Катализаторы в химии: Быстрая реакция: Зачем нужны катализаторы

Содержание

Быстрая реакция: Зачем нужны катализаторы

Заслуги катализаторов перед экологией не сводятся к перечисленным выше. Существует целая группа химических ускорителей, отвечающих непосредственно за чистоту воздуха (их называют каталитическими нейтрализаторами). Их задача — связывать угарный газ, оксиды азота и серы, а также недогоревшие органические соединения различной природы. Весь этот букет присутствует в выхлопных газах автомобилей и дымах промышленных предприятий. Каталитические нейтрализаторы превращают эти яды в менее токсичные вещества типа H 2, умеренно вредный углекислый газ CO2 и уж совсем нейтральную воду.

Оксид ванадия под микроскопическим увеличением

Трёхкомпонентный каталитический нейтрализатор стал чрезвычайно удачным образцом химического инжиниринга и ставится сейчас практически в каждый автомобиль. На пористом керамическом монолите, покрытом тонким слоем платины и родия, проходят трансформацию три главных загрязнителя: CO, NO и несгоревшие углеводороды.

Реакции выглядят так:

СО + О

2 = СО2

С

xHy + O2 = CO2

NO + CO = N

2 + CO2.

Доля кислорода в этих процессах должна регулироваться, потому что его избыток может пойти на полное окисление угарного газа, и, как следствие, оксиды азота останутся в составе выхлопных газов. Уровень кислорода контролируется лямбда-зондом, который подаёт корректирующие сигналы двигателю о составе топливно-воздушной смеси. Оптимальным является соотношение воздуха и топлива в пропорции 14,7:1.

Рабочий диапазон каталитического нейтрализатора лежит в пределах от 3500 до 6500°С, что создаёт трудности при холодном запуске двигателя.

Нейтрализатор

Автомобильные нейтрализаторы впервые внедрили в массовое производство в США в 1975 году. Это стало одной из мер по борьбе с удушающими смогами, которые накрывали мегаполисы с их избытком автомобилей.

Непрогретый катализатор не выполняет защитную функцию, и в воздух попадают все три токсичных отхода: СO, NO и С xHy. Именно поэтому в некоторых странах (к примеру, скандинавских) запрещено прогревать мотор на холостых оборотах — только в движении. Так быстрее.

Промышленные выбросы, содержащие оксид серы SO 2, стали причиной кислотных дождей во второй половине XX века. И тогда химики придумали с помощью расплава V2O5 каталитически окислять оксид серы (IV) до оксида серы (VI), а затем до жидкой серной кислоты.

Экологические последствия кислотных дождей

Многие промышленные предприятия стали попутно серную кислоту производить! Бороться с NО x в дымовых трубах пришлось более сложными методами — добавляя восстановитель-аммиак и катализатор на основе оксидов титана и ванадия. Каталитическая реакция в полном виде:

4NH

3 + 4NO + O2 = 4N2 + 6H2O.

Каталитическая химия находится в зените славы — её достижения экономят гигантские ресурсы и помогают бережно относиться к природе. В то же время это одна из самых сложных и малоизученных областей химии, а значит, главные каталитические прорывы ещё впереди.

Химик РУДН создал новые катализаторы для клик-реакций

Химик РУДН создал серию катализаторов для клик-химии. Эти реакции широко используются в синтезе биологически активных веществ, а также в биологических и медицинских исследованиях. Новые катализаторы дают выход 99%. В их основе — циклодекстрин и ионы меди.

Методы клик-химии используются для синтеза библиотек веществ с высоким химическим разнообразием, что важно при разработке новых лекарственных препаратов. Такие реакции нужны для введения меток (например, флуоресцентных) в биологические макромолекулы, белки, молекулы ДНК. Это применяется в биологических и медицинских исследованиях.

Наиболее часто используемая реакция клик-химии — присоединение вещества, которое содержит тройную углерод-углеродную связь (алкин) к соединению, содержащему фрагмент с тремя атомами азота подряд (азид).

В классическом варианте реакция катализируется медью в степени окисления (I). Для этого в реакцию вводят ионы меди (II) и избыток восстановителя. Или же используют медь (I) и проводят реакцию с защитой от кислорода, что накладывает ограничения на применение этой реакции.

Химик из РУДН Рафаэль Луке разработал серию катализаторов, где ионы меди были привязаны к поверхности частиц силикагеля при помощи циклического олигосахарида циклодекстрина. Циклодекстрин состоит из семи молекул глюкозы, замкнутых в цикл. Внутри цикла есть емкость, которая может удерживать ион меди и увеличивать его каталитическую активность. Для облегчения связывания циклодекстрина с поверхностью силикагеля использовали облучение ультразвуком.

Эффективность созданных катализаторов оценили на модельной реакции фенилацетилена с бензилазидом. Исследователям удалось добиться выхода продукта реакции более 99%. Выход с ацетатом меди (II) был 14%, а в случае сульфата меди (II) реакция не происходила вовсе. Способ получения катализатора прост, безопасен для окружающей среды и дёшев, его использование не требует добавок восстановителей или бескислородных условий.

Созданные катализаторы могут найти применение фармацевтической промышленности и в биомедицинских исследованиях.

Работа опубликована в журнале Molecules.

Наноструктурированные сорбенты и катализаторы — Институт химии СПбГУ

Виктор Николаевич Постнов, доцент, к.х.н. — руководитель

Телефон: 4284136

e-mail: [email protected]

Химия привитых поверхностных соединений — это интенсивно развивающееся направление химии поверхности твердого тела. Предметом исследования являются материалы, которые представляют собой твердые матрицы со слоем закрепленных на поверхности химических соединений. Присутствие на поверхности твердого тела тонкого слоя привитых поверхностных соединений существенно меняет адсорбционные, каталитические и другие свойства. В настоящее время минеральные носители с привитыми поверхностными соединениями используются как сорбенты, катализаторы, наполнители резин, загустители пластичных смазок, ненабухающие ионообменники, матрицы для иммобилизации ферментов, электрохимические сенсоры, материалы для микроэлектроники и т.

д. Одним из основных синтетических методов химии привитых поверхностных соединений является метод химической сборки (многостадийный синтез органических и неорганических соединений на поверхности твердого тела), который в течение последних 25 лет развивается на кафедре химии твердого тела. Исследования в этом направлении, проведенные в нашей лаборатории, позволили установить ряд закономерностей химии привитых поверхностных соединений, разработать новые синтетические подходы к созданию сорбентов и катализаторов с регулируемыми свойствами. В частности, установлено влияние химической природы носителя на реакционную способность привитых органических соединений и связь химических свойств этих соединений с электронными донорно-акцепторными свойствами поверхности неорганических матриц. Была также показана возможность использования структурно-функционального подхода для направленного синтеза наноструктурированных гетерогенных катализаторов. Разработаны новые методы синтеза неорганических матриц для иммобилизации ферментов, сорбентов для очистки вирусов гриппа, сорбентов для очистки плацентарного гамма-глобулина, матриц для твердофазного синтеза пептидов, комплексообразующих сорбентов, ванадий- фосфороксидных катализаторов для мягкого окисления бутана, бензола и пиперилена в малеиновый ангидрид.
Предложены новые способы синтеза минерально-углеродных сорбентов и наноструктурированных углеродных материалов, обладающих высокой удельной поверхностью. Внедрены в промышленность минерально-углеродные сорбенты для анализа токсикантов в объектах окружающей среды и сенсоры влажности на основе органокремнеземов с привитой полиакриловой кислотой.

Магистерские программы

  • Твердые кислоты и основания в сорбционных и каталитических процессах
  • Методы функционализации поверхности твердых тел

Нобелевскую премию по химии вручили за открытие асимметрического органокатализа

Благодаря Бенджамину Листу и Дэвиду Макмиллану мы узнали о новом способе синтеза современных лекарств и других сложных химических молекул.

Как говорят химики, если у вас не идёт какая-то химическая реакция, значит у вас просто пока нет для неё подходящего катализатора. И Нобелевской премии тоже, скорее всего, нет, потому что её нередко дают за всё, что связано с катализаторами.

Как, например, в этом году лауреатами стали Бенджамин Лист (Benjamin List) и Дэвид Макмиллан (David MacMillan) — за развитие асимметрического органокатализа. С óрганами или церковными музыкальными инструментами это никак не связано, а вот с органической химией и современными лекарствами — очень даже!

Лауреатами Нобелевской премии по химии в 2021 году стали Бенджамин Лист (Benjamin List) и Дэвид Макмиллан (David MacMillan). Илл. Niklas Elmehed/nobelprize.org

В химии катализаторами называют такие вещества, которые ускоряют реакцию, но при этом сами не расходуются. Чтобы понять этот принцип, представим, что вам нужно попилить большое бревно на много маленьких кусочков. Если у вас под рукой нет совершенно никаких инструментов, то ничего не получится, к счастью или к сожалению, вы не бобёр. Но если вы возьмёте в руки пилу — дело сразу пойдёт. При этом пила останется пилой, с ней от пиления бревна ничего не случится, а вот бревно превратится в аккуратные дрова.

Катализаторы в химии работают приблизительно так же. Они делают «невозможные» реакции возможными, выполняя роль химической «волшебной палочки». Так что же они собой представляют? В роли катализатора могут выступать разные молекулы или вещества. Например, это может быть поверхность какого-нибудь металла: молекулы-реагенты «садятся» на его поверхность, реагируют друг с другом, а потом довольные и прореагировавшие улетают с неё. Но атомы металла можно упаковать и в органический «скафандр», отправив, к примеру, в свободное плавание в растворе, тогда мы получим так называемый металлокомплексный катализатор. Но самый настоящий каталитический король — это сама природа. Всё бесчисленное множество биохимических процессов, без которых невозможно представить себе жизнь, протекает благодаря биологическим катализаторам — ферментам — большим белковым молекулам, состоящим из сотен и тысяч аминокислот.

Естественно, что химикам, глядя на природу, тоже хочется синтезировать разные полезные молекулы, например, лекарства. Времена простых веществ, вроде аспирина или парацетамола, которые может синтезировать любой химик-первокурсник, уже давно прошли. Современное понимание медициной разных болезней требует современных лекарственных препаратов, которые по большей части представляют собой сложные молекулы, а их синтез в лаборатории может протекать в десятки стадий.

К этому добавляется ещё и тот факт, что биологически активная молекула должна иметь определённую конфигурацию. Как если нам нужна перчатка на правую руку, то левая перчатка нам совсем не подойдёт. Так и в биохимии существуют «левые» и «правые» молекулы с одной и той же формулой, но обладающие разными свойствами. Например, «правый» вариант молекулы лимонена пахнет апельсином, а «левый» — лимоном. Но такие молекулы могут отличаться не только запахом, но и воздействием на организм. Печальный пример тому — препарат от бессонницы талидомид. Действующее вещество этого препарата представляло собой смесь зеркальных форм молекул, и одна из них была ответственна за серьёзные нарушения развития плода у беременных.

Сегодняшние нобелевские лауреаты стояли у истоков такого направления современной химии, как асимметрический органокатализ. Его суть состоит в том, что небольшие (намного меньше, чем ферменты) органические молекулы, как оказалось, могут выступать в роли эффективных катализаторов для синтеза «левых» или «правых» молекул. В отличие от металлокомплексных катализаторов, органические катализаторы не загрязняют продукты токсичными металлами, и по сравнению с белками, их намного проще синтезировать и использовать.

В 2000 году Бенджамин Лист опубликовал результаты работы, в которых описал использование молекула пролина — одной из аминокислот — в качестве перспективного асимметрического катализатора. Изначально он работал над изучением свойств так называемых абзимов — каталитических антител. Эти белковые молекулы способны выступать в роли катализаторов определённых химических реакций. Но что будет, если от такого большого фермента по древнему рецепту «отсечь всё лишнее» и посмотреть, не получится ли из этого что-то полезное? Оказалось, что если от белка оставить только одну-единственную аминокислоту, то даже она сможет работать в качестве катализатора.

Параллельно Бенджамину Листу другой будущий нобелевский лауреат Дэвид Макмиллан работал над повышением стабильности металлокомплексных катализаторов. И пришёл к выводу, что один из способов сделать их устойчивее — это совсем отказаться от атомов металла в их структуре.

Оба исследователя практически в одно и то же время независимо опубликовали статьи с описанием концепции асимметрического органокатализа, чем и подстегнули дальнейший взрывной рост исследований в этой области. Как это иногда бывает, открытие лежало почти на поверхности, но увидеть его мешало устоявшееся мнение в химии, что катализатор может быть либо на основе комплексов металлов, либо это обязательно должен быть большой и сложный фермент, а всё остальное — неэффективно. Но, оказалось, что это не так, а Нобелевская премия 2021 года служит лучшим тому подтверждением.

Экологически чистый катализ – Наука – Коммерсантъ

«Наконец-то Нобеля по химии дали по химии!» — такими словами наполнились соцсети сразу после объявления лауреатов-2021 самой знаменитой научной премии. Оставим ученым споры про то, насколько неправа Шведская академия наук, которая с 1901 года примерно половину премий выдала за химические работы в области наук о живом. Тем более что все мы пользуемся результатами этих самых работ. Отметим лишь, что и открытия, сделанные лауреатами этого года, очень применимы в биологически активных молекулах.

6 октября 2021 года Шведская академия наук назвала имена лауреатов Нобелевской премии по химии. Ими стали профессор Кёльнского университета и директор Института исследования угля Общества Макса Планка (Германия) Беньямин Лист и профессор Принстонского университета (США) Дэвид Макмиллан. Как гласит формулировка, премия вручена «За развитие асимметричного органокатализа». Размер премии — 10 млн шведских крон.

«Катализаторы — одно из важнейших открытий, которое сделали химики,— говорит декан химического факультета МГУ, член-корреспондент РАН Степан Калмыков.— Дело в том, что нельзя просто смешать вещества А и В и ждать, что всегда получится нужное вещество С. Часто нужен определенный набор условий: температура, кислотность среды, правильное агрегатное состояние, давление, много времени. Критически важно порой отсутствие в реагентах примесей. Не менее важно вовремя удалять продукты реакции. Порой условия для проведения реакции нужны такие, что при них вещества вообще разлагаются. Еще чаще вместо нужной реакции начинает идти несколько других. Особенно часто такая ситуация встречается в органическом синтезе».

Классический пример — стрихнин, для первого синтеза которого в 1952 году потребовалось провести последовательно 29 (!) реакций. Выход от исходного вещества составил 0,0009%. Катализатор же обладает двумя замечательными свойствами. Он, во-первых, легко соединяется с одним из реагентов в комплекс, который так же легко реагирует со вторым реагентом. При этом катализатор (и это то самое «во-вторых») высвобождается в первоначальном виде. В результате несколько обходных стадий реакции заменяются на одну прямую. В случае стрихнина 29 реакций схлопнулись до 12 (!), а количество полученного вещества увеличилось в 7 тыс. раз.

То, что одни вещества могут реагировать с другими, химики знали давно. Неожиданностью стал ряд наблюдений, сделанных в начале XIX века: оказалось, что одни вещества начинают быстрее реагировать в присутствии других веществ. Но не с ними. Например, перекись водорода начинала быстрее разлагаться в серебряной посуде, при этом серебро не растворялось. В 1835 году известный шведский химик Яков Берцелиус впервые показал некоторые закономерности этого процесса, указал на его обширность и, собственно, ввел понятие «катализатор».

Ученые всего мира бросились на поиски катализаторов. В результате им удалось выделить две большие группы катализаторов — металлы и ферменты. Перечислять все Нобелевские премии по химии, которые связаны с обеими группами катализаторов, слишком долго, но несколько из них все же стоит назвать. Например, Эдуард Бюхнер научился перерабатывать сахар в спирт без дрожжей. А затем за изучение выделенных им ферментов еще двое получили Нобелевку. Благодаря открытому Полем Сабатье механизму реакции стали делать маргарин. А Вильгельм Освальд, например, придумал, как легко при помощи катализаторов соединить водород и азот, и теперь так делают 180 млн тонн аммиака в год.

Сказать, что катализаторы активно используются в нашей жизни, мало. Треть промышленной химии делается при помощи катализаторов. Переработка тяжелых фракций нефти тоже катализаторы. В каждом автомобиле с двигателем внутреннего сгорания стоит дожигатель выхлопных газов. Большинство лекарств делается с помощью катализаторов.

Правда, с биологически активными веществами все оказалось несколько сложнее. Оказалось, что в нашем организме важен не только набор функциональных групп, но и их взаимное расположение. Причем критически важным оказалось то, как они присоединены к одному и тому же атому углерода.

Посмотрите на свои руки. Такие одинаковые и такие разные. То, что вы видите, называется примером «зеркальной» симметрии. Правая рука может совпасть только с отражением левой руки в зеркале, но не с самой левой рукой. В органической химии тоже есть такие «правые» и «левые» руки. У них атомный (элементный) одинаковый состав, одинаковый набор функциональных групп, и расположены они на одних и тех же атомах углерода. Но только в зеркальном отражении. Из-за такой пространственной изомерии они проявляют себя в живом организме по-разному. Например, L-карнитин помогает нам расщеплять жиры. Его оптический изомер D-карнитин — яд. Есть и другие пары, в которых один изомер — лекарство, а второй откровенно токсичен. Самый известный из них — талидомид, седативный препарат, который с успехом применяли беременные женщины в 1957–1962 годах. Оказалось, в организме он изомеризовался, а его изомер нарушал развитие плода и вызывал физические уродства. Это, кстати, одна из причин, почему сейчас все медицинские препараты тестируются так долго.

Для синтеза биологически активных веществ правильного строения металлические катализаторы не подходят. Они или слишком чувствительны к воде, кислотности, кислороду и т. д., или очень дорогие: платина, палладий, рений. И довольно токсичны. Ферменты тоже довольно дорогие и к тому же очень сложные молекулы. Правда, не весь фермент реагирует с другими молекулами, а только его активный центр. И тут у Беньямина Листа зародилась идея: что если синтезировать этот самый активный центр отдельно? Возможно, все это нагромождение аминокислот с кучей атомов металла и не нужно для того, чтобы катализировать нужный процесс? Он попробовал провести эксперименты с простой молекулой — пролином. И получил потрясающий результат. Катализатор сработал.

В это самое время в Беркли Дэвид Макмиллан подошел к вопросу с другой стороны. Работая над металлическими катализаторами, он подумал: а так ли нужен для катализа этот ядовитый и дорогой атом металла? Может, можно использовать атом неметалла, способный отдавать и принимать электроны? Взяв за основу азот, он получил так называемый иминий-ион, который также справился с задачей. Катализатор собрал из двух органических молекул структуру с шестичленным кольцом (реакция Дильса-Альдера), но быстрее и легче.

Оба исследователя показали, что безметаллические органические катализаторы из простых молекул способны направлять синтез биологически активных молекул строго определенной конфигурации. «Эта концепция катализа настолько же проста, насколько и гениальна, и факт в том, что многие люди задавались вопросом, почему не подумали об этом раньше»,— сказал председатель Нобелевского комитета по химии Йохан Аквист.

Открытие спровоцировало настоящую «золотую лихорадку». И сейчас огромное количество сложных лекарств на основе человеческих ферментов производится при помощи этих катализаторов. Да и вообще меняются промышленные процессы на заводах по производству множества органических соединений. А весь с точки зрения науки в этой области еще многое не изучено. Так что потенциал есть и для ученых, и для промышленности.

Иван Сергейко

Конспект урока химии в 11 классе по теме «Катализ и катализаторы»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №33» г. Череповца

Романова Надежда Сергеевна

учитель химии

Понятие о катализе и катализаторах

Методическая разработка урока

11 класс

Задачи урока:

Обучающие:

— актуализировать знания о скорости химических реакций и факторах, влияющих на нее;

  • дать понятие о механизме действия катализаторов;

  • расширить знания о катализе, катализаторах, ферментах;

  • показать практическую значимость изучаемого материала.

Развивающие:

— развивать умение самостоятельно работать с текстом учебника;

— развивать умение поиска информации в ресурсах Интернета;

— совершенствовать умение работать с разного вида информацией.

Воспитательные:

— формировать активную и сознательную позицию к усвоению нового материала;

  • развивать любознательность;

  • совершенствовать навыки самоорганизации труда и самообразования.

Тип урока: урок — изучение нового материала.

Метод проведения: частично — поисковый, информационный, с применением демонстрационных и лабораторных опытов.

Формы работы:

Фронтальная, работа в парах и группах.

Межпредметные связи:

Биология (белки – ферменты)

Требования программы:

знать: понятия «катализ», «катализаторы», «ферменты» и особенности их функционирования;

уметь: определять зависимость скорости химических реакций от различных факторов.

Реактивы и оборудование:

Химические стаканы, пробирки, шпатели, спиртовки, лучинки, ступка, пестик;

перманганат калия, щавелевая кислота, серная кислота, сульфат марганца, пероксид водорода, диоксид марганца, оксид меди (II), дихромат калия, вода, иод, алюминий, сырой и вареный картофель.

Дидактические материалы:

Задания для учащихся, график влияния катализатора на энергию активации реакции, инструкция по проведению лабораторного опыта, творческие задания для учащихся на дом.

Ход урока.

1. Оргмомент.

Здравствуйте, ребята! Садитесь. Начинаем урок.

На доске написаны слова русского философа, филолога, историка культуры Михаила Михайловича Бахтина. Прочитайте их. (Один ученик читает вслух.)

Истина не рождается в голове отдельного человека,

она рождается между людьми, совместно

ищущими истину в процессе их диалогического общения.

М.М.Бахтин

Поэтому мне хотелось бы, чтобы мы сегодня вместе думали, рассуждали, высказывали свое мнение. На уроке мы будем работать в парах, а также в группах по 4 человека.

2. Актуализация знаний.

На протяжении нескольких последних уроков мы изучаем раздел химии «химическая кинетика», в котором, как вы знаете, рассматриваются закономерности протекания химических реакций.

Кратко вспомним изученный материал. Задание каждой группе придумать вопрос для других учащихся по теме «скорость реакции». Время – 1 минута.

Приступаем к ответам на вопросы.

Примерные вопросы, которые могут придумать учащиеся.

  • Что такое скорость химической реакции?

  • Запишите формулу для ее нахождения.

  • Какие факторы влияют на скорость химической реакции?

  • Охарактеризуйте влияние природы реагирующих веществ на скорость реакции.

  • Как влияет поверхность соприкосновения на скорость реакции?

  • Сформулируйте правило Вант-Гоффа о влиянии температуры на скорость реакции.

  • Как влияет концентрация исходных веществ на скорость реакции?

3. Новый материал.

Молодцы, теорию знаете. Сегодня мы рассмотрим еще один фактор, влияющий на скорость химической реакции. Запишите в тетрадях число и тему урока — «Понятие о катализе и катализаторах».

Как вы думаете, что на уроке сегодня мы узнаем новое? Чему научимся?

Итак, задачи урока: расширить знания о катализе, катализаторах, ферментах, рассмотреть механизм действия катализаторов; провести исследование действия разных катализаторов на одно и то же вещество – перекись водорода.

3.1. Понятия «катализ», «катализатор», «каталитические реакции».

Катализ является одним из наиболее распространённых в химической практике методов ускорения химических реакций. Первые научные сведения о нем относятся к началу 19 в. В 1806 французские химики Н. Клеман и Ш. Дезорм открыли каталитическое действие оксидов азота на окисление сернистого газа в процессе получения серной кислоты. (На доске уравнение реакции, фамилии ученых) За этим последовало открытие и ряда других примеров резкого положительного действия веществ на скорость или возникновение химических реакций. В 2007г немецкому ученому Герхарду Эртлю (Gerhard Ert), который исследовал химические процессы на твердых поверхностях и внес значительный вклад в понимание природы катализа была присуждена Нобелевская премия по химии.

Демонстрация 1. (Al + I2)

Рассмотрим такой пример. В пробирке и ступке находится смесь порошков иода и алюминия.

Охарактеризуйте, пользуясь таблицей Менделеева и рядом напряжений металлов, их химическую активность. (Алюминий – достаточно активный металл, иод – галоген, для завершения слоя которому необходим всего один электрон.)

Запишите на доске и в тетрадях уравнение реакции их взаимодействия.

(На доске ученик записывает уравнение)

Однако, сейчас мы не наблюдаем никаких признаков реакции. Добавлю капельку воды. Мы наблюдаем возгонку иода. Алюминий в присутствии воды стал взаимодействовать с иодом, эта реакция сопровождается большим выделением тепла, что приводит к испарению части иода.

Сейчас мы с вами наблюдали изменение скорости взаимодействия алюминия и иода в присутствии воды. Подобные явления носят название «катализ».

Запишем в тетрадях определение катализа.

Катализ – изменение скорости химической реакции в присутствии веществ — катализаторов, которые участвуют в реакции, но не входят в состав продуктов.

Вода в данной реакции играет роль катализатора, изменяющего скорость реакции.

Найдите в учебнике определение термина «катализатор», прочитайте его. Сравните с термином, который нам ранее был известен. Какое есть отличие в формулировке?

Это название произошло от лат. «katа1уsis» — разрушение, разложение. С помощью катализатора происходит как бы разрушение длинного пути, который предстояло пройти исходным веществам, пока они не превратятся в продукты реакции.

Закройте учебники. Пользуясь определением «катализа», дайте свое определение «катализатора». Запомните его.

Катализатор – вещество, изменяющее скорость химической реакции, но остающееся неизменным после того, как химическая реакция заканчивается.

Более 70% всех химических превращений веществ, а среди новых производств более 90% осуществляется с помощью катализаторов.

Как в уравнении реакции обозначается катализатор?

Все реакции по наличию катализатора делятся на 2 группы. Обсудите в парах и закончите схему на основе имеющихся у вас знаний.

Реакции (по наличию катализатора)


(Каталитические(Некаталитические

реакции с участием катализаторов) реакции без участия катализаторов)

(Один учащийся отвечает)

3.2. Виды катализа.

Катализаторы оказывают различное влияние на скорость химических реакций: одни ускоряют, другие ее замедляют. Рассмотрим классификацию катализа.



Автокатализ – катализаторами являются продукты реакции.


Положительный – скорость реакции при добавлении катализатора возрастает


Отрицательный — скорость реакции при добавлении катализатора уменьшается



Катализ (по направленности процесса)

Как вы думаете, что обозначает каждый термин?

Отрицательный катализ часто называют ингибированием, а отрицательные катализаторы, снижающие скорость реакции, — ингибиторами.

Ингибитор – вещество, замедляющее скорость химической реакции, но состав и количество которого в конце реакции остаётся неизменным. Лат. «inhibere» — удерживать.

Какой катализ мы рассмотрели на примере взаимодействия алюминия с иодом? (положительный)

Какие вы можете назвать примеры отрицательных катализаторов?

(антиокислители, антистарители, ингибиторы коррозии)

Кроме того, есть еще одна классификация катализа.

Прочитайте текст учебника и закончите схему (с. 136-137)

Катализ (по фазовому составу исходных веществ и катализатора)

Гомогенный – катализ, при котором катализатор и реагирующие вещества находятся в одной фазе.


Гетерогенный – катализ, при котором реагирующие вещества и катализатор находятся в разных фазах

При гетерогенном катализе обычно катализатор — твердое вещество, а реагирующие вещества — газы или жидкости. Все реакции при гетерогенном катализе протекают на поверхности катализатора.

Зная другие факторы, влияющие на скорость реакции, предложите способ увеличения скорости гетерогенно-каталитического процесса с твердым катализатором, обоснуйте его.

(Необходимо катализатор измельчить, что увеличит поверхность соприкосновения, а значит, и скорость.)

Такой метод широко используется в промышленности и носит название «кипящего слоя».

Демонстрация 2.

Рассмотрим еще одну химическую реакцию.

В две пробирки помещаем перманганат калия, щавелевую кислоту, серную кислоту, всё перемешиваем. В один цилиндр помещаем в качестве катализатора сульфат марганца, перемешиваем.

2 KMnO4 + 5 H2C2O4 + 3 H2SO4 (MnSO4) → 2 MnSO4 + K2SO4 + 10 CO2 + 8 H2O

Какие выводы мы можем сделать по результатам данного опыта?

(Реакция в присутствии катализатора сульфата марганца идет намного быстрее. Данная реакция – пример гомогенного катализа.)

На доске и в раздаточном материале у вас на столах в задании 1 записаны 3 уравнения реакций. Определите вид катализа по уравнению. Работа в группе (1 мин).

NO

2SO2 + O2 → 2SO3 (гомогенный – все газы)

Cr2O3

4 NH3 + 5 O2 → 4 NO + 6 H2O (гетерогенный – оксид хрома твердый)

СuO + 2HCl = Cu Cl2 + H2O (некаталитическая реакция)

3.3. Свойства катализаторов.

Катализаторы обладают определёнными свойствами. Одно из них – избирательность действия. Избирательность – это действие катализатора на определенную химическую реакцию.

Прочитайте задание 2. Рассмотрите уравнения реакций. Укажите, как человек использует знания о избирательности катализаторов. Время на работу в группе – 1мин.

(применяя разные катализаторы, можно получить из одного и того же вещества разные продукты.)

3.4. Механизм действия

Давайте вспомним, что мы называем катализатором?

Каким образом катализатор влияет на скорость реакции? Рассмотрим механизм действия катализатора на примере гомогенного катализа.

Сейчас мы обратимся к графику в 3 задании. Внимательно рассмотрите график. Вспомните, что называется энергией активации. Какие характеристики показаны на осях? Расскажите по графику о влиянии катализатора на протекание реакции. (Время для работы в группе – 2 минуты)

(Катализатор увеличивает скорость реакции за счет того, что снижает энергию активации.)

За счет чего именно идет снижение Е активации? Рассмотрим опыт.

Демонстрация 3.

В химическую колбу наливаю пероксид водорода.

Почему перекись водорода нужно хранить в прохладном темном месте?

(нагревание и освещение ускоряют разложение перекиси)

Запишите уравнение реакции разложения пероксида водорода.

(1 пишет на доске)

Добавляю дихромат калия – катализатор, ускоряющий разложение перекиси.

Ребята, не противоречит ли увиденное нами изменение цвета раствора дихромата калия тому, что катализатор остается неизменным?

K2Cr2O7 + H2O2 → K2[Cr2O7 * H2O2] – промежуточное соединение

K2[Cr2O7 * H2O2] + H2O2 → K2Cr2O7 + 2 H2O + O2

Данный опыт пожтверждает теорию промежуточных соединений для объяснения механизма действия катализаторов. Согласно этой теории, катализатор вступает в реакцию с исходным веществом с образованием промежуточного продукта. Но к концу реакции катализатор восстанавливается в исходном состоянии.

3.5. Ферменты

Катализаторы влияют на скорость реакций не только в созданных человеком условиях, но и в живых клетках. Это ферменты.

Сообщение учащегося.

Задание детям:

Отметить в тетради что такое «фермент», условия действия ферментов, свойства ферментов.

3.6. Лабораторный опыт №9. «Получение кислорода разложением пероксида водорода с помощью оксида марганца (lV) и каталазы сырого картофеля».

Об одном катализаторе мы сегодня уже узнали – дихромат калия. Существуют и другие неорганические катализаторы, разлагающие перекись при обычных условиях, а также — фермент живых клеток – каталаза, оказывающая аналогичное действие.

У вас есть инструкция по проведению опыта. Вспомним правила ТБ при работе со спиртовкой, реактивами.

Далее – выполнение работы. Отчет о проделанной работе.

3.7. Таблица на с. 139 учебника.

Сравните эффективность действия различных катализаторов на процесс разложения перекиси водорода.

4. Подведение итогов.

Наш урок, ребята подходит к концу. Давайте подведем его итоги.

Что нового вы сегодня узнали на уроке?

Где на практике мы можем использовать знания по теме сегодняшнего урока?

Какие виды работ на уроке вам сегодня запомнились?

Оценки за урок.

5. Домашнее задание.

Учебник О.С. Габриеляна – 135-139с. , №6,7 с.140

Дополнительное задание – творческое. Указать источник, из которого вы берете информацию.

1) Приведите примеры используемых в быту каталитических реакций. Назовите вещество, которое выполняет в них роль катализатора, и укажите тип катализатора.

2) Приготовить сообщение о нанокатализаторах.

3) Что такое промоторы? Где они применяются? Примеры промоторов.

4) Что такое каталитический яд? Привести примеры. Как защитить катализатор от действия каталитических ядов?

5) Какое значение имеет катализ? Приведите примеры его использования в разных отраслях промышленности.

6) Охарактеризуйте сущность теории промежуточных соединений в механизме работы катализатора.

7) Что такое ингибиторы? Приведите примеры. Для каких реакций требуется использование ингибиторов?

8) Приготовить сообщение о катализаторе – платине.

9) Написать стихотворение о катализаторах (ферментах).

10) Приготовить сообщение о пищеварительных ферментах организма человека.

11) Найдите в сети Интернет сказку о катализаторах. Проиллюстрируйте ее. (http://him.1september.ru/2003/30/13.htm)

12) Какие стиральные порошки содержат ферменты (энзимы)? Почему нужно придерживаться строго определенного интервала температур при стирке данными порошками?

13) Исследуйте, в каких свежих овощах и фруктах содержится фермент каталаза, расщепляющий перекись водорода.

Используемые Источники

http://www.xumuk.ru/bse/1231.html

http://center.fio.ru/vio/vio_22/resource/Print/art_1_16.htm

http://festival.1september.ru/articles/314245/

http://h3o.u-sonic.ru/teor/teors/6.1.5.htm

http://info. tatcenter.ru/science/57473.htm

(http://him.1september.ru/2003/30/13.htm)

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 водорода2О2), 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.

Понимание катализа — Обзоры химического общества (издательство RSC)

Подавляющее большинство химических соединений претерпевают по крайней мере одну каталитическую стадию в процессе синтеза. Хотя общеизвестно, что катализаторы увеличивают скорость реакции за счет снижения энергии активации, часто неясно, как катализаторы достигают этого. В этом учебном обзоре объясняются некоторые фундаментальные принципы катализа и то, как изучаются механизмы. Диссоциация муравьиной кислоты на H 2 и CO 2 служит для демонстрации того, как молекула воды может открыть новый путь реакции при более низкой энергии, как погружение в жидкую воду может влиять на распределение заряда и энергетику, а также чем катализ на металлических поверхностях отличается от катализа в газовой фазе.Обсуждаются обратимость каталитических реакций, влияние предравновесия адсорбции и компенсирующие эффекты энтропии и энтальпии адсорбции на параметры Аррениуса. Показано, что на эти параметры влияет гибкость вокруг каталитического центра и остаточная динамика субстрата на поверхности. Объясняется принцип Сабатье оптимальной адсорбции субстрата, избирательность формы в порах молекулярных сит и эффект поляризации на границе раздела металл-носитель. Наконец, показано, что применение напряжения смещения в электрохимии предлагает дополнительный параметр для ускорения или торможения реакции.

У вас есть доступ к этой статье

Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуйте снова?

Ускорение реакций: биологические и химические катализаторы

Большинство химических реакций протекают довольно медленно при комнатной температуре. В большинстве случаев это хорошая новость, иначе случайные части окружающей среды взрывались бы через равные промежутки времени, но плохая новость для промышленных процессов, требующих реакции.Для их ускорения используются катализаторы. Катализатор — это любое вещество, которое ускоряет реакцию, не участвуя в ней, так что в конце реакции у вас остается то же количество катализатора, с которым вы начали.

Промышленные катализаторы часто представляют собой металлы, так как большинство металлов имеют большое количество электронов, которые немного бесцеремонны в отношении того, насколько близко они должны быть к центральному атому. Это позволяет металлам использовать эти электроны, чтобы помочь в реакциях, прежде чем требовать их обратно после окончания реакции.Примерами являются катализаторы на основе железа, используемые для производства аммиака (процесс Габера-Боша), и никелевые катализаторы, используемые для производства насыщенных жиров.

Биологические катализаторы работают по совершенно другому принципу. Биологические катализаторы представляют собой не металлы с быстрыми и свободными электронами, а большие сложные молекулы, называемые ферментами, которые содержат специальные карманы, в которые могут поместиться реагенты. Как только они попадают в ловушку внутри, фермент помогает реакции, либо образуя временные связи с реагентами, чтобы помочь им соединиться, либо просто удерживая их достаточно близко друг к другу, чтобы действительно прореагировать и образовать продукт.

Большинство ферментов находятся внутри органических форм жизни, а это означает, что им не нужны высокие температуры для работы, в то время как металлические катализаторы, как правило, нуждаются в небольшом энергетическом толчке, чтобы начать работу. На самом деле ферменты денатурируют или разрушаются, если их нагреть слишком далеко от их оптимальной температуры (для большинства около 40 градусов, хотя некоторые бактериальные ферменты могут работать и при 100 градусах). В некоторых случаях, например, в случае биологических стиральных порошков, это может быть огромным преимуществом, поскольку для реакции требуется меньше энергии, и одежду можно стирать при более низких температурах. Однако в некоторых промышленных процессах для увеличения скорости реакции необходимы высокие температуры, поэтому охлаждение всего до 40 градусов нецелесообразно.

Еще один важный момент, касающийся ферментов, заключается в том, что в отличие от металлических катализаторов они невероятно специфичны. Поскольку реагенты помещаются в карманы внутри фермента, каждый фермент может вместить только те молекулы, которые он должен катализировать. А поскольку ферменты представляют собой большие и сложные молекулы, не так-то просто спроектировать их так, чтобы они соответствовали нужным вам реагентам.Опять же, это хорошо для биологических стиральных порошков, так как существует множество ферментов, которые эволюционировали, чтобы расщеплять пятна от яиц, пятна крови и образовывать странные маленькие помпоны на джемперах. Для химических процессов это может быть немного сложнее — не так много организмов эволюционировали, чтобы удалять токсичные газы из бензина или синтезировать диоксид серы.

Ведется работа по разработке ферментов для конкретных целей, чтобы, как мы надеемся, увеличить количество реакций, которые можно катализировать биологическими средствами.Однако это не самая легкая работа в мире, так как ферменты состоят из массивных белковых цепей, свернутых странным и интересным образом, и изменение одной их части может иметь непредвиденные последствия для всей молекулы. Тем не менее, это захватывающая область исследований, имеющая значение как для промышленных и медицинских исследований, так и для академических.

Кредитная ссылка для изображения 2.

Другие сообщения в серии Химия: Вода, силы Ван-дер-Ваальса, Ионные связи, Металлические связи, Углерод, Кислоты и pH

Катализ – Химия

OpenStaxCollege

[латексная страница]

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Объяснить функцию катализатора с точки зрения механизмов реакции и диаграмм потенциальной энергии
  • Перечислите примеры катализа в природных и промышленных процессах

Мы видели, что скорость многих реакций можно ускорить с помощью катализаторов. Катализатор ускоряет скорость реакции за счет снижения энергии активации; кроме того, в процессе регенерируется катализатор. Некоторые реакции, которые являются термодинамически благоприятными в отсутствие катализатора, протекают с разумной скоростью только в присутствии катализатора. Одной из таких реакций является каталитическое гидрирование, процесс, при котором водород добавляется через связь C=C алкена с получением продукта насыщенного алкана. Сравнение диаграмм координат реакции (также известных как энергетические диаграммы) для катализируемого и некаталитического гидрирования алкенов показано в [ссылка].

На этом графике сравниваются координаты реакции катализируемого и некатализируемого гидрирования алкенов.

Катализаторы функционируют, обеспечивая альтернативный механизм реакции, который имеет более низкую энергию активации, чем в отсутствие катализатора. В некоторых случаях катализируемый механизм может включать дополнительные этапы, как показано на схемах реакций, показанных в [ссылка]. Эта более низкая энергия активации приводит к увеличению скорости, как описано уравнением Аррениуса.Обратите внимание, что катализатор уменьшает энергию активации как для прямой, так и для обратной реакции и, следовательно, ускоряет как прямую, так и обратную реакцию . Следовательно, присутствие катализатора позволит системе быстрее достичь равновесия, но не влияет на положение равновесия, что отражается в значении ее константы равновесия (см. последнюю главу о химическом равновесии).

На этой диаграмме потенциальной энергии показано влияние катализатора на энергию активации.Катализатор обеспечивает другой путь реакции с более низкой энергией активации. Как показано, катализируемый путь включает двухстадийный механизм (обратите внимание на наличие двух переходных состояний) и промежуточные частицы (представленные долиной между двумя переходными состояниями).

Использование диаграмм реакций для сравнения катализируемых реакций
Две диаграммы здесь представляют одну и ту же реакцию: одна без катализатора и одна с катализатором. Определите, какая диаграмма предполагает наличие катализатора, и определите энергию активации катализируемой реакции:

Решение
Катализатор не влияет на энергию реагента или продукта, поэтому эти аспекты диаграмм можно игнорировать; они, как и следовало ожидать, идентичны в этом отношении.Однако есть заметная разница в переходном состоянии, которое на диаграмме (б) заметно ниже, чем на (а). Это указывает на использование катализатора на диаграмме (b). Энергия активации — это разность между энергией исходных реагентов и энергией переходного состояния — максимум на координатной диаграмме реакции. Реагенты имеют энергию 6 кДж, а переходное состояние — 20 кДж, поэтому энергию активации можно рассчитать следующим образом:

\({E}_{\text{a}}=20\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\text{kJ}-6\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\text{kJ}=14\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\text{kJ }\)

Проверьте свои знания
Определите, какая из двух приведенных здесь диаграмм (обе для одной и той же реакции) включает катализатор, и определите энергию активации катализируемой реакции:

Ответ:

Диаграмма (b) представляет собой каталитическую реакцию с энергией активации около 70 кДж.

Гомогенный катализатор находится в той же фазе, что и реагенты.Он взаимодействует с реагентом с образованием промежуточного вещества, которое затем разлагается или реагирует с другим реагентом в одну или несколько стадий для регенерации исходного катализатора и образования продукта.

В качестве важной иллюстрации гомогенного катализа рассмотрим озоновый слой Земли. Озон в верхних слоях атмосферы, защищающий землю от ультрафиолетового излучения, образуется, когда молекулы кислорода поглощают ультрафиолетовый свет и вступают в реакцию:

\(3{\text{O}}_{2}\left(g\right)\stackrel{\phantom{\rule{0.7em}{0ex}}hv\phantom{\rule{0.7em}{0ex}}}{\to}2{\text{O}}_{3}\left(g\right)\)

Озон представляет собой относительно нестабильную молекулу, которая разлагается с образованием двухатомного кислорода в соответствии с обратным уравнением. Эта реакция разложения соответствует следующему механизму:

\(\begin{array}{}\\ {\text{O}}_{3}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}⟶\phantom{\rule{0. 2em}{0ex}} {\ text {O}} _ {2} + \ text {O} \\ \ text {O} + {\ text {O}} _ {3} \ phantom {\ rule {0.2em} {0ex}} ⟶ \phantom{\rule{0.2em}{0ex}}2{\text{O}}_{2}\end{массив}\)

Присутствие оксида азота NO влияет на скорость разложения озона.Оксид азота действует как катализатор по следующему механизму:

\(\ begin{array}{}\\ \text{NO(}g\right) +{\text{O}}_{\text{3}}\left(g\right)\phantom{\rule {0.2em}{0ex}}⟶\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}{\text{NO}}_{\text{2}}\left(g\right)+{\text{O }} _ {\ текст {2}} \ влево (г \ вправо) \\ {\ текст {O}} _ {3} \ влево (г \ вправо) \ фантом {\ правило {0.2em} {0ex}} ⟶\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}{\text{O}}_{2}\left(g\right)+\text{O}\left(g\right)\\ {\text {NO}}_{2}\left(g\right)+\text{O}\left(g\right)\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}⟶\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\text{NO}\left(g\right)+{\text{O}}_{2}\left(g\right)\end{массив}\)

Общее химическое изменение для каталитического механизма такое же, как:

\(2{\text{O}}_{3}\left(g\right)\phantom{\rule{0. 2em}{0ex}}⟶\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}3 {\ текст {O}} _ {2} \ влево (г \ вправо) \)

Оксид азота реагирует и регенерируется в этих реакциях. Он не используется постоянно; таким образом, он действует как катализатор. Скорость разложения озона выше в присутствии оксида азота из-за каталитической активности NO.Некоторые соединения, содержащие хлор, также катализируют разложение озона.

Марио Дж. Молина

Нобелевскую премию по химии 1995 г. разделили Пол Дж. Крутцен, Марио Дж. Молина ([ссылка]) и Ф. Шервуд Роуленд «за их работу в области химии атмосферы, особенно в отношении образования и разложения озона». 1 Молина, гражданин Мексики, выполнял большую часть своей работы в Массачусетском технологическом институте (MIT).

(а) Мексиканский химик Марио Молина (1943 г.р.) получил Нобелевскую премию по химии в 1995 г. за исследование (б) антарктической озоновой дыры.(кредит a: любезно предоставлено Марио Молиной; кредит b: модификация работы НАСА)

В 1974 году Молина и Роуленд опубликовали статью в журнале Nature (одно из основных рецензируемых публикаций в области науки), в которой подробно описывалась угроза хлорфторуглеродных газов стабильности озонового слоя в верхних слоях атмосферы Земли. Озоновый слой защищает землю от солнечной радиации, поглощая ультрафиолетовые лучи. По мере того, как химические реакции истощают количество озона в верхних слоях атмосферы, над Антарктидой образуется измеримая «дыра», а увеличение количества солнечного ультрафиолетового излучения, тесно связанного с распространенностью рака кожи, достигает поверхности Земли.Работа Молины и Роуленда сыграла важную роль в принятии Монреальского протокола, международного договора, подписанного в 1987 году, который успешно положил начало поэтапному отказу от производства химических веществ, связанных с разрушением озона.

Молина и Роуленд продемонстрировали, что атомы хлора из химикатов, созданных человеком, могут катализировать разрушение озона в процессе, аналогичном тому, с помощью которого NO ускоряет разрушение озона. Атомы хлора образуются, когда хлоруглероды или хлорфторуглероды, когда-то широко использовавшиеся в качестве хладагентов и пропеллентов, фотохимически разлагаются под действием ультрафиолетового света или реагируют с гидроксильными радикалами. Здесь показан образец механизма с использованием хлористого метила:

\({\text{CH}}_{3}\text{Cl}+\text{OH}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}⟶\phantom{\rule{0.2em}{0ex }}\text{Cl}+\text{другие продукты}\)

Радикалы хлора разрушают озон и регенерируются в следующем каталитическом цикле:

\(\begin{array}{}\\ \text{Cl}+{\text{O}}_{3}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}⟶\phantom{\rule{0.2 em}{0ex}}\text{ClO}+{\text{O}}_{2}\\ \text{ClO}+\text{O}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}⟶ \ фантом {\ правило {0.2em}{0ex}}\text{Cl}+{\text{O}}_{2}\\ \text{общая реакция:}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}{\text{O }}_{3}+\text{O}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}⟶\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}2{\text{O}}_{2 }\конец{массив}\)

Одноатомный хлор может разрушить тысячи молекул озона. К счастью, большая часть атмосферного хлора существует в виде каталитически неактивных форм Cl 2 и ClONO 2 .

После получения своей части Нобелевской премии Молина продолжил свою работу в области химии атмосферы в Массачусетском технологическом институте.

Дефицит глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы

Ферменты в организме человека действуют как катализаторы важных химических реакций в клеточном метаболизме. Таким образом, дефицит определенного фермента может привести к опасному для жизни заболеванию. Дефицит G6PD (глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы), генетическое состояние, которое приводит к нехватке фермента глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, является наиболее распространенным дефицитом фермента у людей. Этот фермент, показанный на [ссылке], является ферментом, ограничивающим скорость метаболического пути, который поставляет НАДФН клеткам ([ссылка]).

Глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа представляет собой фермент, ограничивающий скорость метаболического пути, который поставляет НАДФН клеткам.

Нарушение этого пути может привести к уменьшению глутатиона в эритроцитах; как только весь глутатион потребляется, ферменты и другие белки, такие как гемоглобин, подвержены повреждению. Например, гемоглобин может метаболизироваться в билирубин, что приводит к желтухе, состоянию, которое может стать тяжелым. Люди, которые страдают от дефицита G6PD, должны избегать определенных продуктов и лекарств, содержащих химические вещества, которые могут вызвать повреждение их эритроцитов с дефицитом глутатиона.

В механизме пентозофосфатного пути G6PD катализирует реакцию, которая регулирует NAPDH, кофермент, регулирующий глутатион, антиоксидант, защищающий эритроциты и другие клетки от окислительного повреждения.

Гетерогенный катализатор представляет собой катализатор, который находится в другой фазе (обычно твердой), чем реагенты. Такие катализаторы обычно функционируют, обеспечивая активную поверхность, на которой может происходить реакция. Газовые и жидкофазные реакции, катализируемые гетерогенными катализаторами, происходят на поверхности катализатора, а не в газовой или жидкой фазе.

Гетерогенный катализ состоит как минимум из четырех стадий:

  1. Адсорбция реагента на поверхности катализатора
  2. Активация адсорбированного реагента
  3. Реакция адсорбированного реагента
  4. Диффузия продукта с поверхности в газовую или жидкую фазу (десорбция).

Любой из этих шагов может быть медленным и, таким образом, может служить шагом, определяющим скорость. Однако в целом в присутствии катализатора общая скорость реакции выше, чем если бы реагенты находились в газовой или жидкой фазе.

[ссылка] иллюстрирует этапы, которые, по мнению химиков, происходят в реакции соединений, содержащих двойную углерод-углеродную связь, с водородом на никелевом катализаторе. Никель является катализатором, используемым при гидрогенизации полиненасыщенных жиров и масел (содержащих несколько углерод-углеродных двойных связей) с получением насыщенных жиров и масел (содержащих только одинарные углерод-углеродные связи).

В катализе реакции \({\text{C}}_{2}{\text{H}}_{4}+{\text{H}}_{2}\phantom{ \правило{0.2em}{0ex}}⟶\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}{\text{C}}_{2}{\text{H}}_{6}\) на никель. (а) Водород адсорбируется на поверхности, разрывая связи Н–Н и образуя связи Ni–Н. (б) Этилен адсорбируется на поверхности, разрывая π-связь и образуя связи Ni–C. (в) Атомы диффундируют по поверхности и при столкновении образуют новые связи С–Н. (г) Молекулы C 2 H 6 покидают поверхность никеля, так как они не сильно притягиваются к никелю.

Другие важные промышленные процессы, в которых используются гетерогенные катализаторы, включают получение серной кислоты, получение аммиака, окисление аммиака в азотную кислоту и синтез метанола, CH 3 OH.Гетерогенные катализаторы также используются в каталитических нейтрализаторах большинства автомобилей с бензиновым двигателем ([ссылка]).

Автомобильные каталитические нейтрализаторы

Ученые разработали каталитические нейтрализаторы для снижения количества токсичных выбросов, образующихся при сжигании бензина в двигателях внутреннего сгорания. Каталитические нейтрализаторы используют все пять факторов, влияющих на скорость химических реакций, чтобы обеспечить максимальную безопасность выхлопных газов.

Используя тщательно подобранную смесь каталитически активных металлов, можно осуществить полное сгорание всех углеродсодержащих соединений до двуокиси углерода, а также снизить выход оксидов азота. Это особенно впечатляет, если учесть, что на одном этапе к молекуле добавляется больше кислорода, а на другом удаляется кислород ([ссылка]).

Каталитический нейтрализатор позволяет сжигать все углеродосодержащие соединения до двуокиси углерода, в то же время снижая выбросы оксида азота и других загрязняющих веществ в выбросы бензиновых двигателей.

Большинство современных трехкомпонентных каталитических нейтрализаторов имеют поверхность, пропитанную платино-родиевым катализатором, который катализирует превращение оксида азота в азот и кислород, а также превращение оксида углерода и углеводородов, таких как октан, в диоксид углерода и водяной пар:

\(\begin{array}{l}2{\text{NO}}_{\text{2}}\left(g\right)\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}⟶\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}{\text{N}}_{\text{2}}\left(g\right)+2{\text{O} } _ {\ текст {2}} \ влево (г \ вправо) \\ 2 \ текст {CO (} г \ вправо) + {\ текст {O}} _ {2} \ влево (г \ вправо) \ фантом {\ правило {0.2em} {0ex}} ⟶ \ фантом {\ правило {0. 2em} {0ex}} 2 {\ текст {CO}} _ {\ текст {2}} \ влево (г \ вправо) \\ 2 {\ текст {C}} _ ​​{8} {\ текст {H}} _ {18} \ влево (г \ вправо) + 25 {\ текст {O}} _ {2} \ влево (г \ вправо) \phantom{\rule{0.2em}{0ex}}⟶\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}16{\text{CO}}_{2}\left(g\right)+18{\ текст {H}}_{2}\text{O}\left(g\right)\end{массив}\)

Для обеспечения максимальной эффективности большинство каталитических нейтрализаторов предварительно нагреваются электрическим нагревателем.Это гарантирует, что металлы в катализаторе будут полностью активны еще до того, как автомобильный выхлоп станет достаточно горячим для поддержания соответствующих температур реакции.

«ChemWiki» Калифорнийского университета в Дэвисе дает подробное объяснение того, как работают каталитические нейтрализаторы.

Структура и функция фермента

Изучение ферментов является важным связующим звеном между биологией и химией. Ферменты обычно представляют собой белки (полипептиды), которые помогают контролировать скорость химических реакций между биологически важными соединениями, особенно теми, которые участвуют в клеточном метаболизме. Различные классы ферментов выполняют множество функций, как показано на [ссылка].

Классы ферментов и их функции
Класс Функция
оксидоредуктазы окислительно-восстановительные реакции
трансферазы перенос функциональных групп
гидролазы реакции гидролиза
лиазы отщепление группы с образованием двойных связей
изомеразы изомеризация
лигазы образование связи при гидролизе АТФ

Молекулы ферментов обладают активным центром, частью молекулы, форма которой позволяет ей связываться с определенным субстратом (молекулой реагента), образуя фермент-субстратный комплекс в качестве промежуточного продукта реакции. Есть две модели, которые пытаются объяснить, как работает этот активный сайт. Самая упрощенная модель называется гипотезой замка и ключа, которая предполагает, что молекулярные формы активного центра и субстрата дополняют друг друга и подходят друг к другу, как ключ в замке. С другой стороны, гипотеза индуцированного соответствия предполагает, что молекула фермента является гибкой и меняет форму, чтобы приспособиться к связи с субстратом. Однако это не означает, что активный центр фермента полностью пластичен.И модель «замок-и-ключ», и модель индуцированного соответствия учитывают тот факт, что ферменты могут связываться только с определенными субстратами, поскольку, как правило, конкретный фермент катализирует только определенную реакцию ([ссылка]).

(а) Согласно модели «замок-ключ», форма активного центра фермента идеально подходит для субстрата. (b) Согласно модели индуцированной подгонки, активный центр является несколько гибким и может изменять форму, чтобы соединиться с подложкой.

Катализаторы влияют на скорость химической реакции, изменяя ее механизм, чтобы обеспечить более низкую энергию активации.Катализаторы могут быть гомогенными (в той же фазе, что и реагенты) или гетерогенными (в другой фазе, чем реагенты).

Учет увеличения скорости реакции, вызванного катализатором.

Общий способ действия катализатора заключается в обеспечении механизма, с помощью которого реагенты могут легче объединяться, выбирая путь с более низкой энергией реакции. Увеличиваются скорости как прямой, так и обратной реакции, что приводит к более быстрому достижению равновесия.

Сравните функции гомогенных и гетерогенных катализаторов.

Рассмотрите этот сценарий и ответьте на следующие вопросы: Атомы хлора, образующиеся в результате разложения хлорфторметанов, таких как CCl 2 F 2 , катализируют разложение озона в атмосфере. Один упрощенный механизм разложения:

\(\begin{array}{}\\ \\ {\text{O}}_{3}\stackrel{\phantom{\rule{0. 2em}{0ex}}\text{солнечный свет}\phantom{\ правило{0.2em}{0ex}}}{\to }{\text{O}}_{2}+\text{O}\\ {\text{O}}_{3}+\text{Cl}\phantom{ \rule{0.2em}{0ex}}⟶\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}{\text{O}}_{2}+\text{ClO}\\ \text{ClO}+\ text{O}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}⟶\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\text{Cl}+{\text{O}}_{2}\end {массив}\)

(a) Объясните, почему атомы хлора являются катализаторами газофазного превращения:

\(2{\text{O}}_{3}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}⟶\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}3{\text{O}} _{2}\)

(b) Оксид азота также участвует в разложении озона по механизму:

\(\begin{array}{}\\ {\text{O}}_{3}\stackrel{\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\text{солнечный свет}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}}{\to }{\text{O}}_{2}+\text{O}\\ {\ text{O}}_{3}+\text{NO}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}⟶\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}{\text{NO}}_ {2}+{\text{O}}_{2}\\ {\text{NO}}_{2}+\text{O}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}⟶\phantom {\rule{0.2em}{0ex}}\text{NO}+{\text{O}}_{2}\end{массив}\)

Является ли NO катализатором разложения? Поясните свой ответ.

