Механизм окисления водорода. Металлические и оксидные катализаторы окисления водорода и их свойства. Влияние давления, температуры и начальной концентрации кислорода на равновесную степень превращения водорода. Определение скорости химической реакции.
Реакция окисления водорода на гетерогенных катализаторах является важным модельным процессом, исследование которого современными методами дало ценный материал для выявления характера стадийных механизмов в гетерогенном катализе, обоснования гетерогенно-гомогенного цепного механизма, формулировки правила постоянства удельной каталитической активности веществ одинакового химического состава и т.д. К примеру, для удаления примеси кислорода из смесей, содержащих большой избыток водорода (водород, азотоводородная смесь), применяют никелевые катализаторы. Причем последний этап происходит по-разному: а) при больших избытках кислорода в смеси, когда покрытие поверхности кислородом велико адсорбированный кислород снимается с поверхности при взаимодействии с молекулярным водородом, которое сразу приводит к образованию воды. б) при больших избытках водорода, когда покрытие поверхности кислородом мало, в реакции с адсорбированным кислородом участвует водород в атомарной форме, при этом образованию воды предшествует промежуточное образование адсорбированных ОН-групп, которые при дальнейшем взаимодействии с водородом превращаются в воду Для газовых смесей с избытком водорода в температурном интервале 50-180ОС справедливо кинетическое уравнение r = KPO2, (1) эти данные относятся к платине, предварительно обработанной водородом при 600ОС для удаления кислорода из катализатора. При 180ОС и PH2 = 4,1 тор, скорость окисления водорода при возрастании давления кислорода проходит через максимум (график зависимости скорости окисления водорода на платине от состава реакционной смеси)На основании вышеизложенных графиков, анализируемых выражений для определения того или иного кинетического или равновесного параметра можно сделать вывод о том, что для данной реакции оптимальным является атмосферное давление и выше и достаточно низкая температура.
Вывод
Таким образом, одним из самых лучших катализаторов окисления водорода является платина.
На основании вышеизложенных графиков, анализируемых выражений для определения того или иного кинетического или равновесного параметра можно сделать вывод о том, что для данной реакции оптимальным является атмосферное давление и выше и достаточно низкая температура.
Отличительной особенностью является высокое значение степени превращения, достигающееся моментально.
Исходные данные проверены опытными расчетами и подкреплены теорией из аналитического обзора.
Список литературы
1. Голодец, Г.И. Гетерогенно-каталитические реакции с участием молекулярного кислорода / Г.И. Голодец // Киев: «Наукова Думка», 1977. - 360 с.
2. Е.А. Власов, В.В. Гусаров, А.Ю. Постнов, Н.В. Мальцева «Выбор катализатора окисления водорода и проблемы безопасности» СПБГТИ (ТУ), С.-Петербург
3. Кутепов, А.М. Общая химическая технология : учеб. пособие для вузов / А.М. Кутепов, Т.И. Бондарева, М.Г. Беренгартен. - 3-е изд., переработанное. - М.: ИКЦ "Академкнига", 2003. - 528 с.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
