Diferența cheie – Catalizator omogen vs eterogen
Catalizatorii sunt de multe tipuri, dar pot fi clasificați în principal în două grupe ca catalizatori omogene și catalizatori eterogene. Diferența cheie între catalizatorii omogene și eterogene este că catalizatorii omogene pot fi găsiți întotdeauna în faza lichidă, în timp ce catalizatorii eterogene pot fi găsiți în toate cele trei faze ale materiei: fază solidă, fază lichidă și fază gazoasă.
Catalizatorii sunt compuși care sunt utilizați pentru a obține un randament maxim în condiții blânde. Aceasta înseamnă că catalizatorii pot crește randamentul unei anumite reacții și pot accelera reacția.
Ce este un catalizator omogen?
Catalizatorii omogene sunt compuși catalitici care se află în aceeași fază cu substanțele care intră în faza de reacție. Acești catalizatori omogene sunt adesea în fază lichidă. Recuperarea catalizatorilor omogene este comparativ dificilă și costisitoare, deoarece catalizatorul se află în aceeași fază cu amestecul de reacție. Aceasta înseamnă că separarea catalizatorului este dificilă. Stabilitatea termică a catalizatorilor omogene este, de asemenea, slabă. Cel mai comun exemplu pentru catalizatorii omogenei sunt metacomplecșii.
Figura 01: Acțiunea catalizatorilor
Catalizatorii omogene sunt activi eficient în condiții de temperatură scăzută (mai puțin de 250◦C). Activitatea catalitică a acestor catalizatori este moderată în comparație cu catalizatorii eterogene. Cu toate acestea, selectivitatea este mare. Reciclarea catalizatorului omogen este costisitoare deoarece recuperarea catalitică este dificilă. Dar modificarea catalizatorului este ușoară deoarece se află în fază lichidă.
Difuzitatea catalizatorilor omogene este mare. Acest lucru deoarece toți reactanții și catalizatorul sunt în aceeași fază lichidă și agitarea adecvată duce la difuzarea adecvată a catalizatorului în amestecul de reacție. Catalizatorii omogene au de obicei situsuri active bine definite. Aceasta înseamnă că există multe locuri active adecvate pe suprafața compusului catalizator de care sunt legați reactanții, iar reacția progresează în acele locuri active.
Ce este un catalizator eterogen?
Catalizatorii eterogene sunt compuși catalitici care se află într-o fază diferită de cea a fazei amestecului de reacție. Acești catalizatori pot fi găsiți în toate cele trei faze ale materiei: fază solidă, fază lichidă sau fază gazoasă. Recuperarea catalitică este ușoară și ieftină în catalizatorii eterogene, deoarece catalizatorul se află într-o fază diferită de cea a fazei amestecului de reacție. Exemple comune de catalizatori eterogene sunt metalele, oxizii metalici etc.
Figura 2: Amestecul de reacție este în fază lichidă, în timp ce catalizatorul este un metal în fază solidă
Stabilitatea termică a catalizatorilor eterogene este foarte bună în comparație cu catalizatorii omogene. Acești catalizatori acționează eficient în condiții de temperatură ridicată, în jur de 250-500◦C. Activitatea catalitică este, de asemenea, mare în comparație cu catalizatorii omogene. Cu toate acestea, selectivitatea reactanților este slabă decât cea a catalizatorilor omogene. Locurile active ale catalizatorilor eterogene nu sunt bine definite. Acest lucru reduce selectivitatea.
Difuzitatea catalizatorului heterogen este slabă dacă aria suprafeței catalizatorului este scăzută, deoarece catalizatorul și amestecul de reacție sunt în două faze. Dar separarea catalizatorului este de obicei simplă. Apoi, reciclarea catalizatorului este, de asemenea, ușoară.
Care este diferența dintre catalizatorul omogen și eterogen?
Catalizator omogen vs eterogen |
|
| Catalizatorii omogene sunt compuși catalitici care se află în aceeași fază cu substanțele care intră în faza de reacție. | Catalizatorii eterogene sunt compuși catalitici care se află într-o fază diferită de cea a fazei amestecului de reacție. |
| Faza | |
| Catalizatorii omogeni pot fi găsiți mai ales în fază lichidă. | Catalizatorii eterogene pot fi găsiți în toate cele trei faze; fază solidă, fază lichidă sau fază gazoasă. |
| Stabilitate termică | |
| Stabilitatea termică a catalizatorilor omogene este slabă. | Stabilitatea termică a catalizatorilor eterogene este bună. |
| Recuperarea catalizatorului | |
| Recuperarea catalizatorilor omogene este dificilă și costisitoare. | Recuperarea catalizatorilor eterogene este ușoară și ieftină. |
| Site activ | |
| Locul activ al catalizatorilor omogene este bine definit și are o selectivitate bună. | Locul activ al catalizatorilor eterogene nu este bine definit și are selectivitate slabă. |
| Reciclare catalizator | |
| Reciclarea catalizatorilor omogene este dificilă. | Reciclarea catalizatorilor eterogene este ușoară. |
| Separarea catalizatorului | |
| Separarea catalizatorului omogen din amestecul de reacție este dificilă. | Separarea catalizatorului heterogen din amestecul de reacție este ușoară. |
| Dependență de temperatură | |
| Catalizatorii omogene funcționează mai bine în condiții de temperatură scăzută (mai puțin de 250◦C). | Catalizatorii eterogenei funcționează mai bine în condiții de temperatură ridicată (în jur de 250 până la 500◦C). |
| Modificare catalizator | |
| Modificarea catalizatorilor omogene este ușoară. | Modificarea catalizatorilor eterogene este dificilă. |
Rezumat – Catalizator omogen vs eterogen
Catalizatorii sunt compuși care pot crește viteza de reacție a unei anumite reacții pentru a da un randament optim într-o perioadă scurtă de timp. Există două tipuri principale de catalizatori denumiți ca catalizatori omogene și catalizatori eterogene. Diferența cheie dintre catalizatorii omogene și eterogene este că catalizatorii omogene pot fi găsiți întotdeauna în faza lichidă, în timp ce catalizatorii eterogene pot fi găsiți în toate cele trei faze ale materiei; fază solidă, fază lichidă și fază gazoasă.
