помогите разобраться с "каталитической" реакцией

Shalive

В общем, опять реактор Росси. Тут наткнулась на очередное сообщение о данном труде.
И в комментах один из участников некто Е Максимов (все сообщения можно найти, используя поиск по странице браузера выдал такие фразы:
"Продолжительность работы реактора объясняется обратимой химической реакцией. Это школьный курс химии.
Количество выделяемого тепла объясняется химией катализа. Это университетский курс физической химии.
Этого вполне достаточно уже на уровне студента 3-его курса химфака полностью разобраться в принципе работы реактора.
Подбор катализатора для данной реакции - вот задел исследователя. Причем нового тут никто не изобретет, есть строго ограниченный круг металлов и сплавов имеющих высокое сродство по водороду."
и еще
"В реакторе Росси происходит обратимая реакция распада молекулы водорода на атомы на поверхности катализатора (никель на что затрачивается энергия 20-40 ккал/моль, и затем атомарный водород рекомбинирует ( сливается на той же поверхности никеля в молекулярный водород с выделением энергии 104 ккал/моль. Отсюда КПД установки по тепловой энергии 250-500%. И здесь нет нарушения закона сохранения энергии. Работу (в физическом смысле) выполняет кристаллическая структура катализатора на разделе фаз.Этот принцип химики используют уже свыше ста лет и никто не удивляется.мы используем катализаторы в получении 80% продуктов современного мира."
и еще
"Хорошо, постараюсь чуть более развернуто ответить, возможно, Вы детали не знаете работы катализатора в гетерогенной химической реакции.
Поэтому такие выводы.Основной вопрос - КПД выше 100%, отсюда все бегом делают вывод о нарушении закона сохранения энергии.Либо более "мягкий вариант" - ядерные реакции.
Начну с последнего пункта.
3) 80 ккал/моль - это параметр реакции, но не количественное выделение в данном реакторе при данных температурных параметрах. Помимо энергии, важен второй параметр - скорость реакции. Диссоциация и рекомбинация водорода как две обратимые реакции идут одновременно и встречно. Лимитирующей реакцией ( как самой "медленной") будет та реакция, чья скорость наименьшая.В конкретном случае - это диссоциация водорода на поверхности никеля. Скорость это реакции при 1000 град С тем не менее очень велика, 10 в минус шестой степени сек. на один акт. Третий важный параметр - площадь поверхности катализатора. Если площадь очень большая (порядка гектаров то слой водорода даже в один атом значительный.
Теперь считайте на коленке.Пусть один монослой водорода общим объемом 0,01 мл диссоциирует за 1Х10^-6 сек., тогда получаем что за 1 сек. катализатор "прокачивает" через себя объем 10 литров водорода. Это порядка 0,5 молей (чуть меньше). Если теперь перевести в джоули 104 ккал, это 436 кДж/моль. Если умножить эту цифру на 0,5 моля получим 218 кДж/с, это 218 кВт в пересчете на электроэнергию.Понятно, что это примерно идеальные условия, реально процесс куда сложнее, играет много факторов которые препятствуют идеальной реакции.Но повторю, 218 кВт с одного грамма никеля. А Вы говорите, - невозможно. Меня изначально поразил в интервью специалистов из Лугано этот профанский подход. Среди них химика не было?
2) Что значит "законсервированная энергия"?В любом металле в состоянии "покоя" в кристаллической решетке находятся свободные электроны. И образуют т.н. электронное облако. Реакция между газообразным водородом и металлом происходит на разделе фаз. Так и называется - гетерогенный катализ. При этом реакция требует затраты энергии, только эти затраты энергии меньшие, чем при гомогенном разложении водорода. А вот обратная реакция рекомбинации атомарного водорода в молекулярный, как раз сугубо гомогенная реакция и определяется теплотой образования молекулярного газа.Отсюда - никель требует внешней энергии 20 ккал/моль чтобы разложить молекулу на атомы, а слияние атомов в молекулу выделяет 104 ккал/моль. Если исключить катализатор, то придется тратить 104 ккал/моль для диссоциации водорода и никакого прироста энергии естественно не будет.Почему никель тратит всего 20 ккал/моль я выше уже объяснил. Свободные электроны у металлов, имеющих сродство к водороду "растаскивают" (так понятней?) молекулу водорода на атомы.
1) Из вышеописанного следует, электроны металла не могут "сработаться". Иначе бы медные проводники, по которым течет электрически ток, также бы "срабатывались". Они "вечны". А вот откуда электрон берет энергию - это уже второй вопрос. Наука пока только догадывается."
Как говорится, чувствую подвох. Насколько я знаю, получить атомарный водород сейчас дешево - это чуть ли не задача номер один, а тут оказывается, что на никеле распад идет на раз. Я что-то упустила?

antcatt77

Работу (в физическом смысле) выполняет кристаллическая структура катализатора на разделе фаз.
Мутное утверждение. Работа - это затраты энергии. Катализатор - энергию не тратит. Как одно бьется с другим?

