Đang tải... (xem toàn văn)
Xúc tác: là quá trình trong đó tốc độ hoặc kết quả của phản ứng bị ảnh hưởng bởi sự có mặt của chất xúc tác. Chất xúc tác: là chất được thêm vào phản ứng để tăng tốc độ phản ứng mà không bị tiêu hao trong suốt quá trình. Vai trò: Có tính chọn lọc Không gây nên chuyển dịch cân bằng, chỉ làm cho phản ứng nhanh đạt trạng thái cân bằng Làm giảm năng lượng trạng thái chuyển tiếp; do đó làm giảm năng lượng hoạt hóa. Thay đổi cơ chế phản ứng; làm thay đổi bản chất (năng lượng) của trạng thái chuyển tiếp. Nâng cao hiệu suất của phản ứng.
KHOA HÓA HỌC K63A Chuyên đề: Xúc tác Giảng viên: Chu Ngọc Châu Trình bày: Lê Ngọc Hoan KHOA HĨA HỌC K63A Nội dung chính: Định nghĩa, Phân loại Một số phương pháp chuẩn bị xúc tác Chất mang đặc tính chúng Nhiệt động học xúc tác KHOA HÓA HỌC K63A Định nghĩa, phân loại Xúc tác: trình tốc độ Chất xúc tác: chất thêm vào phản kết phản ứng bị ảnh hưởng ứng để tăng tốc độ phản ứng mà khơng bị có mặt chất xúc tác tiêu hao suốt q trình Vai trị: Có tính chọn lọc Khơng gây nên chuyển dịch cân bằng, làm cho phản ứng nhanh đạt trạng thái cân Làm giảm lượng trạng thái chuyển tiếp; làm giảm lượng hoạt hóa Thay đổi chế phản ứng; làm thay đổi chất (năng lượng) trạng thái chuyển tiếp Nâng cao hiệu suất phản ứng KHOA HÓA HỌC K63A Định nghĩa, phân loại Phân loại: • Xúc tác enzyme • Chất xúc tác pha chất phản ứng (khí, lỏng) Là chất xúc tác sinh hóa Có nguồn gốc protein • Xúc tác dị thể (bề mặt) Chất xúc tác khác pha chất phản ứng (chất rắn) Phản ứng xảy lớp đơn phân tử bề mặt chất xúc tác Xúc tác đồng thể • Phản ứng tự xúc tác: Một sản phẩm đóng vai trị chất xúc tác KHOA HÓA HỌC K63A Biểu đồ lượng hoạt hóa khơng có chất xúc tác có chất xúc tác Xúc tác đồng thể Xúc tác dị thể KHOA HÓA HỌC K63A Một số phương pháp chuẩn bị xúc tác A B C D E Phương pháp nung Phương pháp tẩm ướt nung khô Phương pháp kết tủa Phương pháp đồng kết tủa hương pháp điều chế chất xúc tác xốp KHOA HÓA HỌC K63A A Phương pháp nung Phân hủy chất khơng bền với nhiệt Thường dùng: • nitrat clorua kim loại, sunfit dùng nhiệt độ phân hủy cao, muối photphat, bromua, iodua có tương đối đắt • Đặc biệt muối acid hữu (fomiat, acetat, oxalat) Muối kim loại phức acid thường dùng làm nguyên liệu ban đầu để điều chế hỗn hợp oxit kim loại KHOA HÓA HỌC K63A B Phương pháp tẩm ướt nung khô Tẩm ướt chất mang chất xúc tác hoạt động sau nung khơ VD: chất xúc tác Pt/C Pd/C chuẩn bị cách cho bay hỗn hợp than hoạt động với dung dịch acid platinclohydric hay pladindiclorua tương ứng Phần cịn lại đem nung nóng khuấy đến 110-120 sau để nguội thêm dung dịch hydrazin hydrat, làm lạnh đến -5 kiềm hóa dung dịch NaOH KHOA HÓA HỌC K63A C Phương pháp kết tủa Thường kết tủa cấu tử hoạt động xúc tác từ dung dịch dạng sản phẩm không hịa tan, lọc rửa ion lạ, sáy khơ đem nung Kích thước tinh thể độ hoạt động sản phẩm phụ thuộc vào: ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ nồng độ dung dịch thời gian, tốc độ khuấy dung dịch nhiệt độ kết