Анализ исторических истоков катализа, его сущность и содержание, основные этапы и назначение. Теория саморазвития элементарных открытых каталитических систем. Теория самоорганизующихся систем и направления практического использования ее принципов.
Аннотация к работе
катализ кинетический химия философия Учение о катализе имеет полуторавековую историю. Позади годы знаменательных событий, связанных с открытием удивительных способностей катализаторов, десятилетия напряженного труда многих коллективов ученых над выяснением механизма каталитических реакций и более чем столетняя борьба мнений вокруг вопросов о причинах каталитического влияния. И какой бы успешной ни была физикализация этого учения, она в состоянии вскрыть лишь элементарные физические звенья катализа как огромной предбиологической системы. 1. Кинетическая парадигма в химии 1.1 Анализ исторических истоков катализа В марте 1835 г. барон Йенс Якоб Берцелиус, общепризнанный глава европейских химиков и автор широко распространенной в то время электрической теории химических реакций, представил Шведской академии наук свой традиционный доклад с обзором успехов в области физики и химии, который составлялся им уже многие годы. Дэви (1820), изучавшего эту же реакцию при комнатной температуре, но в присутствии тонко раздробленной платины и описавшего образование уксусной кислоты при попадании этилового спирта на такую платину, Доберейнера (1822), наблюдавшего воспламенение смеси водорода и кислорода в присутствии губчатой платины, а также экспериментальными данными, полученными не менее чем в десятке работ. Наконец, в этой связи нельзя не упомянуть об экспериментальном исследовании Фарадея, исследовавшего каталитическое окисления водорода на платиновой фольге. Результаты этого исследования почти безупречны с точки зрения современных требований, что дало основание такому видному исследователю истории катализа, как Р. Барвелл, высказать шутливое предложение изложить работу Фарадея, используя современную терминологию и добавив пару виртуальных данных, якобы полученных методами РФЭС и EXAFS, а затем предложить ее для публикации в Journal of Catalysis (за исключением одной детали - предложенного Фарадеем механизма процесса). Действительно, адсорбция реагентов является необходимым, хотя и не достаточным условием для протекания каталитической реакции, когда речь идет о гетерогенном катализе; для гомогенного же катализа процессы сближения и взаимодействия субстрата и катализатора вполне очевидны как начальные стадии процесса. Рива о реакции водорода и кислорода на платине. Внутреннее противоречие основных концепций радикально-цепной теории катализа, как это отмечено Боресковым, состоит в том, что цепной механизм процесса реализуется лишь для систем, далеких от равновесия, т.е. характеризующихся высокими величинами свободной энергии. Свидетельством тому является издание журнала Molecular Catalysis, а также регулярное проведение международных конференций по связи между гомогенным и гетерогенным катализом, где в равной степени представлены работы по всем аспектам и типам каталитических реакций, и это внушает определенный оптимизм относительно возможности создания обобщенной теории катализа. 1.2 Сущность катализа Если дело обстоит действительно так, что почти весь экспериментальный и теоретический материал, которым располагает современная химия, относится в основном к каталитическим реакциям, то вопрос о сущности катализа становится одним из главных в химии.