Atšķirība starp homogēnu un heterogēnu katalizatoru

Galvenā atšķirība - viendabīgs vs neviendabīgs katalizators
 

Katalizatori ir daudzu veidu, taču tos galvenokārt var iedalīt divās grupās kā viendabīgi katalizatori un heterogēni katalizatori. galvenā atšķirība starp viendabīgiem un neviendabīgiem katalizatoriem ir tas viendabīgus katalizatorus vienmēr var atrast šķidrā fāzē, savukārt neviendabīgus katalizatorus var atrast visās trīs vielas fāzēs: cietā fāzē, šķidrā fāzē un gāzes fāzē.

Katalizatori ir savienojumi, kurus izmanto, lai iegūtu maksimālu ražu maigos apstākļos. Tas nozīmē, ka katalizatori var palielināt noteiktas reakcijas iznākumu un paātrināt reakciju.

SATURS

1. Pārskats un galvenās atšķirības
2. Kas ir homogēns katalizators
3. Kas ir neviendabīga katalizators
4. Salīdzinājums blakus - homogēns un neviendabīgs katalizators tabulas formā
5. Kopsavilkums

Kas ir homogēns katalizators?

Homogēni katalizatori ir katalītiski savienojumi, kas ir vienā fāzē ar vielām, kuras nonāk reakcijas fāzē. Šie viendabīgie katalizatori bieži ir šķidrā fāzē. Viendabīgu katalizatoru reģenerācija ir salīdzinoši sarežģīta un dārga, jo katalizators atrodas tajā pašā fāzē kā reakcijas maisījums. Tas nozīmē, ka katalizatora atdalīšana ir sarežģīta. Arī homogēnu katalizatoru termiskā stabilitāte ir slikta. Biežākais homogēnu katalizatoru piemērs ir meta kompleksi.

01. attēls. Katalizatoru darbība

Viendabīgi katalizatori ir efektīvi aktīvi zemas temperatūras apstākļos (zem 250 ° C). Šo katalizatoru katalītiskā aktivitāte ir mērena, salīdzinot ar heterogēniem katalizatoriem. Tomēr selektivitāte ir augsta. Homogēna katalizatora pārstrāde ir dārga, jo katalītiskā reģenerācija ir sarežģīta. Bet katalizatora modificēšana ir vienkārša, jo tā ir šķidrā fāzē.

Viendabīgu katalizatoru difuzivitāte ir augsta. Tas notiek tāpēc, ka visi reaģenti un katalizators atrodas vienā un tajā pašā šķidrā fāzē, un pareiza maisīšana noved pie pareizas katalizatora difūzijas visā reakcijas maisījumā. Homogēniem katalizatoriem parasti ir precīzi noteiktas aktīvās vietas. Tas nozīmē, ka uz katalizatora savienojuma virsmas ir daudz pareizu aktīvo vietu, pie kurām reaģenti ir piesaistīti, un reakcija notiek tajās aktīvajās vietās.

Kas ir neviendabīga katalizators?

Heterogēni katalizatori ir katalītiski savienojumi, kas atrodas citā fāzē nekā reakcijas maisījuma fāze. Šie katalizatori ir atrodami visās trīs matērijas fāzēs: cietā fāzē, šķidrā fāzē vai gāzes fāzē. Katalītiskā reģenerācija ir viegli un lēti heterogēnos katalizatoros, jo katalizators atrodas citā fāzē nekā reakcijas maisījuma fāze. Heterogēnu katalizatoru izplatīti piemēri ir metāli, metālu oksīdi utt.

2. attēls: reakcijas maisījums ir šķidrā fāzē, turpretī katalizators ir metāls cietā fāzē

Heterogēnu katalizatoru termiskā stabilitāte ir ļoti laba, salīdzinot ar viendabīgiem katalizatoriem. Šie katalizatori efektīvi darbojas augstas temperatūras apstākļos, aptuveni 250-500◦C. Arī katalītiskā aktivitāte ir augsta, salīdzinot ar viendabīgiem katalizatoriem. Tomēr reaģentu selektivitāte ir slikta nekā viendabīgiem katalizatoriem. Heterogēnu katalizatoru aktīvās vietas nav precīzi noteiktas. Tas samazina selektivitāti.

