i cương về xúc tác ppsx

A.Đại cương về xúc tác
GV Hướng dẫn:
-TS.Trần Vân Anh
Họ và tên sinh viên: Lớp : Khóa
- Nghiêm Xuân Hùng Hóa Dược 53
- Hoàng Đình Thành Hóa Dầu 53
-Lê Văn Viên Giấy 53


Nội dung bài xúc tác

 !"
#$%&%'()*"
+$,-./,"0
1%2'
$/)3/4"5%2'
#60*"/)%2'
+1""75
81/*"9(:5'/

1.1 Định nghĩa về xúc tác, phân loại
xúc tác
" !";

<=;:.3">?%6/)@*"(64

$4;:A4%B?%6/)C"("5"%5*"
/)DE"F"DE"/):3)4G"0*"49- 
"%B
b.Phân loại
H1%2'

H1(IJEG"K
H1 '
H
II.Đặc điểm cơ bản của xúc tác
L0:0*"4*"4

MN4OG5(6,P(6%Q9.% DF%G(
F"G'%Q9'/)I5@4% D5"E)/R(4% 

ST;

0
0
2 5 4 9 2
2 3,350
2 5 2 4 2
,2000
2 5 3 2
Na
Al O C
Cu C
C H OH C H OH H O
C H OH C H H O
C H OH CH CHO H O
→ +
→ +
→ +
2.Chất xúc tác không làm dịch chuyển trạng thái cân
bằng của phản ứng


5/)U 9G(&4EV:(>?%6/)U%2
FW:(>?%6/) :(5/)"%@X
C
3.Chất xúc tác không thể gây ra phản ứng:

6:=*"(6/)G"0DP%Q9./E49-%B:YZ[I"/=5
X(/))"YZ:(O/65%\?*"/)
9-/65,"D(4%65/)P
"%5"UG9-X"E="%BI"/=5*"/)
4.Khả năng hoạt hóa của chất xúc tác phụ thuộc :

]345595Q"LD?%6/))(

U:L*"4

ST;/)%^5G"_:@[_P6/)9-)
"

<=G(&*"49;E=G(&*"49G'X"E=-.9)>

ST;_`%Q5G"C_DE=G(&*":3abEJ"EIK:(/)9-
)"
III. Các quá trình xúc tác trong công nghiệp quan trọng : Chất xúc tác có vai trò quan trọng trong công nghiệp hóa học, sản xuất điều chế
các hợp chất hóa học,nhờ các đặc Rnh xúc tác ưu việt của nó.
Năm SX Quá trình họạc phản ứng Xúc tác
1875 Sản xuất axit sunfuric SO
2
+1/2O
2
SO

3
Pt, V
2
O
5
1913 Tổng hợp ammoniac : N
2
+ 3H
2
-> 2NH
3
Fe, Al
2
O
3
, K
2
O
1903 Sản xuất axit nitric: 2NH
3
+5/2O
2
-> 2NO+3H
2
O Lưới Pt
1923 Tổng hợp methanol:CO+2H
2
->CH
3
OH Cu,ZnO

1937 OXY hóa etylen thành etylen oxit:C
2
H
4
+ O
2
-> C
2
H
4
O Ag, AL
2
O
3
1960 Tổng hợp wacker : C
2
H
4
+ H
2
O-> CH
3
COOH PdCl
2

1936-1942 Cracking xúc tác:C20-C36 Thành C8-C16 SiO
2
, AL
2
O

3
1964-1968 Cracking xúc tác hydro cracking Zeolit X, Y
1976-1981 Điều khiển khí thải động cơ Oxy hóa CO và hydrocacbon , khử NO Pt,Pd,Al
2
O
3
1980-1995 Xúc tác chọn lọc cho phản ứng giảm thiểu NO:
6NO +4NH
3
-> 5N
2
+6H
2
O
VO
X
, TiO
2
,Zeolit
→
B.Xúc tác đồng thể
I. Khái niệm

1%2':4c/"@4"("/)

_)%2'O)"5/"9L/":ad9-G%2'
5/"e

S;
_"9L;

#_":a;

2 2 3
SO O SO
NO
+ →
2 2
2 3 2 2 4 6 2
2S O H O 2 H S O 2H O
I
−
− + −
+ + → +
II. Cơ chế phản ứng và xúc tác trung gian trong phản ứng đồng thể:

1f/)
1
2
3
4
*
*
( )
( )
k
k
k
k
A K AK
AK B AKB

AKB X Y K
+
+ →
→ + +
ˆ ˆ ˆ†
‡ ˆ ˆˆ
Ta sử dụng phương pháp nồng độ ổn định cho trường
hợp này
"G
1 2 3
*
*
3 4
[AK]
[A][K]-k [AK]-k [AK][B]=0
[(AKB) ]
[AK][B]-k [(AKB) ]=0
d
k
dt
d
k
dt
=
=
Từ hệ phương trình trên ta suy ra
*
1 3
4 2 3
*

1 3
4
2 3
[A][B]
[(AKB) ] [K]
k (k +k [B])
[A][B]
[A]
k [(AKB) ]= [K]
k +k [B]
k k
k k
d
dt
=
− =
[
[

2 3 2 3 3
1
k [B] => +k [B] k [B]
[A]
[A][K]
k k
d
k
dt
≈
=> − =

=
2 3 2 3 2
*
1 3
2
k [B] => +k [B]
[A]
[K][A][B] [A][B]
k
k k k
k k
d
k
dt
≈
=> − = =
?
ST;/)/X*;

