ИСТОРИЯ НАКОПЛЕНИЯ ЗНАНИЙ О КАТАЛИЗЕ

ВВЕДЕНИЕ

ИСТОРИЯ НАКОПЛЕНИЯ ЗНАНИЙ О КАТАЛИЗЕ

Можно с уверенностью сказать, что катализ – это ключ к химическим превращениям. Большинство химических процессов и все биологические процессы являются процессами каталитическими. Кроме того, все новейшие технологии в химии окружающей среды являются каталитическими. Например - катализаторы дожигания промышленных дымовых газов и выхлопных газов в автомобилях.

Огромное значение катализаторов в современной химической промышленности иллюстрируется тем фактом, что 75% всех химических процессов протекают каталитически, а среди новейших разрабатываемых процессов их доля свыше 90%.

Каталитические реакции были знакомы людям издревле. Всем известный процесс брожения сахара до этанола является, фактически, примером биокатализа.

Первой датой упоминания каталитического процесса можно считать 1480 год, года алхимик Сарт Абадир описал превращение спирта под действием купопросного масла (90,5 %-ная серная кислота) с образованием эфира:

В XVII веке Бекер пропуская спирт через раскаленную глиняную трубку наблюдал образование "маслородного газа", пропускание которого через серную кислоту приводило к получению масла, плавающего на поверхности кислоты. Таким образом, в глиняной трубке протекал процесс газофазной гетерогенно-каталитической дегидратации спирта до этилена, а в среде серной кислоты - кислотно-каталитическая олигомеризация этилена:

В середине XVIII века Шееле и Бухольц при пропускании паров спирта и уксуса через горячую глиняную трубку наблюдали образование "фруктовой" эссенции. "Фруктовой" эссенцией являлся этилацетат с примесями ацетатов сивушных спиртов, образовавшихся в результате реакции этерификации, катализируемой кислотными центрами глинозема.

В 1793 году Клеман и Дезором дали описание необычной реакции – горение серы на воздухе в присутствии воды и красной окиси азота с образованием серной, а не сернистой кислоты:

При этом всего одной части красной окиси азота было достаточно, что бы прореагировали тысячи частей серы и воздуха.

В 1806 году они же описали реакцию сернистого ангидрида с кислородом в присутствии оксидов азота:

В 1811 году Кирхгофф, занимаясь задачей получения сладкого сиропа для кормления лошадей российской армии, исследовал реакцию гидролиза крахмала с образованием глюкозы. Он заметил, что веществом, стимулирующим образование глюкозы и ее изомеров и димеров, является серная кислота:

Эти последние работы положили начало целенаправленному поиску веществ, обеспечивающих реакции с внестехиометрическим участием реагентов. Менее чем за 20 лет было найдено множество таких реакций, как превращения сложных веществ в простые, разложения аммиака, сгорания спиртов, разложения перекиси водорода:

В 1821 году Деберейнер обнаружил, что при окислении на платине этилового спирта при недостатке воздуха образуется уксусная кислота:

И, наконец, Филипс в 1831 году нашел, что платиновая чернь, как и красная окись азота обеспечивает окисление сернистого ангидрида в серный ангидрид.

То есть, систематическое изучение явления катализа началось около 200 лет назад и продолжается по сей день.