Номер 2, страница 94, часть 1 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

2. Что называется катализом? Дайте объяснение гетерогенному и гомогенному катализу.

Катализ – это процесс изменения скорости химической реакции под действием особых веществ, называемых катализаторами. Катализаторы участвуют в промежуточных стадиях реакции, но по ее завершении остаются химически неизменными и в том же количестве. Основной механизм действия катализатора заключается в предоставлении альтернативного пути реакции с более низкой энергией активации ($E_a$), что и приводит к увеличению скорости. Вещества, замедляющие реакцию, называются ингибиторами (отрицательный катализ), а ускоряющие – собственно катализаторами (положительный катализ).

Ответ: Катализом называется изменение скорости химической реакции с помощью катализатора – вещества, которое не расходуется в ходе реакции, но изменяет ее механизм и, как правило, снижает энергию активации.

Гетерогенный катализ – это вид катализа, при котором катализатор и реагирующие вещества находятся в разных фазах (агрегатных состояниях). Чаще всего катализатор является твердым веществом, а реагенты – газами или жидкостями. Реакция протекает на поверхности катализатора. Процесс обычно включает следующие стадии: диффузия реагентов к поверхности, их адсорбция (поглощение поверхностью), химическое превращение на поверхности и десорбция (высвобождение) продуктов с поверхности. Эффективность гетерогенного катализа сильно зависит от площади поверхности катализатора.

Примером является синтез аммиака (процесс Габера-Боша), где газообразные азот и водород реагируют на поверхности твердого железного катализатора, или гидрирование этилена с использованием никеля:

$C_2H_4(г) + H_2(г) \xrightarrow{Ni(тв)} C_2H_6(г)$

Ответ: Гетерогенный катализ – это катализ, в котором реагенты и катализатор находятся в разных агрегатных состояниях (например, реакция между газами на поверхности твердого катализатора).

Гомогенный катализ – это вид катализа, при котором катализатор и реагенты находятся в одной фазе (агрегатном состоянии), образуя однородную систему. Как правило, это либо газовые смеси, либо жидкие растворы. Механизм гомогенного катализа заключается в образовании промежуточных, менее стабильных соединений катализатора с реагентами. Эти промежуточные соединения затем реагируют дальше, образуя конечные продукты и регенерируя катализатор в его исходной форме.

Примером может служить разложение пероксида водорода в водном растворе в присутствии ионов йода ($I^-$), которые также находятся в растворе:

$2H_2O_2(водн.) \xrightarrow{I^-(водн.)} 2H_2O(ж) + O_2(г)$

Ответ: Гомогенный катализ – это катализ, в котором реагенты и катализатор находятся в одном агрегатном состоянии (например, все компоненты находятся в жидком растворе).