Катализ и катализаторы — Энциклопедия wiki.MPlast.by

Катализ – это процесс изменения скорости химической реакции при помощи катализаторов – веществ, принимающих участие в химической реакции, но в состав конечных продуктов не входящих и в результате реакции не расходующихся.

Одни катализаторы ускоряют реакцию (положительный катализ), другие – замедляют (отрицательный катализ). Отрицательный катализ называют ингибированием, а катализаторы, понижающие скорость химической реакции – ингибиторами.

Различают гомогенный и гетерогенный катализ.

Гомогенный катализ.

При гомогенном (однородном) катализе реагирующие вещества и катализатор находятся в одинаковом агрегатном состоянии и между ними отсутствует поверхность раздела. Пример гомогенного катализа – реакция окисления SO₂ и SO₃ в присутствии катализатора

NO (реагирующие вещества и катализатор являются газами).

Гетерогенный катализ.

В случае гетерогенного (неоднородного) катализа реагирующие вещества и катализатор находятся в различных агрегатных состояниях и между ними существует поверхность (граница) раздела. Обычно катализатор – твердое вещество, а реагирующие вещества – жидкости или газы. Пример гетерогенного катализа – окисление NN₃ до NO в присутствии Pt (катализатор – твердое вещество).

Механизм действия катализаторов

Действие положительных катализаторов сводится к понижению энергии активации реакции Е_а(исх), действие ингибиторов – противоположное.

Так, для реакции 2HI = H₂+I₂ Е_а(исх)=184 кДж/моль. Когда же эта реакция протекает в присутствии катализатора

Au или Pt, то Е_а(исх)=104 кДж/моль, соответственно.

Механизм действия катализатора при гомогенном катализе объясняется образованием промежуточных соединений между катализатором и одним из реагирующих веществ. Далее промежуточное соединение реагирует со вторым исходным веществом, в результате чего образуется продукт реакции и катализатор в первоначальном виде. Так как скорость обоих промежуточных процессов значительно больше скорости прямого процесса, то реакция с участием катализатора протекает значительно быстрее, чем без него.

Например, реакция:

SO₂ +1/2 O₂ = SO₃ протекает очень медленно, а если использовать катализатор NO

то реакции NO +1/2О₂ = NO₂ и NO₂ +SO₂ = SO₃

+NO протекают быстро.

Механизм действия катализатора при гетерогенном катализе иной. В этом случае реакция протекает вследствие адсорбции молекул реагирующих веществ поверхностью катализатора (поверхность катализатора неоднородна: на ней имеются так называемые активные центры, на которых и адсорбируются частицы реагирующих веществ.). Увеличение скорости химической реакции достигается, в основном, за счет понижения энергии активации адсорбированных молекул, а также, отчасти, за счет увеличения концентрации реагирующих веществ в местах, где произошла адсорбция.

Каталитические яды и промоторы.

Некоторые вещества снижают или полностью уничтожают активность катализатора, такие вещества называют каталитическими ядами. Например, небольшие примеси серы (0,1%) полностью прекращает каталитическое действие металлического катализатора (губчатого железа), использующегося при синтезе аммиака. Вещества, повышающие активность катализатора, называют промоторами. Например, каталитическая активность губчатого железа значительно возрастает при добавлении примерно 2% метаалюмината калия

KAlO₂.

Применение катализаторов

Действие катализатора избирательно и специфично. Это означает, что, применяя различные катализаторы, из одних и тех же веществ можно получить различные продукты. Это особенно характерно для реакций органических веществ. Например, в присутствии катализатора AlO₃ происходит дегидратация этилового спирта, в присутствии Cu – дегидрирование:

Биологические катализаторы, принимающие участие в сложных химических превращениях, протекающих в организме, называются ферментами.

Катализаторы широко используются в производстве серной кислоты, аммиака, каучука, пластмасс и др. веществ.

---

 

Автор: Метельский А.В
Источник: Метельский А.В., Химия в Экзаменационных вопросах и ответах, Минск, изд. «Беларуская энцыклапедыя», 1999 год
Дата в источнике: 1999 год

Катализатор — Википедия

Схема протекания реакции с катализатором

Катализа́тор — химическое вещество, ускоряющее реакцию, но не расходующееся в процессе реакции.

Ингибитор не является противоположным понятием, так как расходуется в ходе реакции^{[источник не указан 162 дня]}.

Катализаторы подразделяются на гомогенные и гетерогенные. Гомогенный катализатор находится в одной фазе с реагирующими веществами, гетерогенный — образует самостоятельную фазу, отделённую границей раздела от фазы, в которой находятся реагирующие вещества^[1]. Типичными гомогенными катализаторами являются кислоты и основания. В качестве гетерогенных катализаторов применяются металлы, их оксиды и сульфиды.

Реакции одного и того же типа могут протекать как с гомогенными, так и с гетерогенными катализаторами. Так, наряду с растворами кислот применяются имеющие кислотные свойства твёрдые Al₂O₃, TiO₂, ThO₂, алюмосиликаты, цеолиты. Гетерогенные катализаторы с основными свойствами: CaO, BaO, MgO^[1].

Гетерогенные катализаторы имеют, как правило, сильно развитую поверхность, для чего их распределяют на инертном носителе (силикагель, оксид алюминия, активированный уголь и др.).

Для каждого типа реакций эффективны только определённые катализаторы. Кроме уже упомянутых кислотно-основных, существуют катализаторы окисления-восстановления; для них характерно присутствие переходного металла или его соединения (Со⁺³, V₂O₅+MoO₃). В этом случае катализ осуществляется путём изменения степени окисления переходного металла.

Много реакций осуществлено при помощи катализаторов, которые действуют через координацию реагентов у атома или иона переходного металла (Ti, Rh, Ni). Такой катализ называется координационным.

Если катализатор обладает хиральными свойствами, то из оптически неактивного субстрата получается оптически активный продукт.

В современной науке и технике часто применяют системы из нескольких катализаторов, каждый из которых ускоряет разные стадии реакции^[2][3]. Катализатор также может увеличивать скорость одной из стадий каталитического цикла, осуществляемого другим катализатором. Здесь имеет место «катализ катализа», или катализ второго уровня^[2].

В биохимических реакциях роль катализаторов играют ферменты.

Катализаторы следует отличать от инициаторов. Например, перекиси распадаются на свободные радикалы, которые могут инициировать радикальные цепные реакции. Инициаторы расходуются в процессе реакции, поэтому их нельзя считать катализаторами.

Ингибиторы иногда ошибочно считают отрицательными катализаторами. Но ингибиторы, например, цепных радикальных реакций, реагируют со свободными радикалами и, в отличие от катализаторов, не сохраняются. Другие ингибиторы (каталитические яды) связываются с катализатором и его дезактивируют, здесь имеет место подавление катализа, а не отрицательный катализ. Отрицательный катализ в принципе невозможен: он обеспечивал бы для реакции более медленный путь, но реакция, естественно, пойдёт по более быстрому, в данном случае, не катализированному, пути.

Задачей автомобильного катализатора является снижение количества вредных веществ в выхлопных газах. Среди них:

1. ↑ ^{1 2} Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — С. 335, 337. — ISBN 5-85270-035-5.
2. ↑ ^{1 2} Имянитов Н. С. Системы из нескольких катализаторов в металлокомплексном катализе. // Координационная химия. 1984. — Т. 10. — № 11 — С. 1443—1454. — ISSN 0132-344X.
3. ↑ Temkin O.N., Braylovskiy S. M. / The mechanism of catalysis in homogeneous polyfunctional catalytic systems. // Fundamental Research in Homogeneous Catalysis. — Ed. by A.E. Shilov. — New York etc: Gordon and Breach Science Publishers, 1986. — Vol. Two. — P.621- 633.
4. ↑ Автомобильный катализатор и его роль в выхлопной системе (неопр.). AutoRelease.ru. Архивировано 25 августа 2011 года.

Изменение скорости химической реакции в присутствии катализаторов

    Гомогенный и гетерогенный катализ. Под катализом понимают изменение скорости химической реакции в присутствии веществ (катализаторов), вступающих в промежуточное взаимодействие с реагирующими веществами, но восстанавливающих после каждого цикла промежуточных взаимодействий свой состав. Катализ может быть положительным (когда под воздействием катализатора скорость увеличивается) и отрицательным (под воздействием катализатора скорость реакции уменьшается). В первом случае указанные вещества называются катализаторами, во втором — ингибиторами. Если в качестве катализатора выступает один из продуктов реакции (или одно из промежуточных веществ, образующихся при реакции), то такой катализ называют автокатализом. 

[c.202]
    Большое влияние на скорость химической реакции оказывают катализаторы — вещества изменяющие скорость химической реакции и не входящие в состав конечных продуктов реакции. Явление, вызывающее изменение скорости химической реакции в присутствии катализаторов, называется катализом. Различают катализ го-могенный, гетерогенный и микрогетерогенный. [c.57]

    Катализ. Катализом называется изменение скорости химической реакции в присутствии веществ — катализаторов. Если скорость реакции в присутствии катализатора возрастает, то катализ называют положительным или просто катализом, а катализаторы — положительными. Известны также вещества, которые замедляют (тормозят) скорость химических реакций. Эти вещества называют отрицательными катализаторами или ингибиторами, а катализ отрицательным. 

[c.83]

    Скорость химической реакции измеряется изменением концентрации реагирующих веществ в единицу времени. Концентрацию реагирующих веществ чаще всего выражают количеством грамм-молекул в 1 л. Скорость химической реакции зависит от природы реагирующих веществ, концентрации, температуры и присутствия катализатора. Увеличение концентрации реагирующих веществ приводит к увеличению вероятности столкновения молекул. В зависимости от запаса энергии молекул реагирующих веществ столкновения могут заканчиваться образованием молекул новых веществ. [c.35]

    Оствальд был среди тех европейских ученых, которые открыли и оценили работы Гиббса. В 1892 г. он перевел статьи Гиббса по термодинамике на немецкий язык. Оствальд почти сразу же начал применять теории Гиббса при изучении катализа. Катализ (термин, предложенный Берцелиусом в 1835 г.) — изменение скорости химической реакции в присутствии небольших количеств веществ (катализаторов), которые не принимают видимого участия в реакции. Так, в 1816 г, Дэви установил, что порошкообразная платина [c.114]

    Катализом называется изменение скорости химических реакций или возбуждение их в присутствии веществ — катализаторов, которые участвуют в реакции, вступая в промежуточное химическое взаимодействие с реагентами, но восстанавливают свой химический состав при окончании каталитического акта. [c.19]

    Влияние катализатора. Изменение скорости химической реакции в присутствии катализаторов, которые участвуют в реакции, но не входят в состав конечных продуктов, называют катализатором. Следовательно, катализатор — вещество, которое изменяет скорость реакции, но остается после нее химически неизменным. [c.25]

    Работа 22. ИЗМЕНЕНИЕ СКОРОСТИ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ В ПРИСУТСТВИИ КАТАЛИЗАТОРОВ [c.160]

    Катализом называют изменение скорости химических реакций в присутствии веществ, которые сами после реакции остаются химически неизмененными. Обычно катализаторами называют только ускорители реакций, а ингибиторами — замедлители. [c.162]

    Катализом называется явление изменения скорости химической реакции в присутствии особых веществ — катализаторов в результате изменения пути протекания [c.108]

    Катализ — изменение скорости химической реакции в присутствии катализаторов. Катализ называют положительным, если скорость реакции увеличивается, и отрицательным, если скорость уменьшается. При гомогенном катализе реагенты и катализатор находятся в одной фазе, при гетерогенном, катализе — в разных фазах. [c.222]

    Еще в прошлом веке было найдено много реакций, которые ускоряются при добавлении некоторых посторонних веществ, напрнмер омыление эфиров ускоряется в присутствии кислот, а разложение бертолетовой соли происходит быстрее при добавлении перекиси марганца. Изменение скорости химической реакции под влиянием веществ, которые сами не являются участниками реакции, называется катализом. Эти вещества — катализаторы — влияют при их добавлении в весьма малых количествах. Иногда одна весовая часть катализатора вызывает превращение 10 —10 частей реагирующих веществ. Катализаторы могут увеличивать скорость некоторых реакций в тысячи и даже в миллионы раз. Разумеется, что такое ускорение при помощи катализаторов может осуществляться лишь при термодинамически возможных реакциях. Если данная реакция термодинамически невозможна, то применение катализатора ие приведет к ее протеканию. Отметим, что ускорение реакций при добавлении катализаторов называется положительным катализом. Существуют, однако, случаи, когда такое добавление приводит к замедлению реакции. Это явление называется отрицательным ка-та.иизом. [c.274]

    Катализом называется изменение скорости химической реакции в присутствии некоторых веществ, называемых катализаторами. Как правило, количество катализатора очень невелико по сравнению с содержанием реагирующих веществ. Если реакция протекает под действием катализатора, то она называется каталитической. Катализ очень широко используется в современной химической технологии. [c.50]

    Катализ — изменение скорости химической реакции в присутствии веществ, ускоряющих или замедляющих процесс путем образования промежуточных соединений с реагентами такие вещества, называемые катализаторами, после проведения реакции остаются в неизменном виде. [c.8]

    КАТАЛИЗ м. Явление изменения скорости химической реакции, вызванное особым механизмом её протекания и обусловленное присутствием в зоне реакции катализаторов. [c.172]

    Катализ. Катализом называется изменение скорости химической реакции в присутствии веществ-катализаторов. [c.84]

    Под катализом

Катализаторы и катализ

Катализаторы и катализ

Каждый из вас, наверняка, слышал такую народную мудрость: «Умный в гору не пойдёт, умный гору обойдёт»? Она как раз подходит к нашему уроку, посвящённому катализаторам. Вспомните, катализаторы – это вещества, которые изменяют скорость химической реакции, но сами при этом не расходуются. Все химические реакции, которые протекают в присутствии катализатора, называются каталитическими.

Вы, конечно, же, помните, чтобы вещества начали взаимодействовать друг с другом, их частицам нужно сообщить определённую энергию, которая называется энергией активации.

Катализаторы понижают эту энергию, потому что они соединяются с одним из реагирующих веществ и проводят его вдоль «энергетической горы» на встречу с другим веществом с меньшими затратами энергии. Поэтому в присутствии катализатора химические реакции протекают не только быстрее, но и при более низкой температуре. Т.е., катализаторы ускоряют химические реакции, но сами остаются неизменными.

Использование катализатора приводит к тому, что одни и те же вещества будут реагировать по-разному.

Например, реакция окисления аммиака. Обычно, при горении аммиака образуется азот и вода, но в присутствии катализатора аммиак окисляется до оксида азота (II)  и воды.

Большую часть продукции, производимой химическими производствами, получают на основе использования катализаторов. Каталитическими являются процессы получения серной кислоты, азотной кислоты, синтетического каучука, пластмасс, лекарственных препаратов, получение из твёрдого угля жидкого топлива, переработки нефти и природного газа.

Биологические катализаторы белковой природы называются ферментами. Они участвуют в сложных процессах, протекающих в пищеварительной системе, крови и клетках животных и человека.

Например, слюна содержит фермент птиалин, который катализирует превращение крахмала в сахар. Если пожевать хлеб или картофель дольше обычного, то во рту можно почувствовать сладкий вкус. Желудочный сок содержит пепсин, который катализирует  расщепление белков. В организме человека около тридцати тысяч различных ферментов, каждый из них – катализатор соответствующей реакции. В живом организме благодаря ферментам все биологические процессы протекают при обычных условиях.

Сам процесс изменения скорости химической реакции или пути, по которому она протекает,  называется катализом.  Важной характеристикой каталитической реакции (катализа) является однородность и неоднородность катализатора и реагирующих веществ.

Поэтому различают:

·        гомогенный

·        гетерогенный катализ

При гомогенном (однородном) катализе реагирующие вещества и катализатор находятся в одном агрегатном состоянии, а при гетерогенном катализе у них разное агрегатное состояние.

Если используют ферменты в катализе, тогда он называется ферментативным.

Этот вид катализа известен человеку с глубокой древности. Благодаря ферментативному расщеплению органических веществ, человек научился печь хлеб, варить пиво, изготавливать вино и сыр. В стиральных порошках тоже используют ферменты, именно они позволяют избавиться от пятен.

    

  

Ребята, конечно же, в каждой аптечке вы можете увидеть пероксид водорода (Н₂О₂), в повседневной жизни его часто называют перекисью водорода. На его упаковке всегда указан срок годности, потому что со временем он разлагается на воду и кислород. Однако этот процесс протекает очень медленно, и увидеть выделение газа кислорода вы сможете, если откроете сосуд, где долгое время хранился пероксид водорода. Но если в сосуд, где находится пероксид водорода добавить оксид марганца (IV), то реакция разложения сразу же протекает.

MnO₂

2H₂O₂ = 2H₂O + O₂

Попробуем поэкспериментировать? Для этого, нальём в стаканчик раствора перекиси водорода, а затем сюда же добавим немного порошка оксида марганца (IV), после чего мы можем наблюдать бурное выделение пузырьков газа. Чтобы доказать, что выделившийся газ является кислородом, поднесём к верхней части стаканчика тлеющую лучинку, лучинка вспыхнет из-за скопившегося кислорода.

Попробуйте охарактеризовать эту реакцию по всем признакам классификации.

Так, эта реакция разложения, потому что из одного исходного сложного вещества (пероксида водорода) образуются новые: сложное вещество (вода) и новое простое вещество (кислород). Эта реакция необратимая, т.к. протекает только в одном направлении (между левой и правой частью уравнения стоит знак равенства). Эта реакция экзотермическая, т.к. протекает с выделением незначительного количества теплоты, ведь в опыте не требуется нагревание. 

Эта реакция окислительно-восстановительная, потому что кислород изменяет свою степень окисления: с -1 до -2 и до 0, поэтому кислород одновременно является и окислителем и восстановителем в этой реакции.

Эта реакция гетерогенная, т.к. в результате разложения образуется жидкость и газ. Реакция является каталитической, т.к. катализатор  участвует в этой реакции.

Само собой разумеется, что это гетерогенный катализ, потому что катализатор и катализируемое вещество находятся в разных агрегатных состояниях.

Кроме этого, различные опыты показали, что катализаторы строго специфичны для конкретных реакций.

Например, в реакции получения аммиака из водорода и азота катализатором является железо, при получении оксида серы (VI) из оксида серы (IV) катализатором является оксид ванадия (V).

В уравнениях химических реакций формулы катализаторов записывают над знаком равенства или обратимости или пишут «катализатор».

Катализатором реакции взаимодействия алюминия и йода является обычная вода. Если к порошку алюминия добавить йод, а затем прилить несколько капель воды, то вещества бурно реагируют.

Кусочки моркови, мяса, картофеля разлагают пероксид водорода с выделением кислорода. Это действует фермент каталаза. Фермент каталаза содержится почти во всех растительных и животных клетках, но при  варке он разрушается.

Давайте с вами, проведём небольшой эксперимент. Мы исследуем некоторые пищевые продукты на наличие в них фермента каталазы. Нальём в шесть пробирок раствора перекиси водорода. И поместим по очереди: в первую – кусочек сырого картофеля, во вторую – кусочек  варёного картофеля, в третью – кусочек сыра, в четвёртую – дрожжей, в пятую – кусочек сырой печени, в шестую – варёной печени.  Посмотрим, что же будет происходить.

В первой, четвёртой и пятой пробирке мы можем наблюдать вскипание раствора, в остальных ничего не происходит. Почему? При нагревании фермент каталаза разрушается, поэтому в переработанных продуктах его нет, и разложение перекиси водорода не происходит.

Если в пробирку с раствором перекиси водорода добавить несколько капель морковного сока, то происходит характерное вскипание раствора из-за выделяющегося кислорода. Это вскипание произошло из-за того, что морковный сок не подвергался термической обработки и в нём сохранился фермент каталаза. Естественно, что в данном случае протекает гомогенный катализ, ведь перекись и сок находятся в одном агрегатном состоянии.

