Różnica między homogenicznym i heterogenicznym katalizatorem

Kluczowa różnica - homogeniczny vs heterogeniczny katalizator
 

Katalizatory są wielu typów, ale można je głównie podzielić na dwie grupy jako homogeniczne katalizatory i heterogeniczne katalizatory. The kluczowa różnica między homogenicznymi i heterogenicznymi katalizatorami jest to katalizatory homogeniczne zawsze można znaleźć w fazie ciekłej, natomiast katalizatory heterogeniczne można znaleźć we wszystkich trzech fazach materii: fazie stałej, fazie ciekłej i fazie gazowej.

Katalizatory są związkami stosowanymi do uzyskania maksymalnej wydajności w łagodnych warunkach. Oznacza to, że katalizatory mogą zwiększyć wydajność konkretnej reakcji i przyspieszyć reakcję.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to jest homogeniczny katalizator
3. Co to jest heterogeniczny katalizator
4. Porównanie obok siebie - Homogeniczny vs heterogeniczny katalizator w formie tabelarycznej
5. Podsumowanie

Co to jest jednorodny katalizator?

Katalizatory homogeniczne to związki katalityczne znajdujące się w tej samej fazie, co substancje wchodzące w fazę reakcji. Te jednorodne katalizatory często znajdują się w fazie ciekłej. Odzysk homogenicznych katalizatorów jest stosunkowo trudny i drogi, ponieważ katalizator znajduje się w tej samej fazie, co mieszanina reakcyjna. Oznacza to, że rozdział katalizatora jest trudny. Stabilność termiczna homogenicznych katalizatorów jest również słaba. Najczęstszym przykładem homogenicznych katalizatorów są metakompleksy.

Rysunek 01: Działanie katalizatorów

Homogeniczne katalizatory są skutecznie aktywne w warunkach niskiej temperatury (poniżej 250◦C). Aktywność katalityczna tych katalizatorów jest umiarkowana w porównaniu z katalizatorami heterogenicznymi. Jednak selektywność jest wysoka. Recykling jednorodnego katalizatora jest drogi, ponieważ odzysk katalityczny jest trudny. Ale modyfikacja katalizatora jest łatwa, ponieważ znajduje się on w fazie ciekłej.

Dyfuzyjność homogenicznych katalizatorów jest wysoka. Jest tak, ponieważ wszystkie reagenty i katalizator znajdują się w tej samej fazie ciekłej, a właściwe mieszanie prowadzi do właściwej dyfuzji katalizatora w całej mieszaninie reakcyjnej. Homogeniczne katalizatory zwykle mają dobrze określone miejsca aktywne. Oznacza to, że istnieje wiele odpowiednich miejsc aktywnych na powierzchni związku katalizatora, z którymi związane są reagenty, i reakcja przebiega w tych miejscach aktywnych.

Co to jest heterogeniczny katalizator?

Katalizatory heterogeniczne to związki katalityczne znajdujące się w innej fazie niż faza mieszaniny reakcyjnej. Katalizatory te można znaleźć we wszystkich trzech fazach materii: fazie stałej, fazie ciekłej lub fazie gazowej. Katalityczny odzysk jest łatwy i tani w heterogenicznych katalizatorach, ponieważ katalizator znajduje się w innej fazie niż faza mieszaniny reakcyjnej. Typowymi przykładami heterogenicznych katalizatorów są metale, tlenki metali itp.

Ryc. 2: Mieszanina reakcyjna jest w fazie ciekłej, podczas gdy katalizator jest metalem w fazie stałej

Stabilność termiczna katalizatorów heterogenicznych jest bardzo dobra w porównaniu z katalizatorami homogenicznymi. Katalizatory te działają skutecznie w warunkach wysokiej temperatury, około 250–500 ° C. Aktywność katalityczna jest również wysoka w porównaniu z katalizatorami homogenicznymi. Jednak selektywność reagentów jest słaba niż homogenicznych katalizatorów. Miejsca aktywne heterogenicznych katalizatorów nie są dobrze określone. Zmniejsza to selektywność.

Dyfuzyjność heterogenicznego katalizatora jest słaba, jeśli pole powierzchni katalizatora jest niskie, ponieważ katalizator i mieszanina reakcyjna są w dwóch fazach. Ale oddzielenie katalizatora jest zwykle proste. Wtedy recykling katalizatora jest również łatwy.

Jaka jest różnica między katalizatorem homogenicznym a heterogenicznym?

Homogeniczny vs heterogeniczny katalizator
Katalizatory homogeniczne to związki katalityczne znajdujące się w tej samej fazie, co substancje wchodzące w fazę reakcji.	Katalizatory heterogeniczne to związki katalityczne znajdujące się w innej fazie niż faza mieszaniny reakcyjnej.
Faza
Homogeniczne katalizatory można znaleźć głównie w fazie ciekłej.	Heterogeniczne katalizatory można znaleźć we wszystkich trzech fazach; faza stała, faza ciekła lub faza gazowa.
Stabilność termiczna
Stabilność termiczna homogenicznych katalizatorów jest słaba.	Stabilność termiczna heterogenicznych katalizatorów jest dobra.
Odzyskiwanie katalizatora
Odzysk homogenicznych katalizatorów jest trudny i drogi.	Odzysk heterogenicznych katalizatorów jest łatwy i tani.
Aktywna strona
Miejsce aktywne homogenicznych katalizatorów jest dobrze określone i ma dobrą selektywność.	Miejsce aktywne heterogenicznych katalizatorów nie jest dobrze określone i ma słabą selektywność.
Recykling katalizatora
Recykling homogenicznych katalizatorów jest trudny.	Recykling heterogenicznych katalizatorów jest łatwy.
Rozdział katalizatora
Oddzielenie jednorodnego katalizatora od mieszaniny reakcyjnej jest trudne.	Oddzielenie heterogenicznego katalizatora od mieszaniny reakcyjnej jest łatwe.
Zależność od temperatury
Homogeniczne katalizatory działają lepiej w warunkach niskiej temperatury (poniżej 250◦C).	Katalizatory heterogeniczne działają lepiej w warunkach wysokiej temperatury (około 250–500 ° C).
Modyfikacja katalizatora
Modyfikacja homogenicznych katalizatorów jest łatwa.	Modyfikacja heterogenicznych katalizatorów jest trudna.

Podsumowanie - homogeniczny vs heterogeniczny katalizator

Katalizatory są związkami, które mogą zwiększyć szybkość reakcji konkretnej reakcji, aby uzyskać optymalną wydajność w krótkim okresie czasu. Istnieją dwa główne typy katalizatorów zwanych katalizatorami homogenicznymi i katalizatorami heterogenicznymi. Kluczowa różnica między homogenicznymi i heterogenicznymi katalizatorami polega na tym, że homogeniczne katalizatory zawsze można znaleźć w fazie ciekłej, podczas gdy heterogeniczne katalizatory można znaleźć we wszystkich trzech fazach materii; faza stała, faza ciekła i faza gazowa.

Odniesienie:

1. Rodzaje katalizy, przewodnik chemiczny, dostępne tutaj.
2. „Homogeniczna kataliza”. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 25 lutego 2018 r., Dostępna tutaj.
3. „Heterogeniczna kataliza”. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 16 marca 2018, dostępna tutaj.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. Założenie „CatalysisScheme” przez Smokefoot - Założenie własne (na podstawie praw autorskich) (domena publiczna) za pośrednictwem Commons Wikimedia
2. „Heterogeniczne asymetryczne pirydyny uwodornienia” autor: Bmalbrecht - Praca własna (CC BY-SA 3.0) przez Commons Wikimedia