Wat is een heterogene katalysator?

De term "fase" verwijst naar de staat van materie; Er zijn vaste, vloeistof- en gasfasen. Een heterogene katalysator is een deelnemer aan een chemische reactie die geen deel uitmaakt van dezelfde fase van materie als de werkelijke reactanten. Vloeistoffen kunnen bijvoorbeeld een reactie ondergaan in aanwezigheid van een vaste katalysator. Terwijl de katalysator het proces van een reactie versnelt, blijft het zelf niet door de reactanten. Precious of andere overgangsmetalen worden vaak gebruikt als een heterogene katalysator en kunnen fijn worden verdeeld voor verhoogde oppervlakteblootstelling over een substraat of een drager.

Het is de heterogene katalysator in plaats van de homogene variëteit die industrieel wordt gebruikt. Het blootgestelde katalytische oppervlak biedt plaatsen voor zwakke oppervlaktebinding van geometrisch uitgelijnde reactanten. Dit gedrag is belangrijk, zoals bijvoorbeeld, bijvoorbeeld de hydrogenering van dubbele bindingen van koolstof-koolstofarbon. Het is goed om een ​​voorbeeld te overwegen zoals ethyleen, dat de chemische structuur heeft H ₂ c = ch _{2 <}. Naarmate een molecuul van ethyleen een beetje katalytisch oppervlak nadert, adsorbeert het of wordt het bevestigd door een waterstofatoom linksonder en een waterstofatoom rechtsonder - de linkerboven en rechter waterstofatomen blijven vrij.

Een enkele molecule van waterstof, H ₂ of H - H, kan vervolgens toevoegen over de dubbele binding, vervangen door een enkele binding, waardoor een "verzadigde" ethaan of H ₃ C - Ch ₃ wordt gevormd. Er zijn echter twee manieren waarop de waterstofatomen kunnen toevoegen over de dubbele binding. Beide kunnen van onder de dubbele binding toevoegen, of de ene kan hieronder toevoegen, terwijl de andere boven de dubbele binding aan de andere kant toevoegt. Toevoeging van beide waterstofatomen aan de ene kant van een dubbele binding wordt "cis-addition" genoemd, terwijl het toevoegen van de ene aan de ene kant en de andere aan de andere "trans-addition" wordt genoemd. Ongetwijfeld, de uitdrukking "transvet"-gebruikt om een ​​onverzadigd vet te beschrijven dat hyd is geweestRogened door trans-addition-zal de lezer bekend zijn.

Katalysatoren pakken de snelheid van de reacties waarvoor ze worden gebruikt, omdat de reactieroute wordt gewijzigd door hun aanwezigheid. Dit verandert de overgangstoestand en verlaagt de activeringsenergie die nodig is om de reactie uit te voeren. Een voordeel van een dergelijke reactie uitgevoerd met een heterogene katalysator is het gemak van herstelbaarheid van de katalysator. Heterogene katalysatoren zijn vooral goed geschikt voor chemische reacties van continue process, waarin materiaal wordt verstrekt, gereageerd, verwijderd en vervangen, continu. Een voorbeeld van een dergelijk heterogeen katalysatorproces van de petroleumindustrie is het gebruik van gepelletiseerd katalytisch materiaal in het zogenaamde "bewegend bed" -proces.