(a) Атомы хлора являются катализатором, поскольку они реагируют на второй стадии, но регенерируются на третьей стадии.Таким образом, они не израсходованы, что характерно для катализаторов. (б) NO является катализатором по той же причине, что и в части (а).

Для каждой из следующих пар диаграмм реакций укажите, какая из пар является катализируемой:

(а)

(б)

Для каждой из следующих пар диаграмм реакций определите, какая из пар является катализируемой:

(а)

(б)

Понижение энергии переходного состояния указывает на действие катализатора.(а) Б; (б) В

Для каждой из следующих диаграмм реакции оцените энергию активации ( E a ) реакции:

(а)

(б)

Для каждой из следующих диаграмм реакции оцените энергию активации ( E a ) реакции:

(а)

(б)

Энергия, необходимая для перехода из начального состояния в переходное, составляет (а) 10 кДж; (б) 10 кДж

Судя по диаграммам в [ссылка], какая из реакций имеет наибольшую скорость? У кого самая низкая скорость?

Судя по диаграммам в [ссылка], какая из реакций имеет наибольшую скорость? У кого самая низкая скорость?

Оба имеют одинаковую энергию активации, поэтому у них одинаковая скорость.

Сноски

  1. 1 «Нобелевская премия по химии 1995 г.», Nobel Prize.org, по состоянию на 18 февраля 2015 г., http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1995/.

Глоссарий

гетерогенный катализатор
катализатор присутствует в фазе, отличной от реагентов, обеспечивая поверхность, на которой может происходить реакция
гомогенный катализатор
катализатор присутствует в той же фазе, что и реагенты

К вычислительному дизайну твердых катализаторов

  • Томас, Дж.М. и Томас, В.-Дж. Принципы и практика гетерогенного катализа (ВЧ, 1997).

    Google ученый

  • Ceder, G. et al. Идентификация катодных материалов для литиевых аккумуляторов на основе расчетов из первых принципов. Природа 392 , 694–696 (1998).

    Артикул КАС Google ученый

  • Алапати С.В., Джонсон Дж.К. и Шолл, Д.С. Использование расчетов из первых принципов для определения новых реакций дестабилизированного гидрида металла для обратимого хранения водорода. Физ. хим. хим. физ. 9 , 1438–1452 (2007).

    Артикул КАС Google ученый

  • Пикини, П., Граф, П. А. и Зунгер, А. Расчет ширины запрещенной зоны четверных (In, Ga) (As, Sb) полупроводников с использованием метода обратной зонной структуры. Физ. Преподобный Летт. 100 , 186403 (2008 г.).

    Артикул КАС Google ученый

  • Wondimagegn, T., Wang, D., Razavi, A. & Ziegler, T. Расчетный дизайн С-2-симметричных катализаторов на основе металлоцена для синтеза высокомолекулярных полимеров сополимеризацией этилена/пропилена. Металлоорганические соединения 27 , 6434–6439 (2008).

    Артикул КАС Google ученый

  • Конли, Б.Л. и др. Разработка и исследование гомогенных катализаторов селективного низкотемпературного окисления углеводородов. Дж. Мол. Кот. А-хим. 251 , 8–23 (2006).

    Артикул КАС Google ученый

  • Нильссон, А., Петтерссон, Л. Г. М. и Норсков, Дж. К. (ред.) Химическая связь на поверхностях и границах раздела (Elsevier, 2008).

    Google ученый

  • Эртль, Г.Реакции на поверхностях: от атомов к сложности. Анжю. хим. Междунар. Эд. 47 , 3524–3535 (2008).

    Артикул КАС Google ученый

  • Somorjai, G.A. Introduction to Surface Chemistry and Catalysis (Wiley, 1994).

    Google ученый

  • Yeo, Y.Y., Vattuone, L. & King, D.A. Калориметрические теплоты для адсорбции CO и кислорода и для каталитической реакции окисления CO на Pt{111}. J. Chem. физ. 106 , 392–401 (1997).

    Артикул КАС Google ученый

  • Гудман, Д. В., Келли, Р. Д., Мэди, Т. Э. и Йейтс, Дж. Т. Кинетика гидрирования CO на монокристаллическом никелевом катализаторе. J. Катал. 63 , 226–234 (1980).

    Артикул КАС Google ученый

  • Литкен О.и другие. Энергетика адсорбции и реакции циклогексена на Pt(111) методом низкотемпературной микрокалориметрии. Дж. Ам. хим. соц. 130 , 10247–10257 (2008).

    Артикул КАС Google ученый

  • Кон, В. и Шам, Л. Дж. Самосогласованные уравнения, включая эффекты обмена и корреляции. Физ. Ред. A 140 , 1133–1138 (1965).

    Артикул Google ученый

  • Пердью, Дж.П., Берк, К. и Эрнзерхоф, М. Упрощенное приближение обобщенного градиента. Физ. Преподобный Летт. 77 , 3865–3868 (1996).

    Артикул КАС Google ученый

  • Хаммер, Б., Хансен, Л. Б. и Норсков, Дж. К. Улучшенная энергетика адсорбции в рамках теории функционала плотности с использованием пересмотренных функционалов PBE. Физ. Ред. B 59 , 7413–7421 (1999).

    Артикул Google ученый

  • Хаммер, Б.и Норсков, Дж. К. Теоретическая наука о поверхности и катализ — расчеты и концепции. Доп. Катал. 45 , 71–129 (2000).

    КАС Google ученый

  • Hansen, E. W. & Neurock, M. Моделирование методом Монте-Карло кинетики гидрирования этилена на Pd на основе первых принципов. J. Катал. 196 , 241–252 (2000).

    Артикул КАС Google ученый

  • Рейтер, К., Френкель Д. и Шеффлер М. Стационарное состояние гетерогенного катализа, изученное с помощью первых принципов статистической механики. Физ. Преподобный Летт. 93 , 116105 (2004 г.).

    Артикул КАС Google ученый

  • Хонкала, К. и др. Синтез аммиака из первопринципных расчетов. Наука 307 , 555–558 (2005).

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Кандои, С.и другие. Прогноз экспериментальных скоростей разложения метанола на платине из первых принципов. Верх. Катал. 37 , 17–28 (2006).

    Артикул КАС Google ученый

  • Hansen, K.H. et al. Нанокристаллы палладия на Al2O3: структура и энергия адгезии. Физ. Преподобный Летт. 83 , 4120–4123 (1999).

    Артикул КАС Google ученый

  • Хансен, Т.В. и др. Атомное разрешение in situ Просвечивающая электронная микроскопия промотора гетерогенного катализатора. Наука 294 , 1508–1510 (2001).

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Hansen, P.L. et al. Визуализация динамических изменений формы нанокристаллов меди с атомным разрешением. Наука 295 , 2053–2055 (2002).

    Артикул КАС Google ученый

  • Хофманн, С.и другие. Наблюдения in situ за динамикой катализатора во время зародышеобразования поверхностно-связанных углеродных нанотрубок. Нано Летт. 7 , 602–608 (2007).

    Артикул КАС Google ученый

  • Gontard, L.C. et al. Изображение активных центров промышленных катализаторов с коррекцией аберраций. Анжю. хим. Междунар. Эд. 46 , 3683–3685 (2007).

    Артикул КАС Google ученый

  • Кон, В.Функционал плотности и метод матрицы плотности масштабируются линейно с количеством атомов. Физ. Преподобный Летт. 76 , 3168–3171 (1996).

    Артикул КАС Google ученый

  • Продан, Э. и Кон, В. Близорукость электронной материи. Проц. Натл акад. науч. США 102 , 11635–11638 (2005 г.).

    Артикул КАС Google ученый

  • Норсков, Й.К. и др. Универсальность в гетерогенном катализе. J. Катал. 209 , 275–278 (2002).

    Артикул КАС Google ученый

  • Чиобика И. М. и ван Сантен Р. А. Диссоциация монооксида углерода на плоских и ступенчатых поверхностях Ru(0001). J. Phys. хим. B 107 , 3808–3812 (2003).

    Артикул КАС Google ученый

  • Паллассана, В.и Нейрок, М. Электронные факторы, управляющие активностью гидрирования и дегидрирования этилена на псевдоморфных поверхностях Pd-ML/Re(0001), Pd-ML/Ru(0001), Pd(111) и Pd-ML/Au(111). J. Катал. 191 , 301–317 (2000).

    Артикул КАС Google ученый

  • Алкала, Р., Маврикакис, М. и Думесик, Дж. А. Исследования расщепления связей СС и СО в поверхностных частицах, полученных из этанола на Pt (111), методом DFT. J. Катал. 218 , 178–190 (2003).

    Артикул КАС Google ученый

  • Михаэлидис, А. и др. Выявление общих линейных зависимостей между энергиями активации и изменениями энтальпии реакций диссоциации на поверхности. Дж. Ам. хим. соц. 125 , 3704–3705 (2003).

    Артикул КАС Google ученый

  • Блигаард, Т.и другие. Соотношение Бренстеда-Эванса-Поланьи и вулканическая кривая в гетерогенном катализе. J. Катал. 224 , 206–217 (2004).

    Артикул КАС Google ученый

  • Sabatier, P. Катализ гидрирования и дегидрирования. Бер. Немецкий. хим. Гезельшафт 44 , 1984–2001 (1911).

    Артикул КАС Google ученый

  • Абильд-Педерсен, Ф. и другие. Скейлинговые свойства энергий адсорбции водородосодержащих молекул на поверхностях переходных металлов. Физ. Преподобный Летт. 99 , 016105 (2007).

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Boudart, M. в Handbook of Heterogeneous Catalysis (под редакцией Ertl, G., Knözinger, H. & Weitkamp, ​​J.) 1 (Wiley-VCH, Weinheim, 1997).

    Книга Google ученый

  • Фальсиг, Х.и другие. Тенденции каталитической активности наночастиц по окислению СО. Анжю. хим. Междунар. Эд. 47 , 4835–4835 (2008).

    Артикул КАС Google ученый

  • Ченг Дж. и Ху П. Использование трехмерной поверхности вулкана для понимания химии многофазных систем в гетерогенном катализе. Дж. Ам. хим. соц. 130 , 10868–10869 (2008).

    Артикул КАС Google ученый

  • Холлоуэй, С., Лундквист, Б.И. и Норсков, Дж.К., в Proc. 8-я конференция по катализу, Берлин, , том. IV , стр. 85 (Verlag Chemie, 1984).

    Google ученый

  • Хаммер, Б. и Норсков, Дж. К. Почему золото — самый благородный из всех металлов. Природа 376 , 238–240 (1995).

    Артикул КАС Google ученый

  • Маврикакис М., Хаммер, Б. и Норсков, Дж. К. Влияние деформации на реакционную способность металлических поверхностей. Физ. Преподобный Летт. 81 , 2819–2822 (1998).

    Артикул Google ученый

  • Рудгар, А. и Гросс, А. Локальная реакционная способность металлических верхних слоев: расчеты теории функционала плотности Pd на Au. Физ. Ред. B 67 , 33409 (2003).

    Артикул КАС Google ученый

  • Гайдос М., Эйхлер, А. и Хафнер, Дж. Адсорбция CO на плотноупакованных поверхностях переходных и благородных металлов: тенденции из расчетов ab initio. J. Phys. Конденс. Материя 16 , 1141–1164 (2004).