tủa cách rửa sấy khơ hoạt hóa nhiệt độ cuối KHOA HÓA HỌC K63A D Phương pháp đồng kết tủa Phương pháp kết tủa đồng thời chất xúc tác chất mang tạo thành xúc tác có độ phân chia bé có hoạt tính cao KHOA HĨA HỌC K63A E Phương pháp điều chế chất xúc tác xốp Sự tạo thành kim loại có cấu trúc xốp hoạt động tiến hành cách kéo kim loại khác khỏi hợp kim Chất xúc tác bảo quản ancol để tránh tiếp xúc với khơng khí hoạt động dễ cháy KHOA HÓA HỌC K63A Chất mang đặc tính chúng Chất mang: chất xúc tác trải lên lớp xốp hoạt động VD: đá bọt, silic oxit vơ định hình,than hoạt tính, đất sét,… Ưu thế: ◦ Tiết kiệm nguyên liệu để điều chế chất xúc tác, đặc biệt kim loại quý đắt ◦ Chất xúc tác phân tán lớn cố định tốt chất mang có bề mặt riêng lớn ◦ ◦ Khơng bị co ngót sử dụng Độ bền học lớn sức chịu đựng bề mặt bị tác dụng nhiệt nhiệt lớn ◦ Hấp phụ chất độc, tránh ngộ độc xúc tác KHOA HÓA HỌC K63A Các đặc tính lựa chọn chất mang: Các đặc tính cấu tạo: vơ định hình, tinh thể, độ rắn bề mặt Thành phần hóa học mức độ phân tán Lý tính bề mặt: độ xốp, đặc tính hấp phụ,tính dẫn điện độ bền học Lượng nồng độ chất xúc tác nhận bề mặt chất mang (bề dày mang chất xúc tác, thể tích hấp phụ) Bề mặt hoạt động chất mang Thông thường dùng phương pháp tẩm mang dung dịch muối; sau tẩm sấy khơ ta đem phân hủy muối khử KHOA HĨA HỌC K63A Nhiệt động học xúc tác Nhiệm vụ lý thuyết xúc tác chọn chất xúc tác tối ưu cho phản ứng Phản ứng xảy với tốc độ tối đa Có tính chọn lọc cao KHOA HĨA HỌC K63A Ngun tắc chọn lựa trước chất có khả xúc tác: Chất xúc tác phải tương tác mặt hóa học với với cấu tử phản ứng Sự thay đổi lượng tự trình tương tác chất xúc tác với tác nhân điều kiện xúc tác phải âm so với thay đổi lượng tự phản ứng xúc tác Q trình hóa học xảy với tham gia chất xúc tác qua loạt giai đoạn thuận lợi thay đổi lượng tự hiệu ứng lượng giai đoạn giống nửa thay đổi hiệuứng nhiệt tổng trình KHOA HĨA HỌC K63A Cần phải thiết lập khả thực mặt nhiệt động học trạng thái cân phản ứng thuận nghịch Với phản ứng thuận nghịch, chất xúc tác không làm thay đổi vị trí cân mà cho phép đạt đến vị trí cân hệ Ở trạng thái cân chất xúc tác thúc đẩy trình thuận nghịch phản ứng mức độ khác Khi trạng trạng thái cân không thiết chất xúc tác hoạt động cho phản ứng thuận phải hoạt động cho phản ứng nghịch mức độ khác KHOA HÓA HỌC K63A EndGame THANK YOU for listening! ? ions t s e y qu n a have u o Do y ... chất xúc tác Xúc tác đồng thể • Phản ứng tự xúc tác: Một sản phẩm đóng vai trị chất xúc tác KHOA HĨA HỌC K63A Biểu đồ lượng hoạt hóa khơng có chất xúc tác có chất xúc tác Xúc tác đồng thể Xúc tác. .. Chất xúc tác phải tương tác mặt hóa học với với cấu tử phản ứng Sự thay đổi lượng tự trình tương tác chất xúc tác với tác nhân điều kiện xúc tác phải âm so với thay đổi lượng tự phản ứng xúc tác. .. phân loại Phân loại: • Xúc tác enzyme • Chất xúc tác pha chất phản ứng (khí, lỏng) Là chất xúc tác sinh hóa Có nguồn gốc protein • Xúc tác dị thể (bề mặt) Chất xúc tác khác pha chất phản