1)"I5E";
2 5( ) 2( ) 2( )
2 4
k k k
N O NO O→ +
'
2 5( ) 2( ) 2( )
2 5( ) 2( ) 3( )
2( ) 3( ) 2 5( )
2( ) 3( ) 2( ) 2( ) ( )
( ) 2 5( ) 2( )

2 4
3
b
c
k k k
ka
k k k
k a
k k k
k
k k k k k
k
k k k
N O NO O
N O NO NO
NO NO N O
NO NO NO O NO
NO N O NO
→ +
→ +
+ →
+ → + +
+ →

I5///2%6B% 
'
3
2 5 2 3 2 3
2 3 2 5
2 5

3
'
2 2
'
2 5
2 5
'
[NO ]
[ ]- [ ][ ]-k [ ][ ]=0
[NO]
k [ ][ ] [ ][NO]=0
[ ]
[ ]=
[ ] k [ ]
=>[NO]=
( )
[N O ] 2
=> [N O ]
a a b
b c
a
a b
a b
c a b
a b
a b
d
k N O k NO NO NO NO
dt
d

NO NO k N O
dt
k N O
NO
k NO NO
k k
k k k
d k k
dt k k
=
= −
=>
+
+
= −
+
#60*"/)%2'
"F3//)%/Xg

2%6"%\*"4
0
K
* *
0
* *
0
*
0
[ ][ ] [ ]([ ] [( ) ]) [( ) ]
[ ][ ] [( ) ]+[ ][( ) ]

[ ][ ] [( ) ](1 [ ] )
cb cb
cb cb
cb cb
K A K A K AK K AK
K A K AK A AK K
K A K AK A K
= − =
=> =
=> = +
1
3
2
*
1
2
* *
*
0
( )
[( ) ] [( ) ]
( )
[ ][ ] [ ]([ ] [( ) ])
k
k
k
cb
cb
A K AK X K
k

K
k
AK AK
K a
A K A K AK
+ → +
=
= =
−
ˆ ˆ ˆ†
‡ ˆ ˆˆ
.

?%6*"56/)%3% I5?%6/X*/5%6J"%5
U(4K
1
*
0
2
0
1
2
*
1
0
2 1
[ ]
[ ][ ]
[( ) ] [ ]
(1 [ ] )

1 [ ]
[ ]
[( ) ] [ ]
[ ]
cb
cb
k
A
K A K
k
AK K
k
A K
A
k
k A
AK K
k k A
= =
+
+
=> =
+
*
3 1
3 0
2 1
[ ]
[A]
[( ) ] [ ]

[ ]
k k A
d
k AK K
dt k k A
− = =
+
Ta thấy tốc độ phản ứng phụ thuộc nồng độ ban đầu của chất xúc tác
và nồng độ

hJ"K"G

[
0
[ ]K
[ ]A
*
*
0
[( ) ]
[ ]
[ ] [( ) ]
cb
AK
K A
K AK
=
−
* *
0

[( ) ] [ ] [( ) ]AK K AK−?
1
1 2
2
[ ] 1 [ ] 1 [ ]
cb
k
K A A k A k
k
=> →? ? ?
Ta được
_):U9-U?%6/)9-/62%6/)
[3:;D!":
S
SX/)U/6)52%64"("/)4
3 1
0 3 0 0
1
[ ]
[A]
[ ] [ ]
[ ]
k k A
d
K k K k
dt k A
− = = =
* *
0
[( ) ] [ ] [( )AK K AK−=

2 1 2 1 2
[ ] [ ]k k A k k A k=> + ≈?
1
3 0 3 0
2
[A]
[ ] [ ] [ ][ ] [ ]
cb
kd
k K A K k A K k A
dt k
− = = =
B. phản ứng lưỡng phân tử

1f/)
$W:i:U3=""%3;
1
3
2
*
( )
k
k
k
A B K AKB X K+ + → +
ˆ ˆ ˆ†
‡ ˆ ˆˆ
*
1
0

2 1
*
*
3
3 1
0
2 1
[ ][B]
[( ) ] [ ]
[ ][B]
[( ) ]
[( ) ]
[ ][B]
[A]
[ ]
[ ][B]
k A
AKB K
k k A
d AKB
k AKB
dt
k k A
d
K
dt k k A
=
+
=
− =

+
Nếu
_):U9-
[;
_):U"
2 1 2 1 1
[ ][B] [ ][B] [ ][B]k k A k k A k A=> + ≈=
3 1
0 3 0 0
1
[ ][B]
[A]
[ ] [ ]
[ ][B]
k k A
d
K k K k
dt k A
− = = =
2 1 2 1 2
[ ][B] [ ][B]k k A k k A k=> + ≈?
3 1
1
0 3 0
2 2
[ ][B]
[A]
[ ] [ ][B][ ] [ ][B]
k k A
kd

K k A K k A
dt k k
− = = =
.

jk>:3*"N3/blmDj>:3*"E)/R($
FJK/>9-J#K/)G
j>:35G"5/)9-
Hj>:35G"5/)
HjnHjJojpHj#K
Hj#Joj#pHjK
c. Xúc tác axit – bazơ

5q
l
rq
H
G'5Q/)D%&.:5Q/)*/X


"H"7:(65/B5 
5 :-2XC;
mlqbmq
l
lb
H
J"K
mq
l
;":3/*""7m


b
H
;"7:3/*"qb
5(6/)"H"7DA"44/):-)"/)/55
G"



⇔