    Артикул КАС Google ученый

  • Nilsson, A. et al. Эффект электронной структуры в гетерогенном катализе. Катал. лат. 100 111–114 (2005).

    Артикул КАС Google ученый

  • Безенбахер, Ф.и другие. Разработка поверхностного сплавного катализатора паровой конверсии. Наука 279 , 1913–1915 (1998).

    Артикул КАС Google ученый

  • Jacobsen, C. J.H. et al. Дизайн катализатора интерполяцией в периодической таблице: Биметаллические катализаторы синтеза аммиака. Дж. Ам. хим. соц. 123 , 8404–8405 (2001).

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Тулхот, Х.и Рэйбо, П. Кинетическая интерпретация паттернов каталитической активности на основе теоретических химических дескрипторов. J. Катал. 216 , 63–72 (2003).

    Артикул КАС Google ученый

  • Strasser, P. et al. Высокопроизводительный экспериментальный и теоретический прогнозный скрининг материалов. Сравнительное исследование стратегий поиска новых анодных катализаторов для топливных элементов. Физ. хим. B 107 , 11013–11021 (2003).

    Артикул КАС Google ученый

  • Грили, Дж. и Маврикакис, М. Катализаторы из сплавов, разработанные на основе первых принципов. Природа Матери. 3 , 810–815 (2004).

    Артикул КАС Google ученый

  • Andersson, M.P. et al. К вычислительному скринингу в гетерогенном катализе: Парето-оптимальные катализаторы метанирования. Дж.Катал. 239 , 501–506 (2006).

    Артикул КАС Google ученый

  • Сабатье, П. и Сендеренс, Дж. Б. Новый синтез метана. Компте Ренду Академик. науч. Париж 134 , 514–516 (1902).

    КАС Google ученый

  • Сехестед, Дж. и др. Открытие технических катализаторов метанирования на основе компьютерного скрининга. Верх. Катал. 45 , 9–13 (2007).

    Артикул КАС Google ученый

  • Джинноути, Р. и Андерсон, А. Б. Водный и поверхностный окислительно-восстановительные потенциалы из самосогласованно определенных энергий Гиббса. J. Phys. хим. C 112 , 8747–8750 (2008 г.).

    Артикул КАС Google ученый

  • Россмайсль, Й., Скуласон, Э., Бьоркетун, М. Э., Трипкович, В. и Норсков, Дж. К. Моделирование наэлектризованной поверхности раздела твердое тело-жидкость. Хим. физ. лат. 466 , 68–71 (2008).

    Артикул КАС Google ученый

  • Шубина Т. Е. и Копер М. Т. М. Совместная адсорбция воды и гидроксила на поверхности Pt2Ru. Электрохим. коммун. 8 , 703–706 (2006).

    Артикул КАС Google ученый

  • Рудгар, А.и Гросс, А. Двойной слой воды в системе верхнего слоя Pd/Au(111): коадсорбция и эффекты электрического поля. Хим. физ. лат. 409 , 157–162 (2005).

    Артикул КАС Google ученый

  • Сугино, О. и др. Моделирование молекулярной динамики из первых принципов границы раздела смещенный электрод/раствор. Прибой. науч. 601 , 5237–5240 (2007).

    Артикул КАС Google ученый

  • Филхол, Дж.С. и Нейрок, М. Объяснение электрохимической активации воды над Pd на основе первых принципов. Анжю. хим. Междунар. Эд. 45 , 402–406 (2006).

    Артикул КАС Google ученый

  • Конвей, Б.Е. и Бокрис, Дж.О.М. Кинетика электролитического выделения водорода и ее связь с электронными и адсорбционными свойствами металла. J. Chem. физ. 26 , 532–541 (1957).

    Артикул КАС Google ученый

  • Парсонс Р. Скорость электролитического выделения водорода и теплота адсорбции водорода. Пер. Фарадей Сок. 54 , 1053–1063 (1958).

    Артикул КАС Google ученый

  • Трасатти, С. Работа выхода, электроотрицательность и электрохимическое поведение металлов.3. Электролитическое выделение водорода в растворах кислот. Дж. Электроанал. хим. 39 , 163–184 (1972).

    Артикул КАС Google ученый

  • Nørskov, J.K. et al. Тенденции обменного тока для выделения водорода. Дж. Электрохим. соц. 152 J23–J26 (2005 г.).

    Артикул КАС Google ученый

  • Hinnemann, B. et al. Биомиметическая эволюция водорода. Дж.Являюсь. хим. соц. 127 , 5308–5309 (2005).

    Артикул КАС Google ученый

  • Грили, Дж. и др. Вычислительный высокопроизводительный скрининг электрокаталитических материалов для выделения водорода. Природа Матери. 5 , 909–913 (2006).

    Артикул КАС Google ученый

  • Гомес Р., Фелиу Дж. М. и Алдас А.Влияние необратимо адсорбированного висмута на адсорбцию и выделение водорода на Pt(111). Электрохим. Acta 42 , 1675–1683 (1997).

    Артикул Google ученый

  • Эванс Д. Дж. и Пикетт С. Дж. Химия и гидрогеназы. Хим. соц. 32 , 268–275 (2003).

    Артикул КАС Google ученый

  • Рис, Д.К. и Ховард, Дж. Б. Интерфейс между биологическим и неорганическим мирами: металлокластеры железо-сера. Наука 300 , 929–931 (2003).

    Артикул КАС Google ученый

  • Siegbahn, P. E.M., Tye, JW & Hall, MB. Вычислительные исследования гидрогеназ [NiFe] и [FeFe]. Chem Rev. 107 , 4414–4435 (2007).

    Артикул КАС Google ученый

  • Топсе, Х., Clausen, BS & Massoth, FE в Catalysis, Science and Technology Vol. 11 (под редакцией Anderson, JR & Boudart, M.) 1–310 (Springer, 1996).

    Книга Google ученый

  • Helveg, S. et al. Структура атомарного масштаба однослойных нанокластеров MoS2. Физ. Преподобный Летт. 84 , 951–954 (2000).

    Артикул КАС Google ученый

  • Харамильо, Т.Ф. и др. Идентификация активных краевых центров для электрохимического выделения h3 из нанокатализаторов MoS2. Наука 317 , 100–102 (2007).

    Артикул КАС Google ученый

  • Соморжай, Г. А. и Ян, М. Наука о поверхности каталитической селективности. Верх. Катал. 24 , 61–72 (2003).

    Артикул КАС Google ученый

  • Вайссермель, К.и Арпе, Х.-Дж. Промышленная органическая химия . 4-е изд. (Wiley-VCH, 2003).

    Книга Google ученый

  • Лефорт, Т. Е. Процесс производства этиленоксида. Патент Франции 729952 (1931 г.).

  • Брейнард, Р. Л. и Мэдикс, Р. Дж. Поверхностно-опосредованная изомеризация и окисление аллилового спирта на Cu(110). Дж. Ам. хим. соц. 111 , 3826–3835 (1989).

    Артикул КАС Google ученый

  • Линик, С.и Барто, М. А. Формирование стабильных поверхностных оксамметаллоциклов, образующих оксид этилена. Дж. Ам. хим. соц. 124 , 310–317 (2002).

    Артикул КАС Google ученый

  • Линик, С. и Барто, М. А. Построение координаты реакции и микрокинетической модели эпоксидирования этилена на серебре на основе расчетов DFT и экспериментов по изучению поверхности. J. Катал. 214 , 200–212 (2003).

    Артикул КАС Google ученый

  • Линик, С., Янковяк, Дж. и Барто, М. А. Разработка биметаллических катализаторов эпоксидирования этилена на основе селективности из первых принципов. J. Катал. 224 , 489–493 (2004).

    Артикул КАС Google ученый

  • Lemons, R. A. Топливные элементы для транспорта. J. Power Sources 29 , 251–264 (1990).

    Артикул КАС Google ученый

  • Алайоглу, С. , Нилекар, А.У., Маврикакис, М. и Эйххорн, Б. Наночастицы ядро-оболочка Ru-Pt для предпочтительного окисления монооксида углерода в водороде. Природа Матери. 7 , 333–338 (2008).

    Артикул КАС Google ученый

  • Лю П., Логадотир А. и Норсков Дж. К. Моделирование электроокисления CO и h3/CO на Pt, Ru, PtRu и Pt3Sn. Электрохим. Acta 48 , 3731–3742 (2003).

    Артикул КАС Google ученый

  • Studt, F. et al. Идентификация катализаторов на основе сплавов неблагородных металлов для селективного гидрирования ацетилена. Наука 320 , 1320–1322 (2008).

    Артикул КАС Google ученый

  • Шусторович Э. и Белл А.T. Термохимия углеводородов C-2 на поверхностях переходных металлов — подход сохранения порядка связи. Прибой. науч. 205 , 492–512 (1988).

    Артикул КАС Google ученый

  • Ковнир К. и др. Новый подход к четко определенным, стабильным и локализованным катализаторам. наук. Технол. Доп. Матер. 8 , 420–427 (2007).

    Артикул КАС Google ученый

  • Вольпе, М.A., Rodriguez, P. & Gigola, CE. Приготовление катализаторов Pd-Pb/α-Al2O3 для селективного гидрирования с использованием PbBu4: роль граничных атомов металл-носитель и образование стабильного поверхностного комплекса. Катал. лат. 61 , 27–32 (1999).

    Артикул КАС Google ученый

  • Чоудхари Т.В., Сивадинараяна К., Датье А.К., Кумар Д. и Гудман Д.В. Гидрирование ацетилена на катализаторах на основе золота. Катал. лат. 86 , 1–8 (2003).

    Артикул КАС Google ученый

  • Бланкеншип, С. А., Войт, Р. В., Перкинс, Дж. А. и Фрид, Дж. Э. Процесс селективного гидрирования ацетилена в процессе очистки этилена. Патент США 6 509 292 (2003 г.).

  • Кохан, А.Ф., Седер, Г., Морган, Д. и ван де Валле, К.Г. Исследование первых принципов собственных точечных дефектов в ZnO. Физ.Ред. B 61 , 15019–15027 (2000 г.).

    Артикул КАС Google ученый

  • Соланс-Монфорт, X., Бранчэделл, В., Содупе, М., Сиерка, М. и Зауэр, Дж. Образование электронных дырок в кислых цеолитных катализаторах. J. Chem. физ. 121 , 6034–6041 (2004).

    Артикул КАС Google ученый

  • Паккиони, Г. Моделирование легированных и дефектных оксидов в катализе методами теории функционала плотности: Возможности для улучшений. J. Chem. физ. 128 , 182505 (2008 г.).

    Артикул КАС Google ученый

  • Chretien, S. & Metiu, H. Эволюция O2 на чистой частично восстановленной поверхности TiO2(110) рутила и на той же поверхности, предварительно покрытой Au1 и Au2: важность сохранения спина. J. Chem. физ. 129 , 074705 (2008).

    Артикул КАС Google ученый

  • Эдер Ф.и Лерхер, Дж. А. Сорбция алканов в молекулярных ситах: вклад упорядочения, межмолекулярных взаимодействий и сорбции на бренстедовских кислотных центрах. Цеолиты 18 , 75–81 (1997).

    Артикул КАС Google ученый

  • Дион, М., Ридберг, Х., Шредер, Э., Лангрет, Д. К. и Лундквист, Б. И. Функционал плотности Ван-дер-Ваальса для общих геометрий. Физ. Преподобный Летт. 92 , 246401 (2004 г.).

    Артикул КАС Google ученый

  • Чакарова-Как С.Д., Шредер Э., Лундквист Б.И. и Лангрет Д.К. Применение функционала плотности Ван-дер-Ваальса к расширенной системе: адсорбция бензола и нафталина на графите. Физ. Преподобный Летт. 96 , 146107 (2006).

