Vad är en heterogen katalysator?
Termen "fas" hänvisar till materiens tillstånd; Det finns solida, flytande och gasfaser. En heterogen katalysator är en deltagare i en kemisk reaktion som inte är en del av samma fas av materia som de faktiska reaktanterna. Till exempel kan vätskor genomgå reaktion i närvaro av en fast katalysator. Medan katalysatorn påskyndar processen för en reaktion, förblir den själv obehindrad av reaktanterna. Precious eller andra övergångsmetaller används ofta som en heterogen katalysator och kan vara fint uppdelad för ökad ytexponering över ett substrat eller en bärare.
Det är den heterogena katalysatorn snarare än den homogena sorten som är mest använda industriellt. Den exponerade katalytiska ytan tillhandahåller platser för svag ytbindning av geometriskt inriktade reaktanter. Detta beteende är viktigt, som i till exempel hydrering av dubbelbindningar av kol-kol. Det är bra att överväga ett exempel som eten, som har den kemiska strukturen H 2 C = CH 2 . När en molekyl eten närmar sig lite katalytisk yta adsorberas den eller fästs av en nedre vänster väteatom och en nedre höger väteatom - de övre vänstra och höger väteatomerna förblir fria.
En enkelmolekyl väte, H 2 eller H - H, kan sedan tillsättas över dubbelbindningen, ersättas av en enda bindning, och bildar en "mättad" etan eller H 3 C --CH 3 . Det finns dock två sätt som väteatomerna kan tillsättas över dubbelbindningen. Antingen kan båda lägga till under dubbelbindningen, eller den ena kan lägga till nedan, medan den andra lägger till ovanför dubbelbindningen på andra sidan. Tillsats av båda väteatomerna på ena sidan av en dubbelbindning kallas "cis-addition", medan tillägg av en till den ena sidan och den andra till den andra kallas "trans-addition." Utan tvekan, uttrycket "trans-fett"-används för att beskriva ett omättat fett som har varit hydRogenerad av trans-addition-kommer att vara bekant för läsaren.
Katalysatorer tar upp hastigheten på de reaktioner de används för eftersom reaktionsvägen förändras av deras närvaro. Detta ändrar övergångstillståndet och sänker den aktiveringsenergi som krävs för att genomföra reaktionen. En fördel med en sådan reaktion som utförs med en heterogen katalysator är katalysatorns enkla återvinning. Heterogena katalysatorer är särskilt väl lämpade för kemiska reaktioner med kontinuerlig process, i vilka material tillhandahålls, reageras, avlägsnas och ersätts kontinuerligt. Ett exempel på en sådan heterogen katalysatorprocess från petroleumsindustrin är användningen av pelletiserat katalytiskt material i den så kallade "rörliga säng" -processen.