¿Qué es un catalizador heterogéneo?

El término "fase" se refiere al estado de la materia; Hay fases sólidas, líquidas y de gas. Un catalizador heterogéneo es un participante en una reacción química que no es parte de la misma fase de la materia que los reactivos reales. Por ejemplo, los líquidos pueden sufrir reacción en presencia de un catalizador sólido. Mientras que el catalizador acelera el proceso de una reacción, los reactivos permanecen sin consumo. Los metales de transición preciosos u otros a menudo se usan como un catalizador heterogéneo, y pueden dividirse finamente para una mayor exposición de la superficie sobre un sustrato o un portador.

Es el catalizador heterogéneo en lugar de la variedad homogénea que se usa más ampliamente industrialmente. La superficie catalítica expuesta proporciona sitios para unir la superficie débil de reactivos geométricamente alineados. Este comportamiento es importante, como en, por ejemplo, la hidrogenación de los dobles enlaces de carbono-carbono. Es bueno considerar un ejemplo como el etileno, que tiene la estructura química H ₂ C = CH 2 . A medida que una molécula de etileno se acerca a un poco de superficie catalítica, se adsorbe o se une por un átomo de hidrógeno inferior izquierdo y un átomo de hidrógeno inferior derecho: los átomos de hidrógeno izquierdo y derecho de la izquierda permanecen libres.

Una sola molécula de hidrógeno, H ₂ o H - H, luego puede agregar a través del doble enlace, reemplazando por un solo enlace, formando un etano "saturado" o H ₃ C - CH ₃ . Sin embargo, hay dos formas en que los átomos de hidrógeno pueden agregar a través del doble enlace. Ambos pueden agregar desde debajo del doble enlace, o uno puede agregar debajo, mientras que el otro se agrega por encima del doble enlace en el otro lado. La adición de ambos átomos de hidrógeno a un lado de un doble enlace se llama "adición cis", mientras que agregar uno a un lado y el otro al otro se llama "trans-adición". Sin duda, la expresión "trans-grasas"-utilizada para describir una grasa insaturada que ha sido HydRogenado por trans-adición: será familiar para el lector.

Los catalizadores recogen la velocidad de las reacciones para las que se usan porque la vía de reacción está alterada por su presencia. Esto cambia el estado de transición y reduce la energía de activación requerida para llevar a cabo la reacción. Una ventaja de tal reacción llevada a cabo con un catalizador heterogéneo es la facilidad de recuperación del catalizador. Los catalizadores heterogéneos son especialmente adecuados para las reacciones químicas de procesos continuos, en las que se proporciona, reacciona, elimina y reemplaza el material continuamente. Un ejemplo de un proceso de catalizador tan heterogéneo de la industria del petróleo es el uso de material catalítico pelletizado en el llamado proceso de "lecho en movimiento".