Shalive

для меня вообще здесь многое мутно, даже с моим нехимическим образованием. Например, для меня всегда катализатор - это то, что ускоряет реакцию, но отнюдь не производит какую-то работу, и отдает еще при этом свою энергию.
Но допустим, что в данном случае катализатор работает, как те самые провода при переносе электрического тока, которые при этом греются.
Меня больше интересует вопрос, действительно ли никель позволяет получить атомарный водород?

vvella

Муть полная
В реакторе Росси происходит обратимая реакция распада молекулы водорода на атомы на поверхности катализатора (никель на что затрачивается энергия 20-40 ккал/моль, и затем атомарный водород рекомбинирует ( сливается на той же поверхности никеля в молекулярный водород с выделением энергии 104 ккал/моль. Отсюда КПД установки по тепловой энергии 250-500%. И здесь нет нарушения закона сохранения энергии. Работу (в физическом смысле) выполняет кристаллическая структура катализатора на разделе фаз.
Катализатор не должен изменять своей структуры в процессе реакции. Что прямая, что обратная реакции H2=2H идут с одним и тем же значением теплоты реакции, но с разным знаком (то есть в одном случае она поглощается, а в другом выделяется). В результате прямой и обратной реакции суммарное количество выделившейся теплоты = 0. Этот товарищ утверждает, что энергия берется из изменения кристаллической структуры катализатора. Но тогда это не катализатор. Он изменяет свое состояние и больше данную реакцию осуществить не может, нужно его выкидывать и брать новый.
Так что дальнейшее его заявление
Из вышеописанного следует, электроны металла не могут "сработаться".

полный бред
Реакция между газообразным водородом и металлом происходит на разделе фаз. Так и называется - гетерогенный катализ. При этом реакция требует затраты энергии, только эти затраты энергии меньшие, чем при гомогенном разложении водорода. А вот обратная реакция рекомбинации атомарного водорода в молекулярный, как раз сугубо гомогенная реакция и определяется теплотой образования молекулярного газа.Отсюда - никель требует внешней энергии 20 ккал/моль чтобы разложить молекулу на атомы, а слияние атомов в молекулу выделяет 104 ккал/моль.

Катализатор не меняет тепловой эффект химической реакции, он только изменяет путь реакции на "более легкий", чтобы реакция шла быстрее, при этом количество выделяемой/поглощаемой теплоты остается тем же.
Из мелких придирок:
Скорость это реакции при 1000 град С тем не менее очень велика, 10 в минус шестой степени сек. на один акт

Скорость измеряется в актах в секунду, а не наоборот.
Расчеты стало лень проверять, но они и не важны, так как энергии неоткуда взяться.
Это университетский курс физической химии. Этого вполне достаточно уже на уровне студента 3-его курса химфака полностью разобраться, что мужчина пишет хрень

fhfoihjkjhgjy

Тут все уже расписали, немного добавлю.
Даже если предположить следующий процесс с раздельными катализаторами.
1. В первой колбе на катализаторе 1 происходит только распад водорода
2. Мы этот атомарный водород гоним во вторую колбу, где на катализаторе 2 происходит только его соединение с выделением энергии.
все равно есть проблема и она заключается в том, что систему с катализатором 1 надо греть. И греть надо с таким же количеством тепла, которое выделяется в колбе с катализатором 2.
Катализатор не меняет тепловой эффект реакции, он лишь снижает энергию активации, но на конечный выигрыш/проигрыш в тепле не оказывает влияния.
Скорости подвода тепла из окружающей среды просто не хватит, чтобы поддерживать требуемую температуру и обеспечить постоянную работу системы в первой колбе.
Это все равно что замкнуть электродвигатель и генератор в надежде, что система даст лишнюю энергию.

Sergey79

да прочитайте последнюю фразу
А вот откуда электрон берет энергию - это уже второй вопрос. Наука пока только догадывается."

все ясно с этим кадром, и обсуждать нечего.

Shalive

в общем, с точки зрения катализаторов, я поняла, что не совсем забыла школьную химию...
Все-таки интересно за счет чего работает черный ящик Росси.
он недавно запатентовал "тульский самовар". Так вот в патенте указано, что все работает за счет реакций:
3LiAlH4->Li3AlH6+2Al+3H2
2Li3AlH6->6LiH+2Al+3H2
2LiH+2Al->2LiAl+H2
при этом последняя обратимая. Все реакции идут в присутствии никеля как катализатора

Sergey79

Все-таки интересно за счет чего работает черный ящик Росси
за счет мошенничества
Оставить комментарий
Имя или ник:
Комментарий: