Добрый день, уважаемые читатели. Сегодня мы поговорим с вами о таком интересном явлении как катализ и попробуем повторить один из классических лабораторных опытов, связанных с ним.

Итак, катализ — это избирательное ускорение одного из возможных термодинамически разрешённых направлений химической реакции под действием катализатора. Согласно теории, катализатор многократно вступает в промежуточное химическое взаимодействие с участниками реакции и восстанавливает свой химический состав после каждого цикла взаимодействий.

Катализ достаточно широко распространён в природе, а так же активно используется в технике (например, в нефтехимии, производстве серной кислоты и аммиака, очистке выхлопных газов и промышленных выбросов и пр.).

Пронаблюдать за одним из каталитических процессов можно в домашних условиях. Сегодня мы рассмотрим каталитическое окисление смеси ацетон-изопропиловый спирт.

Для проведения опыта необходимо взять колбу ёмкостью 500-1000 мл, налить на её дно около 10-15 мл смеси, состоящей из 50% ацетона и 50% изопропилового спирта. После этого колбу необходимо взболтать для ускорения заполнения парами смеси. Далее необходимо свернутую в спираль медную проволоку, либо сложенную в несколько слоев медную фольгу нагреть докрасна и опустить в колбу с парами смеси. На поверхности меди начнётся процесс каталитического окисления. Данный процесс экзотермический т.е. протекает с выделением тепла, которое поддерживает необходимую температуру катализатора.

При правильном подборе параметров (площади испарения смеси, соотношения площади поверхности фольги (проволоки) к её массе, скорости отвода паров смеси и продуктов реакции из зоны реакции) процесс каталитического окисления с видимым свечением меди может продолжаться несколько часов — практически до полного израсходования топлива. У меня процесс продолжался около полутора — двух часов, а после этого я его прервал.

Вживую данный процесс показан в подборке фото и видео ниже.

Вживую это выглядит вот так:

В опыте была применена смесь ацетона и изопропилового спирта для регуляции скорости испарения. В реальности для проведения опыта можно воспользоваться чистым ацетоном, изопропиловым спиртом, этиловым спиртом и даже метиловым спиртом.

В случае использования этилового спирта в качестве продуктов реакции образуется уксусный альдегид и водород. Водород при этом дополнительно «догорает» на поверхности разогретой меди с выделением тепла. В итоге в продуктах реакции присутствует уксусный альдегид и вода.

В случае использования изопропилового спирта в качестве продуктов реакции образуется ацетон и водород. Водород «догорает» на поверхности с выделением тепла, а ацетон подвергается дальнейшему каталитическому окислению.

В случае использования ацетона в качестве продуктов реакции образуется уксусный альдегид и уксусная кислота.

В случае использования метанола в качестве продуктов реакции образуется формальдегид и водород. Водород «догорает» на поверхности с выделением тепла. Из-за образующегося ядовитого формальдегида использовать метанол не рекомендуется. Впрочем, и сам метанол тоже ядовит.

В классическом исполнении опыта используется именно ацетон. Опыт при этом называется «Ацетоновый фонарик».

А на этом на сегодня всё, с уважением, Андрей Савченко.

Список использованной литературы:

1. Каталитическое окисление
2. Физико-химические основы катализа : учеб. пособие. – Иркутск : Изд-во Иркут. гос. ун-та, 2004. – 400 с.
3. Гейтс Б. Химия каталитических процессов / Б. Гейтс, Дж. Кетцир, Г. Шуйт. — М.: Мир, 1981. — 551 с.