Направленный поиск новых каталитических реакций и новых катализаторов.

Исходя из того, что нам известно о каталитических реакциях и катализаторах, теперь уже можно вести направленный поиск новых каталитических реакций и новых катализаторов. В качестве примера рассмотрим широко применяющиеся в каталитических методах анализа реакции восстановления перекиси водорода. Например, восстановление перекиси водорода йодидом катализируется соединениями шестивалентного молибдена, образующими комплексные соединения с перекисью водорода. Можно было ожидать, что эта же реакция будет катализироваться и соединениями других металлов, способных к комплексообразованию с перекисью водорода и расположенных по соседству в периодической системе элементов. Действительно, она катализируется соединениями титана, циркония, вольфрама, тантала и др. Казалось бы, эта реакция отличается очень малой специфичностью, однако это не совсем так. Дело в том, что, меняя условия проведения реакции, в частности содержание кислоты в растворе (кислотность среды), можно определить содержание одного катализатора в присутствии другого. Так, цирконий определяют при содержании соляной кислоты в растворе 0,08 М, гафний - 0,01 М, вольфрам - более 0,1 М, железо - 0,35 М; торий определяют, заменив соляную кислоту смесью уксусной кислоты и ее натриевой соли.

С другой стороны, зная строение и свойства неорганических ионов, можно делать некоторые предположения о том, в каких реакциях могут проявиться их каталитические свойства. Например, механизм катализа посредством комплексообразования характерен для ионов с высокими степенями окисления.

Если элемент может существовать в различных степенях окисления, то вполне вероятно, что он способен быт> катализатором реакций, протекающих по механизму попеременного окисления - восстановления. Необходимо лишь подобрать такую окислительно-восстановительную. реакцию А + В = X + Y, в которой окислитель А легко окисляет катализатор К, а окисленная форма катализатора К восстанавливается восстановителем В до первоначального состояния. Без катализатора такая реакция может вообще не идти. Примером может служить реакция восстановления четырехвалентного церия арсенитом в присутствии восьмивалентного осмия. В этой реакции, по всей видимости, вначале происходит восстановление осмия (VIII) арсенитом, а затем осмий с более низкой степенью окисления выступает в роли восстановителя по отношению к Се (IV). Конечно, такая схема очень условна, так как кинетика реакции намного сложнее, однако закономерности попеременного окисления - восстановления можно заметить.

Применение активаторов
Катализатор как окислитель
Другие типы каталитических реакций
Направленный поиск новых каталитических реакций и новых катализаторов.
Элементы с окислительными и восстановительными свойствами
Измерение скорости индикаторных реакций
Дифференциальный вариант кинетических методов анализа