Razlika med homogenim in heterogenim katalizatorjem

Ključna razlika - Homogeni vs heterogeni katalizator
 

Katalizatorji so različnih vrst, vendar jih lahko v glavnem razvrstimo v dve skupini kot homogene katalizatorje in heterogene katalizatorje. The ključna razlika med homogenimi in heterogenimi katalizatorji je to v tekoči fazi je vedno mogoče najti homogene katalizatorje, medtem ko heterogene katalizatorje najdemo v vseh treh fazah snovi: trdna, tekoča in plinska faza.

Katalizatorji so spojine, ki se uporabljajo za doseganje največjega izkoristka v blagih pogojih. To pomeni, da katalizatorji lahko povečajo izkoristek določene reakcije in pospešijo reakcijo.

VSEBINA

1. Pregled in ključne razlike
2. Kaj je homogeni katalizator
3. Kaj je heterogeni katalizator
4. Primerjava ob strani - Homogeni vs Heterogeni katalizator v tabeli
5. Povzetek

Kaj je homogeni katalizator?

Homogeni katalizatorji so katalitične spojine, ki so v isti fazi kot snovi, ki gredo v reakcijsko fazo. Ti homogeni katalizatorji so pogosto v tekoči fazi. Rekuperacija homogenih katalizatorjev je sorazmerno težavna in draga, saj je katalizator v isti fazi kot reakcijska zmes. To pomeni, da je ločitev katalizatorja težko. Tudi toplotna stabilnost homogenih katalizatorjev je slaba. Najpogostejši primer homogenih katalizatorjev so meta kompleksi.

Slika 01: Delovanje katalizatorjev

Homogeni katalizatorji so učinkovito aktivni v nizkotemperaturnih pogojih (manj kot 250 ° C). Katalitična aktivnost teh katalizatorjev je zmerna v primerjavi s heterogenimi katalizatorji. Vendar je selektivnost velika. Recikliranje homogenega katalizatorja je drago, ker je katalitično obnavljanje težko. Toda spreminjanje katalizatorja je enostavno, saj je v tekoči fazi.

Difuzivnost homogenih katalizatorjev je velika. To, ker so vsi reaktanti in katalizator v isti tekoči fazi in pravilno mešanje vodi do pravilne difuzije katalizatorja po celotni reakcijski mešanici. Homogeni katalizatorji imajo običajno dobro definirana aktivna mesta. To pomeni, da je na površini katalizatorskih spojin veliko ustreznih aktivnih mest, na katere so reaktanti vezani, in reakcija napreduje na teh aktivnih mestih.

Kaj je heterogeni katalizator?

Heterogeni katalizatorji so katalitične spojine, ki so v drugačni fazi od faze reakcijske mešanice. Te katalizatorje lahko najdemo v vseh treh fazah snovi: trdna, tekoča ali plinska faza. Katalitična rekuperacija je pri heterogenih katalizatorjih enostavna in poceni, saj je katalizator v različni fazi kot v fazi reakcijske mešanice. Pogosti primeri za heterogene katalizatorje so kovine, kovinski oksidi itd.

Slika 2: Reakcijska zmes je v tekoči fazi, medtem ko je katalizator kovina v trdni fazi

Toplotna stabilnost heterogenih katalizatorjev je v primerjavi s homogenimi katalizatorji zelo dobra. Ti katalizatorji učinkovito delujejo v visokotemperaturnih pogojih, okoli 250-500 ° C. Katalitska aktivnost je prav tako visoka v primerjavi s homogenimi katalizatorji. Vendar je selektivnost reaktantov slaba kot pri homogenih katalizatorjih. Aktivna mesta heterogenih katalizatorjev niso dobro določena. To zmanjšuje selektivnost.

Difuznost heterogenega katalizatorja je slaba, če je površina katalizatorja majhna, saj sta katalizator in reakcijska zmes v dveh fazah. Toda ločitev katalizatorja je običajno preprosta. Potem je tudi recikliranje katalizatorja enostavno.

Kakšna je razlika med homogenim in heterogenim katalizatorjem?

Homogeni vs heterogeni katalizator
Homogeni katalizatorji so katalitične spojine, ki so v isti fazi kot snovi, ki gredo v reakcijsko fazo.	Heterogeni katalizatorji so katalitične spojine, ki so v drugačni fazi od faze reakcijske mešanice.
Faza
Homogene katalizatorje najdemo večinoma v tekoči fazi.	Heterogene katalizatorje najdemo v vseh treh fazah; trdna, tekoča ali plinska faza.
Toplotna stabilnost
Toplotna stabilnost homogenih katalizatorjev je slaba.	Toplotna stabilnost heterogenih katalizatorjev je dobra.
Obnova katalizatorja
Obnovitev homogenih katalizatorjev je težavna in draga.	Rekuperacija heterogenih katalizatorjev je enostavna in poceni.
Aktivno spletno mesto
Aktivno mesto homogenih katalizatorjev je dobro definirano in ima dobro selektivnost.	Aktivno mesto heterogenih katalizatorjev ni dobro definirano in ima slabo selektivnost.
Recikliranje katalizatorjev
Recikliranje homogenih katalizatorjev je težko.	Recikliranje heterogenih katalizatorjev je enostavno.
Ločevanje katalizatorja
Ločevanje homogenega katalizatorja iz reakcijske mešanice je težko.	Ločevanje heterogenega katalizatorja iz reakcijske mešanice je enostavno.
Temperaturna odvisnost
Homogeni katalizatorji delujejo bolje v nizkotemperaturnih pogojih (manj kot 250 ° C).	Heterogeni katalizatorji delujejo bolje v visokotemperaturnih pogojih (okoli 250 do 500 ° C).
Sprememba katalizatorja
Modifikacija homogenih katalizatorjev je enostavna.	Modifikacija heterogenih katalizatorjev je težavna.

Povzetek - Homogeni vs heterogeni katalizator

Katalizatorji so spojine, ki lahko povečajo hitrost reakcije določene reakcije in tako dobijo optimalen donos v kratkem časovnem obdobju. Obstajata dve glavni vrsti katalizatorjev, imenovani homogeni katalizatorji in heterogeni katalizatorji. Ključna razlika med homogenimi in heterogenimi katalizatorji je, da je v tekoči fazi vedno mogoče najti homogene katalizatorje, medtem ko lahko heterogene katalizatorje najdemo v vseh treh fazah snovi; trdna, tekoča in plinska faza.

Referenca:

1. Vrste katalizatorjev, kemguidi, ki so na voljo tukaj.
2. "Homogena kataliza." Wikipedia, fundacija Wikimedia, 25. februarja 2018, dostopno tukaj.
3. "Heterogena kataliza." Wikipedia, fundacija Wikimedia, 16. marca 2018, dostopno tukaj.

Vljudnost slik:

1. "CatalysisScheme", ki ga je prevzel Smokefoot - Predpostavljeno lastno delo (na podlagi zahtevkov o avtorskih pravicah) (Public Domain) prek Commons Wikimedia
2. "Heterogeni asimetrični hidrogenacijski piridini" avtor Bmalbrecht - Lastno delo (CC BY-SA 3.0) prek Commons Wikimedia