O que é um catalisador homogêneo?
Na química, um catalisador é uma substância que é adicionada para acelerar a taxa de uma reação sem ser consumida no processo. O catalisador é frequentemente adicionado em uma pequena quantidade em comparação com os reagentes e pode ser reutilizado sequencialmente em lotes futuros. Um catalisador homogêneo é aquele que faz parte da mesma fase que os reagentes - sólidos, líquidos ou gasosos - durante a reação. Freqüentemente, os componentes têm fases diferentes no estado puro, mas são dissolvidos em um solvente comum. Sob essa definição, mesmo um gás que reage com um líquido na presença de um catalisador normalmente sólido é homogêneo se os três estiverem todos dissolvidos no momento.
A maior parte da catálise industrial emprega catalisadores heterogêneos. Na catálise heterogênea, há duas ou mais fases na reação, e freqüentemente envolve um componente líquido ou gasoso exposto a um componente catalítico sólido ligado a um substrato transportador por conveniência e para evitar perdas. Isso pode ocorrer porque o catalisador é caro, incluindo um componente de metal precioso. Para aumentar a eficiência, a área de superfície pode ser maximizada com o catalisador sendo finalmente dividido. Um exemplo é o conversor catalítico encontrado na maioria dos automóveis.
O uso de um catalisador homogêneo em química complexa é de especial interesse, em parte devido a novos usos de complexos organometálicos. As primeiras aplicações de compostos de organomagnésio e organolítio foram amplamente como ingredientes de reação, e não como catalisadores. Tais compostos eram instáveis; seu uso exigia dissolvê-los em solventes perigosos como éter ou tetra-hidrofurano (THF). Combiná-los com outros reagentes líquidos colocou essas reações, por definição, na categoria homogênea.
Hoje, existem muito mais compostos organometálicos conhecidos. Alguns deles podem ser colocados na categoria de um catalisador homogêneo. Eles geralmente são mais estáveis e fáceis de manusear. Este tipo de composto proporciona um escopo mais amplo de usos e é frequentemente usado como um catalisador homogêneo, e não como um reagente.
Alguns dos novos reagentes são úteis em reações de polimerização. Outros são adequados para a fabricação farmacêutica devido à sua capacidade de transmitir quiralidade. Isso se refere à capacidade de controlar o projeto estrutural tão intimamente que a luz polarizada gira apenas em uma direção.
Uma aplicação mais notável é a tentativa de imitar o mundo das plantas por meio da fotossíntese artificial. Isso não deve ser confundido com outro uso do termo: a divisão da água em hidrogênio para a produção de combustível. Pelo contrário, a fotossíntese artificial, neste caso, refere-se à conversão de dióxido de carbono e água em carboidratos e oxigênio. Durante alguns anos, catalisadores organometálicos foram estudados com a fotossíntese artificial em mente.