    Артикул КАС Google ученый

  • Йоханнессон, Г.Х. и др. Комбинированная теория электронной структуры и эволюционный поиск дизайна материалов. Физ. Преподобный Летт. 88 , 255506 (2002).

    Артикул КАС Google ученый

  • Куртароло С., Морган Д., Перссон К., Роджерс Дж. и Седер Г. Прогнозирование кристаллических структур с помощью интеллектуального анализа данных квантовых расчетов. Физ. Преподобный Летт. 91 , 135503 (2003 г. ).

    Артикул КАС Google ученый

  • Оганов А.Р. и Гласс, К.В. Предсказание кристаллической структуры с использованием эволюционных методов ab initio: принципы и приложения. J. Chem. физ. 124 , 244704 (2006 г.).

    Артикул КАС Google ученый

  • Ньюнс Д.М. Самосогласованная модель хемосорбции водорода. Физ. 178 , 1123–1135 (1969).

    Артикул КАС Google ученый

  • Китчин, Дж.Р., Норсков Дж. К., Барто М. А. и Чен Дж. Г. Модификация поверхностных электронных и химических свойств Pt (111) подповерхностными 3d-переходными металлами. J. Chem. физ. 120 , 10240–10245 (2004).

    Артикул КАС Google ученый

  • Якобсен, С. Дж. Х., Даль, С., Бойзен, А., Клаузен, Б. С. и Норсков, Дж. К. Кривые оптимального катализатора: соединение расчетов DFT с конструкцией промышленного реактора и выбором катализатора. J. Катал. 205 , 382–387 (2002).

    Артикул КАС Google ученый

  • «Элегантные» катализаторы, которые отличают левое от правого совка химии Нобелевская премия

    Дэвид Макмиллан (слева) и Бенджамин Лист получили Нобелевскую премию по химии 2021 года за разработку асимметричного органокатализа. Предоставлено: Принстонский университет, Самир А. Хан/Fotobuddy; Дэвид Ауссерхофер/Общество Макса Планка/UPI/Shutterstock

    Два исследователя, разработавшие методы ускорения и контроля химических реакций, получили Нобелевскую премию по химии 2021 года.

    Бенджамин Лист и Дэвид Макмиллан по отдельности разработали новый тип катализа в 1990-х годах. Этот метод, называемый асимметричным органокатализом, сегодня широко используется для производства лекарств и других химических веществ. Важно отметить, что катализаторы, разработанные этой парой, могут различать левое и правое, синтезируя молекулы, которые отличаются от их зеркального отображения.

    Пара разработала «по-настоящему элегантный инструмент для создания молекул — проще, чем можно было себе представить», — сказала член Нобелевского комитета по химии Пернилла Виттунг-Стафшеде во время объявления премии.«До 2000 года мы знали только о двух формах катализаторов. Но потом все изменилось. Бенджамин Лист и Дэвид Макмиллан независимо друг от друга сообщили, что вы можете использовать небольшие органические молекулы для выполнения той же работы, что и большие ферменты и металлические катализаторы, в реакциях, которые являются точными, дешевыми, быстрыми и экологически безопасными».

    «Я абсолютно не ожидал такого огромного сюрприза — вы действительно сделали мой день сегодня», — сказал Лист журналистам на пресс-конференции после объявления. «Когда я [впервые] проводил этот эксперимент, я не знал, что произойдет, и подумал, может быть, это глупая идея, или кто-то уже пробовал это. Когда я увидел, что это работает, я почувствовал, что это может стать чем-то большим».

    Альтернативные катализаторы

    Катализаторы, вещества, которые ускоряют реакции, не расходуясь, являются основными инструментами для химиков. Лист из Института исследований угля им. Макса Планка в Мюльхайме-на-Руре, Германия, и Макмиллан из Принстонского университета в Нью-Джерси разработали катализаторы, которые могут управлять асимметричным катализом, при котором реакция дает больше левовращающего катализа. вариант молекулы, чем правый, или наоборот.

    В 2000 году Лист показал, что аминокислота пролин может выступать в качестве катализатора в альдольной реакции, в которой атомы углерода из двух разных молекул соединяются вместе, и что она может запускать асимметричный катализ 1 . Примерно в то же время Макмиллан разработал небольшие органические молекулы, которые могут отдавать или принимать электроны и, следовательно, эффективно катализировать реакции 2 .

    До их прорывов химики считали, что катализатор, который синтезирует хиральные молекулы (с определенной направленностью), должен быть либо ферментом, либо содержать переходный металл, такой как железо.«Это был концептуальный сдвиг», — говорит химик Кэтлин Крадден из Королевского университета в Кингстоне, Канада. «Долгое время люди думали, что металлы и ферменты — единственные».

    «Органические катализаторы», разработанные Листом, Макмилланом и их сотрудниками, не содержали металлов. И в отличие от ферментов — обычно больших комплексов, состоящих из белков — они были небольшими органическими молекулами, «что, я думаю, очень интересно», — говорит химик Клаудия Фельзер из Института химической физики твердых тел им. Макса Планка в Дрездене, Германия.Органокатализаторы дешевле в производстве и более устойчивы, чем те, которые содержат металлы, и интерес к этой области резко возрос с момента их открытия.

    Дар природы

    В целом ряде явлений и в самых разных масштабах природа часто предпочитает одну руку другой, добавляет Фельсер. Это отражается в том факте, что материя во Вселенной преобладает над антиматерией, и что жизнь использует левосторонние аминокислоты и правосторонние сахара.

    «Почему в мире биология единолична? Почему у нас есть такое предпочтение в природе? Мы не знаем», — сказал Лист.«Эта хиральность передается в каталитической реакции на субстраты, так что вы получаете больше этих хиральных молекул. Я бы сказал, что это большой подарок, что природа дает нам эти молекулы».

    «Для меня хиральность — самый интересный вопрос в физике и химии и, возможно, даже в биологии», — говорит Фельсер, добавляя, что сегодняшнее объявление может «вдохновить молодое поколение на поиски нарушений симметрии в природе».

    «По моему мнению, настоящая революция в том, что у нас есть, — в наших открытиях — сейчас только всплывает», — сказал Лист.Он добавил, что получение Нобелевской премии даст ему еще большую свободу в реализации новых идей в своих исследованиях. «Надеюсь, я оправдаю это признание и продолжу открывать удивительные вещи».

    Дополнительный отчет Тосина Томпсона.

    Катализатор | Encyclopedia.com

    Катализатор — это любой агент, который ускоряет реакцию или процесс, не расходуясь и не изменяясь.

    В химических реакциях молекулы изменяются путем перемещения или перегруппировки атомов или кластеров атомов.Для каждой реакции, чтобы осуществить эти химические переходы от одной молекулы к измененной молекуле, обычно требуется определенное количество энергии, чтобы подготовить молекулу к изменению. Это называется энергией активации. Энергию активации можно рассматривать как барьер, препятствующий переходу молекул из одной формы в другую.

    В химической реакции катализаторы удерживают молекулу в определенном положении или влияют на прочность отдельных химических связей, которые изменяются в ходе реакции.Катализаторы ускоряют реакции, снижая энергию активации, необходимую для протекания реакции. В живых системах большинство химических реакций катализируются белками, называемыми ферментами.

    Катализаторы могут быть гомогенными или гетерогенными. Гомогенный катализатор — это катализатор, находящийся в той же фазе (газообразной, жидкой или твердой), что и реагирующее химическое вещество. В биологии, например, ферменты распределены в жидкой среде внутри клеток, и реагирующие химические вещества там же растворены в жидком состоянии.Напротив, гетерогенные катализаторы существуют в другом физическом состоянии, чем реагирующие химические вещества. Например, в автомобилях каталитический нейтрализатор представляет собой твердофазный катализатор на основе платины, который находится в выхлопной системе, но реагирующие химические вещества находятся в выхлопных газах, которые проходят после сгорания бензина.

    Катализаторы могут замедляться при наличии различных ингибиторов или ядов. Ингибиторы представляют собой вещества, которые физически взаимодействуют с поверхностью катализатора, замедляя или препятствуя протеканию химической реакции.Часто молекулы, которые действуют как ингибиторы для определенного катализатора, имеют форму и структуру, очень близкую к химическому веществу, которое обычно взаимодействует с катализатором. Однако ингибиторы химически отличаются от реагирующих химических веществ, так что они не могут быть химически изменены при обычном действии катализатора. В случае ферментов в лекарствах часто могут использоваться специфические ингибиторы, такие как популярные статины, используемые для снижения уровня холестерина. В каталитическом нейтрализаторе тяжелые металлы, такие как свинец, действуют как яды, необратимо соединяясь с каталитической поверхностью платины, разрушая ее каталитические свойства.

    Среди многих катализаторов, используемых в судебно-медицинской экспертизе, ученые используют неорганические катализаторы при анализе образцов краски и биологические катализаторы при анализе ДНК .

    см. также Химические уравнения; Эндотермическая реакция; Экзотермические реакции.

    Ферменты и катализаторы — AP Chemistry

    Если вы считаете, что контент, доступный с помощью Веб-сайта (как это определено в наших Условиях обслуживания), нарушает одно или более ваших авторских прав, пожалуйста, сообщите нам, предоставив письменное уведомление («Уведомление о нарушении»), содержащее в информацию, описанную ниже, назначенному агенту, указанному ниже. Если университетские наставники примут меры в ответ на ан Уведомление о нарушении, он предпримет добросовестную попытку связаться со стороной, предоставившей такой контент средства самого последнего адреса электронной почты, если таковой имеется, предоставленного такой стороной Varsity Tutors.

    Ваше Уведомление о нарушении может быть направлено стороне, предоставившей контент, или третьим лицам, таким как так как ChillingEffects.org.

    Обратите внимание, что вы будете нести ответственность за ущерб (включая расходы и гонорары адвокатов), если вы существенно искажать информацию о том, что продукт или деятельность нарушают ваши авторские права.Таким образом, если вы не уверены, что содержимое находится на Веб-сайте или на который ссылается Веб-сайт, нарушает ваши авторские права, вам следует сначала обратиться к адвокату.

    Чтобы подать уведомление, выполните следующие действия:

    Вы должны включить следующее:

    Физическая или электронная подпись владельца авторских прав или лица, уполномоченного действовать от его имени; Идентификация авторских прав, которые, как утверждается, были нарушены; Описание характера и точного местонахождения контента, который, как вы утверждаете, нарушает ваши авторские права, в \ достаточно подробно, чтобы преподаватели университета могли найти и точно идентифицировать этот контент; например, мы требуем а ссылку на конкретный вопрос (а не только название вопроса), который содержит содержание и описание к какой конкретной части вопроса — изображению, ссылке, тексту и т. д. — относится ваша жалоба; Ваше имя, адрес, номер телефона и адрес электронной почты; а также Заявление от вас: (а) что вы добросовестно полагаете, что использование контента, который, как вы утверждаете, нарушает ваши авторские права не разрешены законом или владельцем авторских прав или его агентом; б) что все информация, содержащаяся в вашем Уведомлении о нарушении, является точной, и (c) под страхом наказания за лжесвидетельство вы либо владельцем авторских прав, либо лицом, уполномоченным действовать от их имени.

    Отправьте жалобу нашему назначенному агенту по адресу:

    Чарльз Кон Varsity Tutors LLC
    101 S. Hanley Rd, Suite 300
    Сент-Луис, Миссури 63105

    Или заполните форму ниже:

     

    .

    Author: alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.