Катализаторы не только удешевляют производственные процессы, но и вносят вклад в охрану окружающей среды. Так, современные автомобили снабжены каталитическим устройством, внутри которого находятся керамические ячеистые носители катализатора (платины и родия). Проходя через них, различные вредные вещества превращаются в углекислый газ, азот и воду.

Для химических процессов важны не только катализаторы, которые ускоряют реакции, но и вещества, способные их замедлять. Такие вещества называются ингибиторами. Чаще всего используются ингибиторы коррозии металлов.

Мы с вами сами сможем убедиться в действии ингибиторов. Проведём эксперимент: поместим в две пробирки по грануле цинка и нальём в каждую раствора серной кислоты. А затем в первую пробирку добавим немного уротропина. Что же мы видим? В первой пробирке значительно меньше выделяется водород. Значит, уротропин является ингибитором и значительно замедлил процесс взаимодействия цинка с серной кислотой.

Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂↑

Кроме этого, в жизни мы часто используем и такие понятия, как антиоксидант или антиокислитель.

Что же представляют собой эти вещества? Вы, наверное, замечали, что если долго хранить сливочное масло на воздухе, то постепенно оно изменяет цвет, вкус, приобретает неприятный запах, это всё происходит из-за процессов окисления. Поэтому, чтобы продукты не портились, в них добавляют антиоксиданты.

В организме человека также происходят процессы окисления, что ведёт к различным заболеваниям и старению организма. Человек получает антиоксиданты с продуктами питания, содержащих каротин (витамин А), витамин Е. 

Теперь вам будут понятны такие термины, как катализаторы, катализ (гомогенный и гетерогенный), ингибиторы и ферменты.

НОУ «Влияние природы катализатора на скорость химических реакций»

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа №37

Научное общество учащихся

Влияние природы катализатора на разложение перекиси водорода

Выполнил: Дерябин Максим Сергеевич

9в класс МБОУ СОШ №37

Научный руководитель:

Незговорова Марина Вячеславовна

учитель химии I категории

Нижний Новгород

2015 год

Содержание

1. Введение…………………………………………………………..стр. 3-4

2. Глава 1. Теоретическая часть

1. 1. История открытия явления катализа……………………… стр.4-5

   2. Скорость химических реакций ……………………………. стр.5

   3. Факторы, влияющие на скорость химической реакции … .стр.6

   4. Катализаторы ……………………………………………….. стр.6-7

   5. Виды катализаторов ……………………………………….. стр.7-8

   6. Механизм действия катализаторов…………………………стр.8-9

1.7Разложение перекиси водорода ………………………………стр.9-10

3. Глава 2. Практическая часть.

2.1. Опыты с оксидами марганца (II) и железа (II)……………..стр.10-12

1. 2. Опыты с ферментами…………………………………… стр.12

   3. Опыты с раствором перманганата калия……………… ..стр.12-14

4. Заключение………………………………………………………..стр.15-16

5. Список источников и литературы……………………………….стр.17

6. Приложение 1……………………………………………………..стр.18

Приложение 2……………………………………………………..стр.19

Введение

Химические реакции протекают с различными скоростями. Химические реакции могут проходить быстро, медленно или мгновенно. Скорость химической реакции зависит от многих факторов, а предсказанием скорости химической реакции и выяснением зависимости скорости химической реакции от условий проведения процесса занимается химическая кинетика. Химическая кинетика — наука о закономерностях протекания химических реакций во времени. Скорость химической реакции зависит от концентрации реагирующих веществ, природы реагирующих веществ, наличия катализатора, температуры, давления, площади поверхности соприкосновения реагирующих веществ и природы катализатора.

Чтобы не прибегать к значительному повышению температуры и давления, часто используют катализаторы, которые могут быть очень эффективными в зависимости от их природы, концентрации катализатора, среды (кислотной, щелочной, нейтральной), площади поверхности катализатора. Катализаторы широко применяют в промышленности, технике, нефтепереработке, нефтехимии, производстве серной кислоты, аммиака, азотной кислоты. Большинство реакций, протекающих в живых организмах, также являются каталитическими. Примером эффективного применения катализатора является производство в современных условиях аммиака под действием пористого железа с примесями Al₂O₃ и K₂O. Производство аммиака при помощи катализатора позволило значительно понизить производственные затраты на поддержание во время реакции высоких температуры и давления. Но, помимо технических катализаторов, существуют природные катализаторы, их называют ферментами. Ферменты более активные катализаторы по сравнению с техническими катализаторами. Они представляют собой крупные белковые молекулы живых организмов, их функция — ускорение процесса обмена веществ в организме.

Целью нашей работы является исследование влияния различных катализаторов на скорость химической реакции (на примере каталитического разложения перекиси водорода).

Для этого были поставлены следующие задачи:

1) изучить литературный материал о влиянии катализаторов на скорость химической реакции;

2) исследовать зависимость скорости химической реакции от природы катализатора, концентрации катализатора, площади поверхности катализатора, среды (кислотной, щелочной и нейтральной).

3) провести опыты, позволяющие сравнить эффективность различных катализаторов относительно друг друга.

Глава 1.

1.1. История открытия явления катализа

Катализ  – изменение скорости химической реакции в присутствии катализаторов. Самые простые научные сведения о катализе были известны уже к началу XIX в. Знаменитый русский химик, академик К.С.Кирхгоф, открыл в 1811 году каталитическое превращение крахмала в сахар под действием разбавленных кислот. Эта реакция лежит в основе крахмалопаточного производства. А в 1814 году он открыл фермент – амилазу, и им же было установлено, что эту реакцию может катализировать диастаза из ячменного солода, чем было положено начало изучению биологических катализаторов – ферментов. Четыре года спустя Г.Деви открыл способность паров спирта и эфира окисляться кислородом на платине. В 1822 году И.Деберейнер установил, что при обычной температуре можно соединять водород и кислород на платине. Вскоре эти и многие другие открытия привели к установлению существования явлений, в 1833 г. названных Э. Митчерлихом контактными, а в 1835 г. И. Берцелиусом – каталитическими. В органической химии успехи катализа связаны с развитием теории строения органических соединений А.М.Бутлерова. Большую роль сыграли каталитические методы в развитии процессов органического синтеза.

Следующим направлением использования катализатора является каталитическая очистка технологических газов, а также очистка сточных вод, загрязненных органическими веществами. В живой природе вся система управления жизненными процессами в организмах основана на катализе. Такие процессы, как брожение, дыхание, пищеварение, синтез белков и других соединений и т. п. осуществляется с помощью ферментов, называемых энзимами.

1.2. Скорость химической реакции.

В химической кинетике для определения скорости химической реакции обычно принято рассматривать превращение исходных веществ, количество которых в ходе эксперимента уменьшается. Для описания этого процесса во времени требуется введение понятия скорости превращения.

Если химические реакции происходят в одной среде, например в растворе или в газовой фазе, то взаимодействие реагирующих веществ происходит во всём объёме. Такие реакции называются гомогенными. Скорость гомогенной реакции определяется как изменение концентрации одного из исходных веществ в единицу времени. Если реакция идёт между веществами, находящимися в разных агрегатных состояниях или между веществами, неспособными образовывать гомогенную среду, то она проходит только на поверхности соприкосновения веществ. Такие реакции называют гетерогенными. Формула нахождения скорости реакции при гомогенном катализе:

υ _гом ==

где ∆C — изменение концентрации исходных веществ (моль/л),

∆t — промежуток времени (с).

Скорость гетерогенной реакции определяется как изменение количества вещества в единицу времени на единицу поверхности. Химическая реакция может протекать только при непосредственном контакте реагирующих частиц. Формула нахождения скорости реакции при гетерогенном катализе:

υ _гет ==

где ∆ν — количество вещества (моль),

S-площадь поверхности (м²) , ∆t — промежуток времени (с).

1.3. Факторы, влияющие на скорость химической реакции.

Скорость химической реакции зависит от многих факторов. Основными из них являются: природа и концентрация реагирующих веществ, давление (в реакциях с участием газов), температура, действие катализаторов и поверхность реагирующих веществ в случае гетерогенных реакций. Т.к скорость химической реакции зависит от площади соприкосновения реагирующих веществ, их измельчают. Наибольшей степени измельчения достигают путем растворения веществ. Быстрее всего вещества реагируют в растворах.

Можно увеличить скорость реакции, используя специальные вещества, которые изменяют механизм реакции и направляют её по энергетически более выгодному пути с меньшей энергией активации. Их называют катализаторами.

1.4. Катализаторы.

Катализаторы — это вещества, участвующие в химической реакции и изменяющие её скорость или направление, но по окончании реакции остающиеся неизменными качественно и количественно.

Каждая химическая реакция между одинаковыми или различными веществами начинается, естественно, со столкновения двух частиц. Минимальный избыток энергии, который должна иметь частица или пара частиц, чтобы произошло эффективное соударение, называют энергией активации E_a (где под эффективным соударением понимается соударение частиц, приводящее к химическому взаимодействию).

Ката́лиз — избирательное ускорение одного из возможных термодинамически разрешенных (не противоречащих термодинамическим законам) направлений химической реакции под действием катализатора(ов), который многократно вступает в промежуточное химическое взаимодействие с участниками реакции и восстанавливает свой химический состав после каждого цикла промежуточных химических взаимодействий. Явление катализа распространено в природе (большинство процессов, происходящих в живых организмах, являются каталитическими) и широко используется в технике (в нефтепереработке и нефтехимии, в производстве серной кислоты, аммиака, азотной кислоты и др.). Большая часть всех промышленных реакций — каталитические, это связанно с тем, что применять при производстве катализаторы более доступно и дёшево, чем повышать температуру и давление. С ростом температуры скорость реакции обычно увеличивается и часто довольно заметно. За счет чего это происходит? Это может быть связано с увеличением концентрации реагирующих веществ или константы скорости (константа скорости численно равна «скорости реакции при «концентрации каждого из реагирующих веществ равной 1 C»моль/л). Концентрация в газовой смеси при постоянном объеме не зависит от изменения температуры (т.к. при изменении температуры и давления объём газа меняется соответственно), а в растворах почти не зависит от температуры (объем раствора остается почти постоянным). Т.е. заметно может увеличиваться только константа скорости реакции. В самом начале кинетических исследований было отмечено, что скорость (или, очевидно, константа скорости) увеличивается с ростом температуры не линейно, т.е. если построить график зависимости константы скорости от времени, то график будет иметь вид кривой, а не прямой. Поскольку химическое взаимодействие происходит при соударениях частиц, то рост константы может быть связан с увеличением числа соударений с ростом температуры за счет увеличения скорости движения частиц.

1.5. Виды катализаторов.

Катализаторы подразделяются на гомогенные и гетерогенные. Гомогенный катализатор находится в одной фазе с реагирующими веществами, гетерогенный – образует самостоятельную фазу, отделённую границей раздела от фазы, в которой находятся реагирующие вещества. Типичными гомогенными катализаторами являются кислоты и основания. В качестве гетерогенных катализаторов применяются металлы, их оксиды и сульфиды. Реакции одного и того же типа могут протекать как с гомогенными, так и с гетерогенными катализаторами. Так, наряду с растворами кислот, применяются имеющие кислотные свойства твёрдые Al₂O₃, TiO₂, ThO₂, алюмосиликаты, цеолиты. Гетерогенные катализаторы с основными свойствами — это CaO, BaO, MgO. Гетерогенные катализаторы имеют, как правило, сильно развитую поверхность с множеством пор, которые являются активными центрами для адсорбции (адсорбция — увеличение %86″концентрации растворенного вещества у поверхности раздела двух «фаз вследствие нескомпенсированности сил межмолекулярного взаимодействия этом разделе) жидкости к поверхности катализатора, для чего катализаторы распределяют на инертном носителе (силикагель, оксид алюминия, активированный уголь и др.). Инертные носители предназначены для увеличения площади контактирующей поверхности катализатора, что ускорит химическую реакцию, т.к. один из факторов, оказывающих влияние на скорость химической реакции — площадь контактирующей поверхности катализатора. В биохимических реакциях роль катализаторов играют ферменты. Химические реакции, протекающие при участии катализаторов, называют каталитическими. Не все реакции нуждаются в катализаторах, но многие без катализаторов практически идти не могут. Примеры таких реакций:

2H₂O₂ = 2Н₂O+O_2.

_{С2Н5ОН → Н2О + С2Н4.}

СО + Н₂ → СН₃ОН.

высоких температурах 420-650^o C , в присутствие катализатора ( платины-Pt, оксида ванадия(V)-V₂O₅, железа-Fe ) :

2SO₂ + O₂ = 2SO₃.

1.6. Механизм действия катализаторов.

