодії між рідинами та газами або між рідинами, що не змішуються

каталіз твердими каталізаторами, які прискорюють взаємодії між рідкими та газоподібнимим речовинами

мікрогетерогенний — процеси відбуваються у рідкій фазі за участі колоїдних часток металів в якості каталізатора

ферментативний — процеси у біологічних системах за участі білкових сполук — ферментів.

29. Електродні потенціали. Стандартні електродні потенціали. Рівняння Нернста.

Електродний потенціал — різниця електричних потенціалів між електродом та електролітом, в контакті з яким він знаходиться (найчастіше всього між металом і розчином електроліту). Якщо пластинку будь-якого металу, наприклад, цинку занурити у воду, то іони цинку, що утворюють кристалічну решітку металу, під дією полярних молекул води гідратуються, зв'язок їх з решіткою послаблюється, і деяка їх кількість, відриваючись від металу, перейде у воду, а на металі залишиться еквівалентна кількість електронів:

Zn = Zn2+ + 2e-

Між катіонами металу, що перейшли у воду, і негативно зарядженою пластинкою виникає електростатичне притягання, яке зумовлює зворотній процес — перехід іонів металу на пластинку; в системі встановлюється хімічна рівновага.

Обчислення стандартних електродних потенціалів

Електродний потенціал не може бути отриманий емпірично. Потенціал гальванічної комірки випливає з "пари" електродів. Таким чином, неможливо визначити величину для кожного електрода в парі, використовуючи емпірично отриманий потенціал гальванічної комірки. Для цього встановлено стандартний водневий електрод, для якого цей потенціал точно визначений і дорівнює 0,00 В, і будь-електрод, для якого електронний потенціал ще невідомий, може бути поєднана зі стандартним водневим електродом з утворенням гальванічної комірки - і в цьому випадку потенціал гальванічної комірки дає потенціал невідомого електрода. Так як електродні потенціали традиційно визначають як відновні потенціали, знак окисляющегося металевого електрода повинен бути змінений на протилежний при підрахунку загального потенціалу комірки. Також потрібно мати на увазі, що потенціали не залежать від кількості переданих електронів в полуреакция (навіть якщо воно різне), так як вони розраховані на 1 моль переданих електронів. Звідси при розрахунку якого електродного потенціалу на підставі двох інших слід проявляти уважність.

Наприклад:

Fe 3 + + 3e ---> Fe (тв) -0.036 В

Fe 2 + + 2e ---> Fe (тв) -0.44 В

Для отримання третього рівняння:

Fe 3 + + e ---> Fe 2 + (+0.77 В)

слід помножити потенціал першого рівняння на 3, перевернути друге рівняння (поміняти знак) і помножити його потенціал на 2. Додавання цих двох потенціалів дасть стандартний потенціал третього рівняння.