В химии принцип Сабатье — это качественная концепция в гетерогенном катализе, названная в честь французского химика Поля Сабатье . Он гласит, что взаимодействие между катализатором и реагентами должно быть «в самый раз»; то есть не слишком сильным и не слишком слабым. Если взаимодействие слишком слабое, молекула не сможет связаться с катализатором, и реакция не произойдет. С другой стороны, если взаимодействие слишком сильное, продукт не сможет диссоциировать . [1]
Принцип можно продемонстрировать графически, построив график зависимости скорости реакции от свойства, например, теплоты адсорбции реагента катализатором. Такие графики проходят через максимум, выглядя примерно как треугольник или перевернутая парабола , и называются вулканическими графиками из-за их формы. [1] Аналогичные трехмерные графики можно построить также в зависимости от двух различных свойств, например, теплоты адсорбции двух реагентов для двухкомпонентной реакции. В этом случае график обычно изображается как контурный график и называется вулканической поверхностью . [2] Вулканические графики были введены Баландиным. [3] [4]
На рисунке справа показан вулканический график для разложения муравьиной кислоты с использованием различных переходных металлов в качестве катализаторов. [5] В этом случае теплота образования ( Δ f H ) соли формиата металла использовалась для оси x, поскольку исследования показали, что промежуточным продуктом реакции был поверхностный формиат. Для оси y использовалась температура, при которой реакция достигает определенной скорости (ось y нанесена в обратном порядке, чтобы сохранить традиционную форму «вулкана»). При низких значениях Δ f H реакция протекает медленно (другими словами, требует более высоких температур), поскольку скорость адсорбции медленная и лимитирующая скорость . При высоких значениях Δ f H лимитирующей скоростью становится десорбция. Максимальная скорость, которая наблюдается для металлов платиновой группы в этом случае, требует промежуточных значений Δ f H , причем скорость является комбинацией скорости адсорбции и скорости десорбции. [3] Катализаторы могут превышать предел Сабатье посредством каталитического резонанса .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )