Rozdiel medzi homogénnym a heterogénnym katalyzátorom

Kľúčový rozdiel - homogénny verzus heterogénny katalyzátor
 

Katalyzátory sú mnohých typov, ale možno ich rozdeliť hlavne do dvoch skupín ako homogénne katalyzátory a heterogénne katalyzátory. kľúčový rozdiel medzi homogénnymi a heterogénnymi katalyzátormi je to homogénne katalyzátory sa vždy nachádzajú v kvapalnej fáze, zatiaľ čo heterogénne katalyzátory sa nachádzajú vo všetkých troch fázach hmoty: tuhá fáza, kvapalná fáza a plynná fáza.

Katalyzátory sú zlúčeniny, ktoré sa používajú na dosiahnutie maximálneho výťažku za miernych podmienok. To znamená, že katalyzátory môžu zvýšiť výťažok konkrétnej reakcie a urýchliť reakciu.

OBSAH

1. Prehľad a kľúčový rozdiel
2. Čo je homogénny katalyzátor
3. Čo je heterogénny katalyzátor
4. Porovnanie bok po boku - homogénny verzus heterogénny katalyzátor v tabuľkovej forme
5. Zhrnutie

Čo je homogénny katalyzátor?

Homogénne katalyzátory sú katalytické zlúčeniny, ktoré sú v rovnakej fáze ako látky, ktoré prechádzajú do reakčnej fázy. Tieto homogénne katalyzátory sú často v kvapalnej fáze. Izolácia homogénnych katalyzátorov je pomerne ťažká a nákladná, pretože katalyzátor je v rovnakej fáze ako reakčná zmes. To znamená, že separácia katalyzátora je obtiažna. Tepelná stabilita homogénnych katalyzátorov je tiež zlá. Najbežnejším príkladom homogénnych katalyzátorov sú meta komplexy.

Obrázok 01: Činnosť katalyzátorov

Homogénne katalyzátory sú účinne aktívne v podmienkach nízkych teplôt (menej ako 250 ° C). Katalytická aktivita týchto katalyzátorov je v porovnaní s heterogénnymi katalyzátormi mierna. Selektivita je však vysoká. Recyklácia homogénneho katalyzátora je nákladná, pretože katalytické získavanie je ťažké. Modifikácia katalyzátora je však ľahká, pretože je v kvapalnej fáze.

Difúzivita homogénnych katalyzátorov je vysoká. To preto, že všetky reaktanty a katalyzátor sú v rovnakej kvapalnej fáze a správne miešanie vedie k správnej difúzii katalyzátora v celej reakčnej zmesi. Homogénne katalyzátory majú zvyčajne dobre definované aktívne miesta. To znamená, že na povrchu katalytickej zlúčeniny, na ktorú sú naviazané reaktanty, existuje veľa vhodných aktívnych miest a reakcia prebieha v týchto aktívnych miestach..

Čo je heterogénny katalyzátor?

Heterogénne katalyzátory sú katalytické zlúčeniny, ktoré sú v odlišnej fáze od fázy reakčnej zmesi. Tieto katalyzátory sa nachádzajú vo všetkých troch fázach hmoty: v pevnej fáze, v kvapalnej fáze alebo v plynnej fáze. Katalytická regenerácia je v heterogénnych katalyzátoroch ľahká a lacná, pretože katalyzátor je v inej fáze ako vo fáze reakčnej zmesi. Bežné príklady heterogénnych katalyzátorov sú kovy, oxidy kovov atď.

Obrázok 2: Reakčná zmes je v kvapalnej fáze, zatiaľ čo katalyzátor je kov v pevnej fáze

Tepelná stabilita heterogénnych katalyzátorov je v porovnaní s homogénnymi katalyzátormi veľmi dobrá. Tieto katalyzátory účinne pôsobia pri podmienkach vysokej teploty, okolo 250 - 500 ° C. Katalytická aktivita je tiež vysoká v porovnaní s homogénnymi katalyzátormi. Selektivita reaktantov je však nízka ako selektivita homogénnych katalyzátorov. Aktívne miesta heterogénnych katalyzátorov nie sú dobre definované. To znižuje selektivitu.

