Skillnad mellan homogen och heterogen katalysator

Huvudskillnad - homogen vs heterogen katalysator
 

Katalysatorer är av många typer, men de kan huvudsakligen kategoriseras i två grupper som homogena katalysatorer och heterogena katalysatorer. De nyckelskillnad mellan homogena och heterogena katalysatorer är det homogena katalysatorer kan alltid hittas i vätskefasen, medan heterogena katalysatorer kan hittas i alla tre faser av materia: fast fas, flytande fas och gasfas.

Katalysatorer är föreningar som används för att uppnå maximalt utbyte under milda förhållanden. Detta innebär att katalysatorer kan öka utbytet av en viss reaktion och påskynda reaktionen.

INNEHÅLL

1. Översikt och nyckelskillnad
2. Vad är en homogen katalysator
3. Vad är en heterogen katalysator
4. Jämförelse vid sida vid sida - Homogen vs Heterogen katalysator i tabellform
5. Sammanfattning

Vad är en homogen katalysator?

Homogena katalysatorer är katalytiska föreningar som befinner sig i samma fas som de ämnen som går in i reaktionsfasen. Dessa homogena katalysatorer är ofta i vätskefasen. Återhämtningen av homogena katalysatorer är relativt svår och dyr eftersom katalysatorn är i samma fas som reaktionsblandningen är. Detta innebär att katalysatorseparationen är svår. Den termiska stabiliteten hos homogena katalysatorer är också dålig. Det vanligaste exemplet för homogena katalysatorer är metakomplex.

Figur 01: Katalysatorens funktion

Homogena katalysatorer är effektivt aktiva vid låga temperaturer (mindre än 250 ° C). Den katalytiska aktiviteten hos dessa katalysatorer är måttlig jämfört med heterogena katalysatorer. Selektiviteten är emellertid hög. Återvinningen av den homogena katalysatorn är dyr eftersom katalytisk återhämtning är svår. Men modifieringen av katalysatorn är lätt eftersom den är i vätskefasen.

Diffusiviteten hos homogena katalysatorer är hög. Detta eftersom alla reaktanter och katalysatorn är i samma flytande fas och korrekt omröring leder till korrekt diffusion av katalysatorn genom reaktionsblandningen. Homogena katalysatorer har vanligtvis väldefinierade aktiva ställen. Detta betyder att det finns många lämpliga aktiva ställen på ytan av katalysatorförening på vilken reaktanterna är bundna och reaktionen fortskrider i de aktiva ställena.

Vad är en heterogen katalysator?

Heterogena katalysatorer är katalytiska föreningar som befinner sig i en annan fas än den i reaktionsblandningens fas. Dessa katalysatorer finns i alla tre faser av materia: fast fas, flytande fas eller gasfas. Den katalytiska återhämtningen är lätt och billig i heterogena katalysatorer eftersom katalysatorn befinner sig i en annan fas än den för reaktionsblandningens fas. Vanliga exempel på heterogena katalysatorer är metaller, metalloxider, etc.

Figur 2: Reaktionsblandning är i flytande fas medan katalysator är en metall i fast fas

Den termiska stabiliteten hos heterogena katalysatorer är mycket bra jämfört med homogena katalysatorer. Dessa katalysatorer fungerar effektivt vid hög temperatur, runt 250-500◦C. Den katalytiska aktiviteten är också hög jämfört med homogena katalysatorer. Selektiviteten hos reaktanter är emellertid dålig än den för homogena katalysatorer. De aktiva ställena för heterogena katalysatorer är inte väldefinierade. Detta minskar selektiviteten.

Diffusiviteten hos heterogen katalysator är dålig om katalysatorens ytarea är låg eftersom katalysatorn och reaktionsblandningen är i två faser. Men separationen av katalysatorn är vanligtvis okomplicerad. Då är återvinningen av katalysatorn också lätt.

Vad är skillnaden mellan homogen och heterogen katalysator?

Homogen vs heterogen katalysator
Homogena katalysatorer är katalytiska föreningar som befinner sig i samma fas som de ämnen som går in i reaktionsfasen.	Heterogena katalysatorer är katalytiska föreningar som befinner sig i en annan fas än den i reaktionsblandningens fas.
Fas
Homogena katalysatorer kan hittas mestadels i vätskefasen.	Heterogena katalysatorer finns i alla tre faser; fast fas, flytande fas eller gasfas.
Termisk stabilitet
Den termiska stabiliteten hos homogena katalysatorer är dålig.	Den termiska stabiliteten hos heterogena katalysatorer är bra.
Katalysatoråterhämtning
Återhämtningen av homogena katalysatorer är svår och dyr.	Återhämtningen av heterogena katalysatorer är lätt och billigt.
Aktiv sida
Den aktiva ställningen för homogena katalysatorer är väldefinierad och har god selektivitet.	Den aktiva platsen för heterogena katalysatorer är inte väldefinierad och har dålig selektivitet.
Katalysatoråtervinning
Återvinningen av homogena katalysatorer är svår.	Återvinningen av heterogena katalysatorer är lätt.
Katalysatorseparation
Separationen av homogen katalysator från reaktionsblandningen är svår.	Separationen av heterogen katalysator från reaktionsblandningen är enkel.
Temperaturberoende
Homogena katalysatorer fungerar bättre vid låga temperaturer (mindre än 250◦C).	Heterogena katalysatorer fungerar bättre vid höga temperaturer (runt 250 till 500◦C).
Katalysator modifiering
Modifieringen av homogena katalysatorer är lätt.	Modifieringen av heterogena katalysatorer är svår.

Sammanfattning - Homogen vs Heterogen katalysator

Katalysatorer är föreningar som kan öka reaktionshastigheten för en viss reaktion för att ge ett optimalt utbyte under en kort tidsperiod. Det finns två huvudtyper av katalysatorer benämnda homogena katalysatorer och heterogena katalysatorer. Huvudskillnaden mellan homogena och heterogena katalysatorer är att homogena katalysatorer alltid kan hittas i vätskefasen, medan heterogena katalysatorer kan hittas i alla tre faser av materia; fast fas, flytande fas och gasfas.

Referens:

1. Typer av katalys, Chemguide, Tillgänglig här.
2. "Homogen Catalysis." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 25 februari 2018, Tillgänglig här.
3. "Heterogen katalys." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 16 mars 2018, Tillgänglig här.

Image Courtesy:

1. "CatalysisScheme" Av Smokefoot antogs - Egent arbete antaget (baserat på upphovsrättsliga påståenden) (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "Heterogena asymmetriska hydrogeneringspyridiner" av Bmalbrecht - eget arbete (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia