Ускорение и замедление химических процессов

Раздел: 
Русская Химия

46. Ускорение и замедление химических процессов

Большое влияние на ход химического процесса оказывает присутствие в нём посторонних веществ. Это – и стенки сосуда, в котором идёт процесс, и воздушная среда процесса, и специальные вещества, введённые в процесс и призванные воздействовать на его ход.

Те посторонние вещества, которые способствуют химическому процессу, называются катализаторами; которые тормозят процесс – ингибиторами.

Рассмотрим механизмы воздействия тех и других.

В основе этих механизмов лежат такие явления, как резонанс тепловых колебаний, деформация атомов и молекул и изменение электрического состояния.

 

Начнём с резонанса. Слипшиеся участки жёлобов разных атомов колеблются. Если эти колебания раскачивать, тоесть вводить их в резонанс, то это ускорит разрыв связей слипшихся участков и разделение атомов.

Раскачивать тепловые колебания можно бесконтактными и контактными способами.

Бесконтактный способ осуществляется с помощью света, видимого и невидимого.

Так хлорид серебра Cl2(Ag) и бромид серебра Br(Ag) разлагаются под воздействием света с выделением серебра Ag в чистом виде. На этом основана химическая фотография.

Вещества, породившие в данном случае свет, можно считать ускорителями (катализаторами).

При контактном способе колеблющиеся атомы ускорителя соприкасаются со слипшимися участками разделяемых атомов и молекул и раскачивают их в резонансе до полного разрыва. Это равносильно повышению температуры разделяемых частиц.

Пример. Бертолетова соль (K)Cl2(K)(O)6 распадается на хлорид калия (K)Cl2(K) и чистый кислород O2 при температуре 400 градусов. Но если молекулы бертолетовой соли соприкасаются с молекулами оксида марганца O2(Mg), то указанный распад происходит уже при температуре 200 градусов. Оксид марганца в данном примере играет роль ускорителя (катализатора).

Когда требуется не распад молекул, а соединение атомов в молекулы (тоесть обратный процесс), используется явление деформации элементов слипания.

Допустим, в обычном виде присасывающий жёлоб атома (или молекулы) – не удобен для слипания. Его можно сделать более удобным, если атом присоединить предварительно обратной стороной к атому (молекуле) катализатора.

Пример. В свободном виде и при нормальных условиях присасывающий жёлоб сернистого газа S(O2(  круто изогнут и неудобен для слипания с дополнительным атомом кислорода (O. Если же молекула сернистого газа столкнётся с молекулой оксида ванадия O5(V2) и прилипнет к ней своей серной стороной хотя бы на мгновение, вогнутый его жёлоб раскроется и к нему прилипнет дополнительный атом кислорода; возникнет триоксид серы S(O2(O( .

Данный химический процесс идёт при температуре 500 градусов. При таком нагреве молекулы атмосферного кислорода O2 распадаются на атомы, а вновь образованные молекулы триоксида серы легко отрываются от оксида ванадия.

Оксид ванадия выступает в данном случае как ускоритель.

Ускоряющее (каталитическое) влияние на ход химического процесса электричества особенно выразительно при растворении веществ. В качестве ускорителей в таких случаях выступают растворители.

Сначала молекулы растворителя прилипают к поверхностным молекулам растворимого вещества и выдавливают с них электроны. На втором этапе выдавленные электроны внедряются между молекулами растворимого вещества и, как клин, разрывают их взаимные связи.

В результате растворимое вещество оказывается раздробленным на молекулы.

Механизмы замедлителей (ингибиторов), тормозящих химический процесс, - те же самые, только цели у них противоположные. Так свет, тепловые колебания и электроны, действуя в своём стиле, могут тормозить те химические процессы, в которых молекулы должны объединяться.

К оглавлению                Назад        обсуждение        Далее                Следующий раздел или книга