Difúzivita heterogénneho katalyzátora je nízka, ak je povrchová plocha katalyzátora nízka, pretože katalyzátor a reakčná zmes sú v dvoch fázach. Avšak separácia katalyzátora je obyčajne jednoduchá. Recyklácia katalyzátora je potom tiež jednoduchá.

Aký je rozdiel medzi homogénnym a heterogénnym katalyzátorom??

Homogénny vs heterogénny katalyzátor
Homogénne katalyzátory sú katalytické zlúčeniny, ktoré sú v rovnakej fáze ako látky, ktoré prechádzajú do reakčnej fázy.	Heterogénne katalyzátory sú katalytické zlúčeniny, ktoré sú v odlišnej fáze od fázy reakčnej zmesi.
Fáza
Homogénne katalyzátory sa nachádzajú väčšinou v kvapalnej fáze.	Heterogénne katalyzátory sa nachádzajú vo všetkých troch fázach; tuhá fáza, kvapalná fáza alebo plynná fáza.
Tepelná stabilita
Tepelná stabilita homogénnych katalyzátorov je zlá.	Tepelná stabilita heterogénnych katalyzátorov je dobrá.
Zotavenie katalyzátora
Izolácia homogénnych katalyzátorov je náročná a nákladná.	Izolácia heterogénnych katalyzátorov je jednoduchá a lacná.
Aktívne stránky
Aktívne miesto homogénnych katalyzátorov je dobre definované a má dobrú selektivitu.	Aktívne miesto heterogénnych katalyzátorov nie je dobre definované a má zlú selektivitu.
Recyklácia katalyzátora
Recyklovanie homogénnych katalyzátorov je ťažké.	Recyklácia heterogénnych katalyzátorov je jednoduchá.
Separácia katalyzátora
Oddelenie homogénneho katalyzátora z reakčnej zmesi je ťažké.	Oddelenie heterogénneho katalyzátora z reakčnej zmesi je ľahké.
Závislosť teploty
Homogénne katalyzátory fungujú lepšie v podmienkach nízkych teplôt (menej ako 250 ° C).	Heterogénne katalyzátory pracujú lepšie pri podmienkach vysokej teploty (okolo 250 až 500 ° C).
Modifikácia katalyzátora
Modifikácia homogénnych katalyzátorov je jednoduchá.	Modifikácia heterogénnych katalyzátorov je náročná.

Zhrnutie - homogénny vs heterogénny katalyzátor

Katalyzátory sú zlúčeniny, ktoré môžu zvýšiť reakčnú rýchlosť konkrétnej reakcie, aby poskytli optimálny výťažok v krátkom časovom období. Existujú dva hlavné typy katalyzátorov pomenované ako homogénne katalyzátory a heterogénne katalyzátory. Kľúčový rozdiel medzi homogénnymi a heterogénnymi katalyzátormi spočíva v tom, že homogénne katalyzátory sa vždy nachádzajú v kvapalnej fáze, zatiaľ čo heterogénne katalyzátory sa nachádzajú vo všetkých troch fázach látky; tuhá fáza, kvapalná fáza a plynná fáza.

referencie:

1. Druhy katalýzy, Chemguid, dostupné tu.
2. „Homogénna katalýza“. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 25. februára 2018, k dispozícii tu.
3. „Heterogénna katalýza.“ Wikipedia, Wikimedia Foundation, 16. marca 2018, k dispozícii tu.

S láskavým dovolením:

1. „CatalysisScheme“, ktorú prevzal Smokefoot - prevzatie vlastnej práce (na základe nárokov na autorské práva) (Public Domain) prostredníctvom Commons Wikimedia
2. „Heterogénne asymetrické hydrogenačné pyridíny“ Autor: Bmalbrecht - vlastná práca (CC BY-SA 3.0) prostredníctvom Commons Wikimedia