Co je homogenní katalyzátor?

V chemii je katalyzátor látka, která se přidává k urychlení rychlosti reakce, aniž by se sama spotřebovala v procesu. Katalyzátor je často přidáván v malém množství ve srovnání s reaktanty a může být znovu použit v budoucích šaržích. Homogenní katalyzátor je katalyzátor, který je během reakce součástí stejné fáze jako reaktanty - pevné, kapalné nebo plynné. Složky jsou často v různých fázích v čistém stavu, ale jsou rozpuštěny v běžném rozpouštědle. Podle této definice je dokonce i plyn, který reaguje s kapalinou v přítomnosti běžně pevného katalyzátoru, homogenní, pokud jsou všechny tři současně rozpuštěny.

Většina průmyslové katalýzy používá heterogenní katalyzátory. Při heterogenní katalýze existují dvě nebo více fází reakce a často zahrnuje kapalnou nebo plynnou složku vystavenou pevné katalytické složce připojené k nosičovému substrátu pro usnadnění a pro zabránění ztrátám. Může to být proto, že katalyzátor je nákladný, včetně složky z drahých kovů. Pro zvýšení účinnosti může být povrchová plocha maximalizována s tím, že katalyzátor je konečně rozdělen. Jedním příkladem je katalyzátor, který se nachází ve většině automobilů.

Použití homogenního katalyzátoru v komplexní chemii je zvláště zajímavé, částečně z důvodu nových použití organokovových komplexů. Časné aplikace organických hořčíku a sloučenin organolithia byly převážně jako reakční složky, spíše než jako katalyzátory. Takové sloučeniny byly nestabilní; jejich použití vyžadovalo jejich rozpuštění v nebezpečných rozpouštědlech, jako je ether nebo tetrahydrofuran (THF). Jejich kombinací s jinými kapalnými reakčními složkami byly tyto reakce podle definice zařazeny do homogenní kategorie.

Dnes je známo mnohem více organokovových sloučenin. Některé z nich lze zařadit do kategorie homogenního katalyzátoru. Často jsou stabilnější a snáze se s nimi manipuluje. Tento typ sloučeniny poskytuje širší rozsah použití a je často používán spíše jako homogenní katalyzátor než jako reaktant.

Některá z nových činidel jsou užitečná při polymeračních reakcích. Jiní se dobře hodí pro farmaceutickou výrobu, protože mají schopnost poskytovat chiralitu. To se týká schopnosti řídit konstrukční řešení tak úzce, že polarizované světlo se otáčí pouze jednou cestou.

Nejvýznamnější aplikací je pokus napodobit rostlinný svět pomocí umělé fotosyntézy. To se nesmí zaměňovat za jiné použití termínu: rozdělení vody na vodík pro výrobu paliva. Umělá fotosyntéza v tomto případě spíše odkazuje na přeměnu oxidu uhličitého a vody na uhlohydráty a kyslík. Po několik let byly organokovové katalyzátory studovány s ohledem na umělou fotosyntézu.