Ključna razlika – homogeni naspram heterogenog katalizatora
Katalizatora ima mnogo vrsta, ali se uglavnom mogu kategorizirati u dvije skupine kao homogeni katalizatori i heterogeni katalizatori. Ključna razlika između homogenih i heterogenih katalizatora je u tome što se homogeni katalizatori uvijek mogu naći u tekućoj fazi, dok se heterogeni katalizatori mogu naći u sve tri faze materije: čvrstoj fazi, tekućoj fazi i plinovitoj fazi.
Katalizatori su spojevi koji se koriste za postizanje maksimalnog prinosa u blagim uvjetima. To znači da katalizatori mogu povećati prinos određene reakcije i ubrzati reakciju.
Što je homogeni katalizator?
Homogeni katalizatori su katalitički spojevi koji su u istoj fazi kao i tvari koje ulaze u reakcijsku fazu. Ovi homogeni katalizatori često su u tekućoj fazi. Oporaba homogenih katalizatora relativno je teška i skupa jer je katalizator u istoj fazi kao i reakcijska smjesa. To znači da je odvajanje katalizatora teško. Toplinska stabilnost homogenih katalizatora također je loša. Najčešći primjer za homogene katalizatore su meta kompleksi.
Slika 01: Djelovanje katalizatora
Homogeni katalizatori su učinkovito aktivni u uvjetima niske temperature (manje od 250◦C). Katalitička aktivnost ovih katalizatora je umjerena u usporedbi s heterogenim katalizatorima. Međutim, selektivnost je visoka. Recikliranje homogenog katalizatora je skupo jer je katalitički oporavak težak. Ali modifikacija katalizatora je jednostavna jer je u tekućoj fazi.
Difuznost homogenih katalizatora je visoka. To je zato što su svi reaktanti i katalizator u istoj tekućoj fazi i pravilno miješanje dovodi do pravilne difuzije katalizatora kroz reakcijsku smjesu. Homogeni katalizatori obično imaju dobro definirana aktivna mjesta. To znači da postoji mnogo odgovarajućih aktivnih mjesta na površini spoja katalizatora na koje su vezani reaktanti, a reakcija napreduje u tim aktivnim mjestima.
Što je heterogeni katalizator?
Heterogeni katalizatori su katalitički spojevi koji su u fazi različitoj od one u fazi reakcijske smjese. Ovi katalizatori mogu se naći u sve tri faze materije: čvrstoj fazi, tekućoj fazi ili plinovitoj fazi. Katalitički oporavak je jednostavan i jeftin u heterogenim katalizatorima budući da je katalizator u fazi koja se razlikuje od one u fazi reakcijske smjese. Uobičajeni primjeri za heterogene katalizatore su metali, metalni oksidi, itd.
Slika 2: Reakcijska smjesa je u tekućoj fazi dok je katalizator metal u čvrstoj fazi
Terminska stabilnost heterogenih katalizatora je vrlo dobra u usporedbi s homogenim katalizatorima. Ovi katalizatori učinkovito djeluju u uvjetima visokih temperatura, oko 250-500◦C. Katalitička aktivnost je također visoka u usporedbi s homogenim katalizatorima. Međutim, selektivnost reaktanata je slabija od selektivnosti homogenih katalizatora. Aktivna mjesta heterogenih katalizatora nisu dobro definirana. Ovo smanjuje selektivnost.
Difuznost heterogenog katalizatora je slaba ako je površina katalizatora mala jer su katalizator i reakcijska smjesa u dvije faze. Ali odvajanje katalizatora obično je jednostavno. Tada je i recikliranje katalizatora jednostavno.
Koja je razlika između homogenog i heterogenog katalizatora?
Homogeni vs heterogeni katalizator |
|
| Homogeni katalizatori su katalitički spojevi koji su u istoj fazi kao i tvari koje ulaze u reakcijsku fazu. | Heterogeni katalizatori su katalitički spojevi koji su u fazi različitoj od one u fazi reakcijske smjese. |
| Faza | |
| Homogeni katalizatori mogu se naći uglavnom u tekućoj fazi. | Heterogeni katalizatori mogu se naći u sve tri faze; kruta faza, tekuća faza ili plinovita faza. |
| Termička stabilnost | |
| Terminska stabilnost homogenih katalizatora je loša. | Terminska stabilnost heterogenih katalizatora je dobra. |
| Oporavak katalizatora | |
| Regeneracija homogenih katalizatora je teška i skupa. | Regeneracija heterogenih katalizatora je jednostavna i jeftina. |
| Aktivna stranica | |
| Aktivno mjesto homogenih katalizatora je dobro definirano i ima dobru selektivnost. | Aktivno mjesto heterogenih katalizatora nije dobro definirano i ima lošu selektivnost. |
| Recikliranje katalizatora | |
| Recikliranje homogenih katalizatora je teško. | Recikliranje heterogenih katalizatora je jednostavno. |
| Odvajanje katalizatora | |
| Odvajanje homogenog katalizatora iz reakcijske smjese je teško. | Odvajanje heterogenog katalizatora iz reakcijske smjese je jednostavno. |
| Ovisnost o temperaturi | |
| Homogeni katalizatori bolje rade u uvjetima niske temperature (manje od 250◦C). | Heterogeni katalizatori bolje rade u uvjetima visoke temperature (oko 250 do 500◦C). |
| Modifikacija katalizatora | |
| Modifikacija homogenih katalizatora je jednostavna. | Modifikacija heterogenih katalizatora je teška. |
Sažetak – Homogeni naspram heterogenog katalizatora
Katalizatori su spojevi koji mogu povećati brzinu reakcije određene reakcije kako bi se dobio optimalan prinos u kratkom vremenskom razdoblju. Postoje dvije glavne vrste katalizatora koji se nazivaju homogeni katalizatori i heterogeni katalizatori. Ključna razlika između homogenih i heterogenih katalizatora je u tome što se homogeni katalizatori uvijek mogu naći u tekućoj fazi, dok se heterogeni katalizatori mogu naći u sve tri faze materije; kruta faza, tekuća faza i plinovita faza.
