Forskjellen mellom homogen og heterogen katalysator

Nøkkelforskjell - Homogen vs Heterogen katalysator
 

Katalysatorer er av mange typer, men de kan hovedsakelig kategoriseres i to grupper som homogene katalysatorer og heterogene katalysatorer. De nøkkelforskjell mellom homogene og heterogene katalysatorer er det homogene katalysatorer kan alltid bli funnet i væskefasen, mens heterogene katalysatorer kan finnes i alle tre faser av stoffet: fast fase, flytende fase og gassfase.

Katalysatorer er forbindelser som brukes til å oppnå maksimal utbytte under milde forhold. Dette betyr at katalysatorer kan øke utbyttet av en bestemt reaksjon og øke hastigheten på reaksjonen.

INNHOLD

1. Oversikt og nøkkelforskjell
2. Hva er en homogen katalysator
3. Hva er en heterogen katalysator
4. Sammenligning ved siden av side - Homogen vs Heterogen katalysator i tabellform
5. Sammendrag

Hva er en homogen katalysator?

Homogene katalysatorer er katalytiske forbindelser som er i samme fase som stoffene som går inn i reaksjonsfasen. Disse homogene katalysatorene er ofte i væskefasen. Utvinningen av homogene katalysatorer er forholdsvis vanskelig og kostbar siden katalysatoren er i samme fase som reaksjonsblandingen er. Dette betyr at katalysatorseparasjonen er vanskelig. Den termiske stabiliteten til homogene katalysatorer er også dårlig. Det vanligste eksempelet på homogene katalysatorer er metakomplekser.

Figur 01: Katalysatorens virkemåte

Homogene katalysatorer er effektivt aktive ved lave temperaturforhold (mindre enn 250◦C). Den katalytiske aktivitet av disse katalysatorene er moderat sammenlignet med heterogene katalysatorer. Selektiviteten er imidlertid høy. Resirkuleringen av den homogene katalysatoren er dyr da katalytisk utvinning er vanskelig. Men modifikasjonen av katalysatoren er enkel fordi den er i væskefasen.

Diffusiviteten til homogene katalysatorer er høy. Dette fordi alle reaktanter og katalysatoren er i samme flytende fase, og riktig omrøring fører til riktig diffusjon av katalysatoren gjennom hele reaksjonsblandingen. Homogene katalysatorer har vanligvis veldefinerte aktive steder. Dette betyr at det er mange riktige aktive steder på overflaten av katalysatorforbindelsen på hvilken reaktantene er bundet, og reaksjonen utvikler seg i de aktive steder.

Hva er en heterogen katalysator?

Heterogene katalysatorer er katalytiske forbindelser som er i en annen fase enn den i fasen av reaksjonsblandingen. Disse katalysatorene finnes i alle tre faser av stoffet: fast fase, flytende fase eller gassfase. Den katalytiske gjenvinning er enkel og billig i heterogene katalysatorer, siden katalysatoren er i en annen fase enn den for fasen av reaksjonsblandingen. Vanlige eksempler på heterogene katalysatorer er metaller, metalloksyder, etc..

Figur 2: Reaksjonsblanding er i flytende fase, mens katalysator er et metall i fast fase

Den termiske stabiliteten til heterogene katalysatorer er meget god sammenlignet med homogene katalysatorer. Disse katalysatorene virker effektivt under høy temperatur, rundt 250-500◦C. Den katalytiske aktiviteten er også høy sammenlignet med homogene katalysatorer. Selektiviteten av reaktanter er imidlertid dårlig enn den for homogene katalysatorer. De aktive steder av heterogene katalysatorer er ikke veldefinerte. Dette reduserer selektiviteten.

Diffusiviteten til heterogen katalysator er dårlig hvis overflatearealet av katalysatoren er lavt siden katalysatoren og reaksjonsblandingen er i to faser. Men separasjonen av katalysatoren er vanligvis rettferdig. Deretter er resirkuleringen av katalysatoren også enkel.

Hva er forskjellen mellom homogen og heterogen katalysator?

Homogen vs Heterogen katalysator
Homogene katalysatorer er katalytiske forbindelser som er i samme fase som stoffene som går inn i reaksjonsfasen.	Heterogene katalysatorer er katalytiske forbindelser som er i en annen fase enn den i fasen av reaksjonsblandingen.
Fase
Homogene katalysatorer finnes hovedsakelig i væskefasen.	Heterogene katalysatorer finnes i alle tre faser; fast fase, flytende fase eller gassfase.
Termisk stabilitet
Den termiske stabiliteten til homogene katalysatorer er dårlig.	Den termiske stabiliteten av heterogene katalysatorer er god.
Katalysatorutvinning
Utvinningen av homogene katalysatorer er vanskelig og dyr.	Utvinningen av heterogene katalysatorer er lett og billig.
Aktiv side
Det aktive stedet for homogene katalysatorer er veldefinert og har god selektivitet.	Det aktive stedet for heterogene katalysatorer er ikke veldefinert og har dårlig selektivitet.
Katalysatorutvinning
Resirkulering av homogene katalysatorer er vanskelig.	Resirkulering av heterogene katalysatorer er lett.
Katalysator Separasjon
Separasjonen av homogen katalysator fra reaksjonsblandingen er vanskelig.	Separasjonen av heterogen katalysator fra reaksjonsblandingen er enkel.
Temperaturavhengighet
Homogene katalysatorer fungerer bedre under lave temperaturforhold (mindre enn 250◦C).	Heterogene katalysatorer fungerer bedre under høytemperaturforhold (rundt 250 til 500◦C).
Katalysator Modifikasjon
Modifikasjonen av homogene katalysatorer er enkel.	Modifikasjonen av heterogene katalysatorer er vanskelig.

Sammendrag - Homogen vs Heterogen katalysator

Katalysatorer er forbindelser som kan øke reaksjonshastigheten til en bestemt reaksjon for å gi et optimalt utbytte på kort tid. Det er to hovedtyper av katalysatorer kalt homogene katalysatorer og heterogene katalysatorer. Hovedforskjellen mellom homogene og heterogene katalysatorer er at homogene katalysatorer alltid finnes i væskefasen, mens heterogene katalysatorer kan finnes i alle tre faser av stoffet. fast fase, flytende fase og gassfase.

Henvisning:

1. Typer av katalyse, Chemguide, Tilgjengelig her.
2. "Homogen Catalysis." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 25. februar 2018, Tilgjengelig her.
3. "Heterogen katalyse." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 16. mars 2018, Tilgjengelig her.

Bilde Courtesy:

1. "CatalysisScheme" Av Smokefoot antatt - Egentlig arbeid antatt (basert på opphavsrettskrav) (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "Heterogene asymmetriske hydrogeneringspyridiner" ved Bmalbrecht - eget arbeid (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia