Принцип Сабатье - это качественная концепция химического гетерогенного катализа, названная в честь французского химика Поля Сабатье . В нем говорится, что взаимодействия между катализатором и субстратом должны быть «правильными»; то есть ни слишком сильным, ни слишком слабым. Если взаимодействие слишком слабое, субстрат не сможет связываться с катализатором, и реакция не произойдет. С другой стороны, если взаимодействие слишком сильное, продукт не может диссоциировать. [1]
Принцип можно показать графически, построив график зависимости скорости реакции от такого свойства, как теплота адсорбции реагента катализатором. Такие графики проходят через максимум, выглядя примерно как треугольник или перевернутая парабола, и называются графиками вулканов из-за их формы. [1] Аналогичные трехмерные графики также могут быть построены против двух различных свойств, таких как теплота адсорбции двух реагентов для двухкомпонентной реакции. В этом случае график обычно отображается в виде контурного графика и называется поверхностью вулкана . [2] Сюжеты вулканов представил Баландин. [3] [4]
На рисунке справа показан вулканический график разложения муравьиной кислоты с использованием различных переходных металлов в качестве катализаторов. [5] В этом случае для оси x использовалась теплота образования (Δ H f ) соли формиата металла, поскольку исследования показали, что промежуточным продуктом реакции является поверхностный формиат. Для оси y использовалась температура, при которой реакция достигает определенной скорости (ось y нанесена в обратном направлении, чтобы сохранить обычную форму «вулкана»). При низких значениях Δ H f реакция протекает медленно (другими словами, требует более высоких температур), потому что скорость адсорбции мала и ограничивает скорость.. При высоких значениях Δ H f десорбция становится лимитирующей стадией. Максимальная скорость, которая наблюдается для металлов платиновой группы в этом случае, требует промежуточных значений Δ H f , причем скорость представляет собой комбинацию скорости адсорбции и скорости десорбции. [3]
Ссылки [ править ]
- ^ a b Гади Ротенберг (2008). Катализ: концепции и экологические приложения . Wiley-VCH. п. 65. ISBN 978-3-527-31824-7.
- ^ Цзюнь Ченг; П. Ху (2008). «Использование трехмерной поверхности вулкана для понимания химии многофазных систем в гетерогенном катализе». Варенье. Chem. Soc . 130 (33): 10868–10869. DOI : 10.1021 / ja803555g . PMID 18651740 . CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
- ^ a b Гельмут Кнезингер; Карл Кохлофл (2005). «Гетерогенный катализ и твердые катализаторы». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Wiley-VCH Verlag. DOI : 10.1002 / 14356007.a05_313 . ISBN 3527306730.CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
- Перейти ↑ Balandin, A. (1969). «Современное состояние мультиплетной теории гетерогенного катализа1». Adv. Катал. Отн. Subj . Достижения в катализе. 19 : 1–210. DOI : 10.1016 / S0360-0564 (08) 60029-2 . ISBN 9780120078196.
- ^ Rootsaert, WJM; Захтлер, WMH (1960). «Взаимодействие паров муравьиной кислоты с вольфрамом». Zeitschrift für Physikalische Chemie . 26 : 16–26. DOI : 10.1524 / zpch.1960.26.1_2.016 . ISSN 0942-9352 .
