Homojen Katalizör Nedir?

Kimyada, bir katalizör, işlem sırasında kendiliğinden tüketilmeden bir reaksiyon hızını hızlandırmak için eklenen bir maddedir. Katalizör genellikle reaktanlarla karşılaştırıldığında küçük bir miktar halinde eklenir ve gelecekteki partilerde sırayla yeniden kullanılabilir. Homojen bir katalizör, reaksiyon sırasında (katı, sıvı veya gaz olsun), reaktiflerle aynı fazın bir parçasıdır. Genellikle, bileşenler saf halde farklı fazlara sahiptir, ancak ortak bir çözücü içinde çözülür. Bu tanım uyarınca, normalde katı bir katalizör varlığında bir sıvıyla reaksiyona giren bir gaz bile, üçünün hepsi çözülürse homojendir.

Çoğu endüstriyel kataliz, heterojen katalizörler kullanır. Heterojen katalizde, reaksiyonun iki veya daha fazla fazı vardır ve bu genellikle kolaylık sağlamak ve kaybı önlemek için taşıyıcı bir substrata tutturulmuş katı bir katalitik bileşene maruz kalan bir sıvı veya gaz bileşeni içerir. Bunun nedeni, katalizörün, değerli bir metal bileşen de dahil olmak üzere pahalı olmasıdır. Verimliliği artırmak için, katalizör çok sonunda bölünmüş olarak yüzey alanı maksimize edilebilir. Bir örnek, çoğu otomobilde bulunan katalitik konvertördür.

Karmaşık kimyada homojen bir katalizörün kullanımı, kısmen organometalik komplekslerin yeni kullanımları nedeniyle özel ilgi konusudur. Organomagnezyum ve organolityum bileşiklerinin erken uygulamaları, katalizörlerden ziyade büyük ölçüde reaksiyon bileşenleri olarak yapılmıştır. Bu tür bileşikler kararsızdı; bunların kullanımı, eter veya tetrahidrofuran (THF) gibi tehlikeli çözücülerde çözülmelerini gerektirmiştir. Bunları diğer sıvı reaktiflerle birleştirmek, bu reaksiyonları tanım olarak homojen kategoriye koydu.

Bugün bilinen çok daha fazla organometalik bileşik var. Bazıları homojen bir katalizör kategorisine yerleştirilebilir. Genellikle daha kararlıdır ve kullanımı kolaydır. Bu tip bir bileşik daha geniş bir kullanım alanı sağlar ve genellikle bir reaktif olarak değil, homojen bir katalizör olarak kullanılır.

Yeni reaktiflerin bazıları polimerizasyon reaksiyonlarında faydalıdır. Diğerleri, kiralite verme yeteneklerinden dolayı farmasötik imalat için çok uygundur. Bu, yapısal tasarımı o kadar yakından kontrol etme kabiliyetine işaret eder ki, polarize ışık sadece bir yönden döner.

Dikkate değer bir uygulama, yapay fotosentez yoluyla bitki dünyasını taklit etme girişimidir. Bu, terimin başka bir kullanımı ile karıştırılmamalıdır: yakıt üretimi için suyun hidrojene ayrılması. Aksine, bu durumda yapay fotosentez, karbon dioksit ve suyun karbonhidrat ve oksijene dönüşümünü ifade eder. Bazı yıllar boyunca, organometalik katalizörler akılda yapay fotosentez ile çalışılmıştır.