Unterschied zwischen homogenen und heterogenen Katalysatoren

Hauptunterschied - homogener gegenüber heterogenem Katalysator
 

Katalysatoren gibt es vielerlei Arten, sie können jedoch hauptsächlich in zwei Gruppen als homogene Katalysatoren und heterogene Katalysatoren eingeteilt werden. Das Hauptunterschied zwischen homogenen und heterogenen Katalysatoren ist das Homogene Katalysatoren können immer in der flüssigen Phase gefunden werden, während heterogene Katalysatoren in allen drei Phasen der Materie gefunden werden können: Festphase, