Key Difference – Homogen vs Heterogeneous Catalyst
Katalysatorer er av mange typer, men de kan hovedsakelig kategoriseres i to grupper som homogene katalysatorer og heterogene katalysatorer. Den viktigste forskjellen mellom homogene og heterogene katalysatorer er at homogene katalysatorer alltid kan finnes i væskefasen, mens heterogene katalysatorer kan finnes i alle tre faser av stoffet: fast fase, flytende fase og gassfase.
Katalysatorer er forbindelser som brukes for å oppnå maksim alt utbytte under milde forhold. Dette betyr at katalysatorer kan øke utbyttet av en bestemt reaksjon og fremskynde reaksjonen.
Hva er en homogen katalysator?
Homogene katalysatorer er katalytiske forbindelser som er i samme fase som stoffene som skal inn i reaksjonsfasen. Disse homogene katalysatorene er ofte i flytende fase. Utvinningen av homogene katalysatorer er relativt vanskelig og kostbar siden katalysatoren er i samme fase som reaksjonsblandingen er. Dette betyr at katalysatorseparasjonen er vanskelig. Den termiske stabiliteten til homogene katalysatorer er også dårlig. Det vanligste eksemplet på homogene katalysatorer er metakomplekser.
Figur 01: Action of Catalysts
Homogene katalysatorer er effektivt aktive under lave temperaturforhold (mindre enn 250◦C). Den katalytiske aktiviteten til disse katalysatorene er moderat sammenlignet med heterogene katalysatorer. Selektiviteten er imidlertid høy. Resirkuleringen av den homogene katalysatoren er kostbar siden den katalytiske utvinningen er vanskelig. Men modifikasjonen av katalysatoren er enkel fordi den er i væskefasen.
Diffusiviteten til homogene katalysatorer er høy. Dette fordi alle reaktanter og katalysatoren er i samme væskefase og riktig omrøring fører til riktig diffusjon av katalysatoren gjennom reaksjonsblandingen. Homogene katalysatorer har vanligvis veldefinerte aktive steder. Dette betyr at det er mange riktige aktive steder på overflaten av katalysatorforbindelsen som reaktantene er bundet til, og reaksjonen fortsetter på disse aktive stedene.
Hva er en heterogen katalysator?
Heterogene katalysatorer er katalytiske forbindelser som er i en annen fase enn fasen i reaksjonsblandingen. Disse katalysatorene kan finnes i alle tre faser av stoffet: fast fase, flytende fase eller gassfase. Den katalytiske utvinningen er enkel og billig i heterogene katalysatorer siden katalysatoren er i en annen fase enn fasen til reaksjonsblandingen. Vanlige eksempler på heterogene katalysatorer er metaller, metalloksider osv.
Figur 2: Reaksjonsblanding er i flytende fase, mens katalysator er et metall i fast fase
Den termiske stabiliteten til heterogene katalysatorer er veldig god sammenlignet med homogene katalysatorer. Disse katalysatorene virker effektivt under høye temperaturforhold, rundt 250-500◦C. Den katalytiske aktiviteten er også høy sammenlignet med homogene katalysatorer. Imidlertid er selektiviteten til reaktanter dårlig enn for homogene katalysatorer. De aktive setene til heterogene katalysatorer er ikke godt definert. Dette reduserer selektiviteten.
Diffusiviteten til heterogen katalysator er dårlig hvis overflatearealet til katalysatoren er lavt siden katalysatoren og reaksjonsblandingen er i to faser. Men separasjonen av katalysatoren er vanligvis enkel. Da er resirkuleringen av katalysatoren også enkel.
Hva er forskjellen mellom homogen og heterogen katalysator?
homogen vs heterogen katalysator |
|
| Homogene katalysatorer er katalytiske forbindelser som er i samme fase som stoffene som skal inn i reaksjonsfasen. | Heterogene katalysatorer er katalytiske forbindelser som er i en annen fase enn fasen i reaksjonsblandingen. |
| Fase | |
| Homogene katalysatorer finnes hovedsakelig i væskefasen. | Heterogene katalysatorer kan finnes i alle tre fasene; fast fase, flytende fase eller gassfase. |
| Termisk stabilitet | |
| Den termiske stabiliteten til homogene katalysatorer er dårlig. | Den termiske stabiliteten til heterogene katalysatorer er god. |
| Catalyst Recovery | |
| Gjenvinning av homogene katalysatorer er vanskelig og kostbart. | Gjenvinningen av heterogene katalysatorer er enkel og billig. |
| Aktivt nettsted | |
| Det aktive stedet for homogene katalysatorer er veldefinerte og har god selektivitet. | Det aktive stedet for heterogene katalysatorer er ikke godt definert og har dårlig selektivitet. |
| Catalyst Recycling | |
| Resirkulering av homogene katalysatorer er vanskelig. | Resirkulering av heterogene katalysatorer er enkelt. |
| Katalysatorseparasjon | |
| Separasjonen av homogen katalysator fra reaksjonsblandingen er vanskelig. | Separasjonen av heterogen katalysator fra reaksjonsblandingen er enkel. |
| Temperaturavhengighet | |
| Homogene katalysatorer fungerer bedre under lave temperaturforhold (mindre enn 250◦C). | Heterogene katalysatorer fungerer bedre under høye temperaturer (rundt 250 til 500◦C). |
| Catalyst Modification | |
| Modifisering av homogene katalysatorer er enkel. | Modifiseringen av heterogene katalysatorer er vanskelig. |
Summary – Homogen vs Heterogeneous Catalyst
Katalysatorer er forbindelser som kan øke reaksjonshastigheten til en bestemt reaksjon for å gi et optim alt utbytte i løpet av kort tid. Det er to hovedtyper av katalysatorer k alt homogene katalysatorer og heterogene katalysatorer. Nøkkelforskjellen mellom homogene og heterogene katalysatorer er at homogene katalysatorer alltid kan finnes i væskefasen, mens heterogene katalysatorer kan finnes i alle tre faser av materie; fast fase, flytende fase og gassfase.
