Hvad er en homogen katalysator?
I kemi er en katalysator et stof, der tilføjes for at fremskynde hastigheden af en reaktion uden selv at blive konsumeret i processen. Katalysatoren tilsættes ofte i en lille mængde sammenlignet med reaktanterne og kan genbruges sekventielt i fremtidige batches. En homogen katalysator er en, der er en del af den samme fase som reaktanterne - uanset om de er faste, flydende eller gas - under reaktionen. Ofte er komponenterne i forskellige faser i ren tilstand, men opløses i et almindeligt opløsningsmiddel. Under denne definition er endda en gas, der reagerer med en væske i nærvær af en normalt fast katalysator, homogen, hvis de tre alle er opløst på det tidspunkt.
De fleste industrielle katalyser anvender heterogene katalysatorer. Ved heterogen katalyse er der to eller flere faser til reaktionen, og den involverer ofte en væske eller en gaskomponent udsat for en fast katalytisk komponent fastgjort til et bærersubstrat for nemheds skyld og for at forhindre tab. Dette kan skyldes, at katalysatoren er kostbar, inklusive en ædelmetalkomponent. For at øge effektiviteten kan overfladearealet maksimeres, idet katalysatoren meget endelig er opdelt. Et eksempel er den katalytiske konverter, der findes i de fleste biler.
Anvendelsen af en homogen katalysator i kompleks kemi er af særlig interesse, delvis på grund af hidtil ukendte anvendelser af organometalliske komplekser. Tidlige anvendelser af organomagnesium- og organolithiumforbindelser var stort set som reaktionsbestanddele snarere end som katalysatorer. Sådanne forbindelser var ustabile; deres anvendelse krævede at opløse dem i farlige opløsningsmidler, såsom ether eller tetrahydrofuran (THF). Kombination af disse med andre flydende reaktanter placerede disse reaktioner pr. Definition i den homogene kategori.
I dag er der langt flere organometalliske forbindelser kendt. Nogle af dem kan placeres i kategorien af en homogen katalysator. De er ofte mere stabile og lettere at håndtere. Denne type forbindelse giver et bredere anvendelsesomfang og bruges ofte som en homogen katalysator snarere end som en reaktant.
Nogle af de nye reagenser er nyttige i polymerisationsreaktioner. Andre er velegnede til farmaceutisk fremstilling på grund af deres evne til at bibringe chiralitet. Dette henviser til evnen til at kontrollere strukturelt design så tæt, at polariseret lys kun roterer en vej.
En mest bemærkelsesværdig anvendelse er forsøget på at efterligne planteverden ved hjælp af kunstig fotosyntese. Dette er ikke til at forveksle en anden brug af udtrykket: opdeling af vand i brint til produktion af brændstof. I stedet for henviser kunstig fotosyntese i dette tilfælde til omdannelse af kuldioxid og vand til kulhydrater og ilt. I nogle år er organometalliske katalysatorer undersøgt med kunstig fotosyntese i tankerne.