Heterogēnā katalizatora difuzivitāte ir slikta, ja katalizatora virsmas laukums ir mazs, jo katalizators un reakcijas maisījums ir divās fāzēs. Bet katalizatora atdalīšana parasti ir vienkārša. Tad arī katalizatora pārstrāde ir vienkārša.

Kāda ir atšķirība starp homogēnu un heterogēnu katalizatoru?

Homogēns vs neviendabīgs katalizators
Homogēni katalizatori ir katalītiski savienojumi, kas ir vienā fāzē ar vielām, kuras nonāk reakcijas fāzē.	Heterogēni katalizatori ir katalītiski savienojumi, kas atrodas citā fāzē nekā reakcijas maisījuma fāze.
Fāze
Homogēnus katalizatorus galvenokārt var atrast šķidrā fāzē.	Neviendabīgus katalizatorus var atrast visās trīs fāzēs; cietā fāze, šķidrā fāze vai gāzes fāze.
Termiskā stabilitāte
Viendabīgu katalizatoru termiskā stabilitāte ir slikta.	Heterogēnu katalizatoru termiskā stabilitāte ir laba.
Katalizatora atgūšana
Viendabīgu katalizatoru reģenerācija ir sarežģīta un dārga.	Heterogēnu katalizatoru reģenerācija ir vienkārša un lēta.
Aktīva vietne
Homogēnu katalizatoru aktīvā vieta ir precīzi noteikta un tai ir laba selektivitāte.	Heterogēnu katalizatoru aktīvā vieta nav precīzi noteikta, un tai ir zema selektivitāte.
Katalizatora pārstrāde
Viendabīgu katalizatoru pārstrāde ir sarežģīta.	Heterogēnu katalizatoru pārstrāde ir vienkārša.
Katalizatora atdalīšana
Homogēno katalizatoru ir grūti atdalīt no reakcijas maisījuma.	Heterogēnu katalizatoru ir viegli atdalīt no reakcijas maisījuma.
Temperatūras atkarība
Viendabīgi katalizatori labāk darbojas zemas temperatūras apstākļos (mazāk nekā 250◦C).	Heterogēni katalizatori labāk darbojas augstas temperatūras apstākļos (ap 250 līdz 500◦C).
Katalizatora modifikācija
Viendabīgu katalizatoru modificēšana ir vienkārša.	Heterogēnu katalizatoru modificēšana ir sarežģīta.

Kopsavilkums - viendabīgs vs neviendabīgs katalizators

Katalizatori ir savienojumi, kas var palielināt konkrētas reakcijas reakcijas ātrumu, lai īsā laika posmā iegūtu optimālu ražu. Ir divi galvenie katalizatoru veidi, kas nosaukti par viendabīgiem katalizatoriem un neviendabīgiem katalizatoriem. Galvenā atšķirība starp viendabīgiem un heterogēniem katalizatoriem ir tā, ka viendabīgi katalizatori vienmēr ir atrodami šķidrā fāzē, turpretī neviendabīgi katalizatori ir atrodami visās trīs vielas fāzēs; cietā, šķidrā un gāzes fāze.

Atsauce:

1. Katalīzes veidi, Chemguide, pieejami šeit.
2. “Homogēna katalīze.” Wikipedia, Wikimedia Foundation, 2018. gada 25. februāris, pieejama šeit.
3. “neviendabīga katalīze.” Wikipedia, Wikimedia Foundation, 2018. gada 16. marts, pieejams šeit.

Attēla pieklājība:

1. Tiek pieņemts “CatalysisScheme” ar Smokefoot - Tiek pieņemts paša darbs (pamatojoties uz autortiesību pretenzijām) (Public Domain), izmantojot Commons Wikimedia
2. “Heterogēni asimetriski hidrogenēšanas piridīni” Autors Bmalbrehts - Savs darbs (CC BY-SA 3.0), izmantojot Commons Wikimedia