Известно, что в ходе любой каталитической реакции катализаторы остаются неизменными качественно и количественно, так как же работают катализаторы ? Катализаторы изменяют механизм реакции на энергетически более выгодный, то есть снижают энергию активации. Катализатор образует с молекулой одного из реагентов промежуточное соединение, в котором ослаблены химические связи. Это облегчает его реакцию со вторым реагентом. При гомогенном катализе действие катализатора связано с тем, что он вступает во взаимодействие с реагирующими веществами с образованием промежуточных соединений, это приводит к снижению энергии активации. При гетерогенном катализе ускорение процесса обычно происходит на поверхности твердого тела — катализатора, поэтому активность катализатора зависит от величины и свойств его поверхности. Механизм гетерогенного катализа сложнее, чем у гомогенного. Механизм гетерогенного катализа включает пять стадий:

1. Диффузия реагирующих веществ к поверхности твердого вещества(диффузия-взаимное проникновение соприкасающихся веществ друг в друга вследствие теплового движения частиц вещества)

2. Физическая адсорбция на активных центрах поверхности твердого вещества реагирующих молекул и затем хемосорбция их(хемосорбция- поглощение вещества поверхностью какого либо тела )

3. Химическая реакция между реагирующими молекулами

4. Десорбция продуктов с поверхности катализатора(десорбция- удаление из жидкостей или твердых тел веществ, поглощенных при адсорбции)

5. Диффузия продукта с поверхности катализатора в общий поток

1.7. Разложение перекиси водорода.

Разложение Н₂О₂ и его растворов, в том числе и взрывное, вызывают многие вещества. Взрывы Н₂О₂ объясняются сильной экзотермичностью реакции, цепным характером процесса (это означает, что количества теплоты, которое выделяется в ходе реакции достаточно для взрыва перекиси водорода) и значительным снижением энергии активации разложения Н₂О₂ в присутствии различных веществ: ионы I^–, платина, ионы Fe²⁺, каталаза. Фермент каталаза содержится в крови, именно благодаря ей «вскипает» от выделения кислорода аптечная «перекись водорода», когда ее используют для дезинфекции порезанного пальца. Ферменты, влияющие на реакции пероксида водорода, играют большую роль в жизнедеятельности клетки. Энергию организму поставляют реакции окисления с участием поступающего из легких кислорода. В этих реакциях промежуточно образуется Н₂О₂, который вреден для клетки, так как вызывает необратимое повреждение различных биомолекул. Каталаза и пероксидаза совместно превращают Н₂О₂ в воду и кислород. Реакции разложения Н₂О₂ идут в присутствии различных металлов переменной валентности. Связанные в комплексные соединения, они часто значительно усиливают свою активность (под комплексными соединениями подразумевается химическое вещество, в состав которого входят комплексные частицы). Комплексная частица – сложная частица, способная к самостоятельному существованию в кристалле или растворе, образованная из других, более простых частиц, также способных к самостоятельному существованию. Например, ионы меди менее активны, чем ионы железа, но связанные в аммиачные комплексы [Cu(NH₃)₄]²⁺, они вызывают быстрое разложение Н₂О₂. Аналогичное действие оказывают ионы Mn²⁺, связанные в комплексы с некоторыми органическими соединениями. Активными катализаторами для разложения пероксида водорода являются коллоидные растворы (ультрамикрогетерогенные дисперсные системы, размер частиц которых лежит в пределе от 1 до 100 нм) палладия, платины, иридия, золота, серебра, а также твердые оксиды некоторых металлов – MnO₂, Co₂O₃, PbO₂ и др., которые сами при этом не изменяются.

Глава 2. Практическая часть.

2.1. Опыты с оксидами.

2.1.1. Опыты с оксидом марганца (II).

Мы приготовили 0,3% р-р перекиси водорода (перекись водорода — бесцветная жидкость, не имеющая запаха). Для этого мы разбавили 3% р-р перекиси водорода: в мерный цилиндр мы налили 90 мл дистиллированной воды, а затем долили туда 10 мл неразбавленной перекиси. Далее мы перелили получившийся р-р в коническую колбу со шлейфом. По мере того, как перекись в ходе опытов расходовалась, мы приготавливали р-р снова. Используя рычажные весы, мы взвесили 0,1г MnO2 (MnO2 — чёрный тяжёлый порошок). Далее мы собрали установку, как показано на рис.1. Мы налили перекись водорода на дно пробирки, добавили туда катализатор и мгновенно закрыли пробирку пробкой. Как только в перевёрнутой вверх дном пробирке появился первый пузырик кислорода, начался отсчет времени и измерение объёма выделившегося кислорода. Реакция в присутствии MnO2 прошла очень быстро.

Рис 1.

2.1.2. Опыты с оксидом марганца (II) и оксидом железа (III).

Используя приготовленный р-р перекиси, мы провели аналогичный первому опыт, но кроме 0,1г MnO2 , мы также добавили 0,1г Fe2O3 (приготовили порошкообразную смесь из двух оксидов). Опыт показал, что оксид железа (III) (Fe2O3 — бурый тяжёлый порошок) не обладает свойствами катализатора (т.к реакция пошла с такой же скоростью, как и в первом опыте).

2.1.3. Опыты с оксидом марганца (II) и оксидом меди (II).

Добавив к оксиду марганца (II) массой 0,1г, оксид меди (II) (CuO — чёрный порошок) массой 0,1г, высыпав смесь в пробирку с перекисью (сразу же закрыв пробирку пробкой), и сделав необходимые замеры с помощью секундомера и делений на перевёрнутой пробирке, можно увидеть, что в присутствии смеси из MnO2 и CuO реакция идёт медленнее, чем в присутствии одного оксида марганца (II).

2.1.4. Опыты с оксидом хрома (III).

Использовав оксид хрома (III) (Cr₂O₃ — лёгкий зелёный порошок), массой 0,1г для разложения перекиси водорода, мы увидели, что оксид хрома (III) является слабым катализатором.

2.2. Опыты с ферментами.

2.2.1. Опыты с крупными кусочками моркови.

Мы нарезали ножом морковь на крупные кусочки, с помощью пинцета мы бросили кусочки в пробирку с перекисью, сразу же закрыв её пробкой. Масса моркови 5г. Из опыта видно, что реакция идёт не быстро, но равномерно.

2.2.2. Опыты с мелко натёртой морковью.

Мы мелко натёрли морковь на тёрке, с помощью пинцета мы бросили морковь в пробирку с перекисью, сразу же закрыв её пробкой. Масса моркови 5г. Из опыта видно, что реакция идёт быстрее, чем с крупными кусочками моркови.

2.2.3. Опыты с мелко натёртым картофелем.

Мы мелко натёрли картофель, после чего с помощью пинцета мы бросили картофель в пробирку с перекисью, сразу же закрыв её пробкой. Масса картофеля 5г. Из опыта видно, что реакция идёт быстрее, чем в опытах с морковью.

2.2.4. Опыты с мясным фаршем.

Мы пропустили мясо через мясорубку, получив мясной фарш. Далее, с помощью пинцета, мы бросили фарш в пробирку с перекисью, сразу же закрыв её пробкой. Масса фарша 5г. Из опыта видно, что реакция идёт немного медленнее, чем в опытах с морковью.

2.3. Опыты с раствором KMnO4.

2.3.1. В нейтральной среде.

Мы приготовили 10% р-р KMnO4 (ярко-малиновый р-р сухого марганцовокислого калия), используя сухой KMnO4 (марганцовокислый калий — тёмно-фиолетовые кристаллы) и воду. Затем с помощью пипетки мы вылили в пробирку 1мл р-ра KMnO4 . Потом, используя мерный цилиндр, мы налили в пробирку 20 мл перекиси водорода концентрацией 0,3%, после чего сразу же закрыли пробирку пробкой. Во всех дальнейших опытах концентрация р-ра марганцовокислого калия оставалась неизменной. Реакция прошла медленно, но равномерно.

2.3.2. В кислой и щелочной средах.

2.3.2.1. В кислотной среде.

Мы взяли уксусную кислоту Ch4COOH (уксусная кислота — бесцветная жидкость с характерным резким запахом) концентрацией 10%, обьёмом 0,1мл, и с помощью пипетки налили её в пробирку. Затем мы, используя пипетку, налили в пробирку р-р марганцовокислого калия. Потом мы вылили в пробирку перекись водорода, после чего сразу закрыли пробирку пробкой. Из опыта видно, что реакция идёт очень бурно, значительно быстрее, чем в опыте с нейтральной средой.

2.3.2.2. В щелочной среде.

Мы приготовили 10% р-р щёлочи NaOH (раствор гидроксид натрия -бесцветная жидкость). Взяли раствор объёмом 0,1мл, вылили р-р в пробирку, используя пипетку, после чего налили в пробирку р-р марганцовокислого калия, также используя пипетку. Затем вылили в пробирку перекись, после чего сразу же закрыли её пробкой. Реакция прошла быстрее, чем в опыте с нейтральной средой, но медленнее чем в опыте с кислотной средой.

2.3.3. Опыты с различными объемами раствора KMnO4.

2.3.3.1. Объем раствора KMnO4 0,5мл.

Мы взяли 10% р-р KMnO4. Используя пипетку, мы вылили в пробирку 0,5мл марганцовокислого калия, затем мы долили в пробирку перекись, после чего сразу же закрыли пробирку пробкой. Реакция прошла со средней скоростью.

2.3.3.2. Объем раствора KMnO4 1мл.

Мы взяли 10% р-р KMnO4. Затем с помощью пипетки мы вылили в пробирку 1мл р-ра KMnO4 , после чего мы налили в пробирку перекись и сразу же закрыли пробирку пробкой. Реакция прошла медленней, чем в опыте с концентрацией KMnO4 0,5мл.

2.3.3.3. Объем раствора KMnO4 2мл.

Мы взяли 10% р-р KMnO4. Затем с помощью пипетки мы вылили в пробирку 2мл р-ра KMnO4 , после чего мы налили в пробирку перекись и сразу же закрыли пробирку пробкой. Реакция прошла очень медленно (медленней, чем в опытах с объемом KMnO4 равным 0,5мл и 1мл).

2.3.3.4. Объем раствора KMnO4 3мл.

Мы взяли 10% р-р KMnO4. Затем с помощью пипетки мы вылили в пробирку 3мл р-ра KMnO4 , после чего мы налили в пробирку перекись и сразу же закрыли пробирку пробкой. Реакция прошла со средней скоростью, немного медленнее, чем в опыте с концентрацией KMnO4 равной 1мл.

Заключение

В данной работе были проведены опыты с различными катализаторами реакции разложения пероксида водорода, включая ферменты, оксиды металлов, растворы солей. Были проведены опыты, показывающие, как скорость химической реакции зависит от различных факторов: среды, площади поверхности катализатора, объема раствора катализатора. Был также проведён ряд опытов с оксидами, показывающий, какие оксиды являются наиболее эффективными катализаторами.

Наилучшим образом в качестве катализатора разложения пероксида водорода проявил себя среди оксидов металлов оксид марганца (IV) . Из графика 1 видно, что скорость реакции разложения в этом случае максимальная. По сравнению с прочими использованными в качестве катализаторов веществами среди оксидов металлов катализирует реакцию разложения пероксида водорода слабо оксид хрома (III). Из графика 1 можно увидеть, что скорость реакции разложения в этом случае минимальная. Среди всех, тестируемых нами оксидов металлов, оксид меди (II) не является катализатором, что видно из графика 1.

Среди природных катализаторов наибольшую эффективность показала мелко-натёртая морковь, о чём можно судить по графику 2. В этом случае скорость реакции не является максимальной, но продолжительность катализа здесь выше, по сравнению с мелко-натёртым картофелем. В присутствие мелко-натёртого картофеля скорость реакции разложения перекиси водорода является максимальной среди ферментов, что видно из графика 2. Наименьшая скорость реакции в опытах с ферментами наблюдается под действием крупных кусочков моркови, что видно из графика 2.

Среды опытов с раствором перманганата калия, в различных средах наибольшая скорость реакции наблюдалась в опыте с уксусной кислотой, что видно из графика 3. Наименьшая скорость реакции среди опытов с раствором перманганата калия, в различных средах была в опыте с нейтральной средой , что можно увидеть из графика 3.

В опытах с различными объёмами раствора марганцовокислого калия, наибольшая скорость реакции наблюдалась в опыте с объёмом раствора марганцовокислого калия 0,5мл, что можно увидеть из графика 4. Наименьшая скорость реакции была зафиксирована в опыте с объёмом раствора марганцовокислого калия 2мл, что можно наблюдать из графика 4.

Проблему поиска эффективных катализаторов для различных реакций с целью их промышленного применения можно пытаться решить через экспериментальную проверку каталитического эффекта различных веществ, в различных концентрациях, средах и т.д.

Список источников и литературы

1 .Кубасов А.А. Химическая кинетика и катализ. –М.:МГУ,2005. -155 с.

2. Нарышкин Д.Г. Кинетика химических реакций.-  М.:Издательский дом МЭИ, 2009. — 190 с.

3. Семиохин И.А.,Страхов Б.В., Осипов А.И. Кинетика химических реакций.-М.:Издательство Московского университета,1986. -232 с.

4. Семиохин И.А.Физическая химия.-М.:МГУ,2001. -272 с.

5. Семишин В.И.Практикум по общей химии.-М-Л.:Госхимздат,1954.-338 с.

Интернет сайты

6. http://knowledge.allbest.ru/

7. ru.wikipedia.org

Приложение 1.

График 1.

График 2

Приложение 2.

График 3.

График 4.

Тема 7. Катализ и катализаторы.

Часть I

1. Катализаторы – это вещества, изменяющие скорость протекания реакций, но при этом не расходующиеся.

2. Биологические катализаторы белковой природы – это ферменты.

3. Энергия активации – это энергия, необходимая для разрыва связей в молекулах исходных веществ.

4. Ингибиторы – это вещества, замедляющие химические реакции.

