Vad är en homogen katalysator?
I kemi är en katalysator ett ämne som tillsätts för att påskynda reaktionshastigheten utan att den själv konsumeras i processen. Katalysatorn tillsätts ofta i en liten mängd jämfört med reaktanterna och kan återanvändas sekventiellt i framtida satser. En homogen katalysator är en som ingår i samma fas som reaktanterna - vare sig de är fasta, vätska eller gas - under reaktionen. Ofta har komponenterna olika faser i rent tillstånd men löses i ett vanligt lösningsmedel. Enligt denna definition är till och med en gas som reagerar med en vätska i närvaro av en vanligtvis fast katalysator homogen om de tre alla är upplösta vid tiden.
De flesta industriella katalys använder heterogena katalysatorer. Vid heterogen katalys finns det två eller flera faser till reaktionen, och det involverar ofta en vätska eller en gaskomponent exponerad för en fast katalytisk komponent fäst vid ett bärarsubstrat för bekvämlighet och för att förhindra förlust. Detta kan bero på att katalysatorn är kostsam, inklusive en ädelmetallkomponent. För att öka effektiviteten kan ytarea maximeras med katalysatorn mycket slutligt uppdelad. Ett exempel är den katalytiska omvandlaren som finns i de flesta bilar.
Användningen av en homogen katalysator i komplex kemi är av särskilt intresse, delvis på grund av nya användningar av organometallkomplex. Tidiga tillämpningar av organomagnesium- och organolitiumföreningar var till stor del som reaktionsbeståndsdelar snarare än som katalysatorer. Sådana föreningar var instabila; deras användning krävde upplösning av dem i farliga lösningsmedel som eter eller tetrahydrofuran (THF). Genom att kombinera dessa med andra flytande reaktanter placerade dessa reaktioner per definition i den homogena kategorin.
Idag är det mycket mer organometalliska föreningar kända. Vissa av dem kan placeras i kategorin en homogen katalysator. De är ofta mer stabila och lättare att hantera. Denna typ av förening ger ett bredare användningsområde och används ofta som en homogen katalysator snarare än som en reaktant.
Vissa av de nya reagenserna är användbara vid polymerisationsreaktioner. Andra är väl lämpade för farmaceutisk tillverkning på grund av deras förmåga att ge kiralitet. Detta hänvisar till förmågan att styra konstruktionsdesign så nära att polariserat ljus endast roterar ett sätt.
En mest anmärkningsvärd tillämpning är försöket att efterlikna växtvärlden med hjälp av konstgjord fotosyntes. Detta är inte att förväxla en annan användning av termen: uppdelning av vatten i väte för produktion av bränsle. Snarare avser konstgjord fotosyntes i detta fall omvandlingen av koldioxid och vatten till kolhydrater och syre. Under några år har organometalliska katalysatorer studerats med artificiell fotosyntes i åtanke.