5. Катализ – это процесс изменения скорости реакции в присутствии катализаторов.

6. Антиоксиданты – это вещества, участвующие в ОВР, и уменьшающие концентрацию активных окислителей.

Примеры антиоксидантов: α-Токоферол (Витамин Е), β-Каротин (Провитамин А), Ретинол (Витамин А), кислота аскорбиновая (Витамин С)

Часть II

1. Применение «кипящего слоя» на производстве способствует увеличению скорости промышленных процессов, потому что:
2) увеличивается поверхность соприкосновения реагирующих веществ

2. Верны ли следующие суждения о катализаторах?
А. Это вещества, которые изменяют скорость химической реакции и расходуются при этом.
Б. Это вещества, которые изменяют скорость и путь протекания химической реакции.
3) верно только Б

3. Верны ли следующие суждения о ферментах?
А. Это биологические катализаторы белковой природы.
Б. Это биологические катализаторы, которые «работают» в узком интервале температур и рН среды, обладают высокой эффективностью и селективностью.
1) оба суждения верны

4. Какой график иллюстрирует «работу» ингибитора?
Ответ: 2.

5. Заполните таблицу.

6. Дополните таблицу, используя знания по биологии о пищеварительных ферментах.

7. Предложите способы предотвращения прогоркания сливочного масла.
Защита от кислорода, воздуха – т.к. идёт окисление в присутствии кислорода.

8. Напишите синквейн о катализаторах или ферментах.
1. Катализатор
2. Твёрдый и пористый
3. ускоряет, облегчает, помогает
4. Основа синтеза некоторых веществ
5. Ускоритель

Тест по химии Катализаторы и катализ 9 класс

Тест по химии Катализаторы и катализ 9 класс с ответами. Тест содержит 2 части. В части 1 — 15 заданий базового уровня. В части 2 — 3 задания повышенного уровня.

Часть 1

1. К гетерогенным реакциям относится

1) 2Н₂ + O₂ = 2Н₂О
2) 2NO + O₂ = 2NO₂
3) S + O₂ = SO₂
4) Cl₂ + Н₂ = 2НСl

2. К гомогенным реакциям относится

1) 2Са + O₂ = 2СаO
2) 2NO + O₂ = 2NO₂
3) 2Li + Н₂ = 2LiH
4) СаО + Н₂О = Са(ОН)₂

3. Уравнение реакции 4NH₃ + 5O₂ = 4NO + 6Н₂O соответ­ствует

1) каталитической гетерогенной реакции
2) каталитической реакции без изменения степеней окисления
3) некаталитической гомогенной реакции
4) каталитической окислительно-восстановительной ре­акции

4. Верны ли следующие суждения?

А. Энергия актива­ции — это энергия, которую должны иметь реагенты для осуществления реакции между ними.
Б. Катализа­тор увеличивает энергию активации прямой реакции.

1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны

5. Верны ли следующие суждения?

А. Катализатор — это вещество, которое увеличивает скорость химической реакции, но само в ней не участвует.
Б. Ингибитор уменьшает энергию активации прямой реакции.

1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны

6. Верны ли следующие суждения?

А. Катализатор — это вещество, которое сдвигает равновесие в сторону пря­мой реакции.
Б. Введение катализатора меняет меха­низм химической реакции.

1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны

7. Катализатор увеличивает скорость

1) только обратной реакции
2) только прямой реакции
3) прямой и обратной реакций одинаково
4) прямой реакции больше, чем обратной

8. При введении катализатора теплота экзотермической реакции Q

1) увеличится
2) уменьшится
3) станет равной нулю
4) не изменится

9. Верны ли следующие суждения?

А. В случае гомоген­ного катализа катализатор образует отдельную фазу — твердую в присутствии жидких или газообразных реа­гентов.
Б. Селективный катализатор увеличивает ско­рость только одной из возможных реакций и способст­вует протеканию именно этой реакции.

1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны

10. Верны ли следующие суждения?

А. Ферменты — это био­логические катализаторы белковой природы.
Б. Фермен­ты не используются при выпечке хлеба и варке пива.

1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны

11. Укажите фермент, находящийся в слюне и расщеп­ляющий углеводы. При необходимости используйте Интернет.

1) пепсин
2) птиалин
3) липаза
4) нуклеаза

12. Укажите основной желудочный фермент, расщепляю­щий белки до пептидов. При необходимости исполь­зуйте Интернет.

1) нуклеаза
2) птиалин
3) пепсин
4) липаза

13. Укажите важнейший фермент в переваривании жиров. При необходимости используйте Интернет.

1) птиалин
2) пепсин
3) нуклеаза
4) липаза

14. Катализатор, используемый в автомобилях для преоб­разования выхлопных газов, содержит

1) Mg и Al
2) Pt и Rh
3) Fe и Со
4) Ag и Cu

15. Верны ли следующие суждения?

А. Уротропин являет­ся ингибитором коррозии.
Б. Антиоксидантами явля­ются витамин А и витамин Е.

1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны

Часть 2

1. Установите соответствие между уравнением реакции и типом катализа в этой реакции. Ответ дайте в виде по­следовательности цифр, соответствующих буквам по алфавиту.

Уравнение реакции

А) 2Н₂O₂^MnO₂ 2Н₂O + O₂
Б) 2SO₂ + O₂^NO 2SO₃
В) 2Н₂O₂^{каталаза} 2Н₂O + O₂
Г) N₂ + 3Н₂^Fe 2NH₃

Тип катализа

1) гомогенный катализ
2) гетерогенный катализ
3) ферментатив­ный катализ

2. Среди нижеперечисленных характеристик выберите те, которые относятся к реакции:

4NH₃ + 5O₂^Pt 4NO + 6Н₂O:

1) гомогенный катализ
2) гетерогенный ката­лиз
3) селективный катализ
4) ферментативный ката­лиз
5) экзотермическая реакция
6) эндотермическая реакция.

Ответ дайте в виде последовательности цифр в порядке их возрастания.

3. Используя Интернет, установите соответствие между процессом, осуществляемым в организме, и фермента­ми, катализирующими этот процесс. Ответ дайте в виде последовательности цифр, соответствующих буквам по алфавиту.

Процесс

А) гидролиз
Б) структурные или геометрические изменения в молекуле
В) окисление или восстановление
Г) перенос химических групп с од­ной молекулы на другую

Ферменты

1) лигазы
2) оксидоредуктазы
3) гидролазы
5) изомеразы
6) трансфе­разы

Ответы на тест по химии Катализаторы и катализ 9 класс
Часть 1
1-3
2-2
3-4
4-1
5-4
6-2
7-3
8-4
9-2
10-1
11-2
12-3
13-4
14-2
15-3
Часть 2
1-2132
2-235
3-3526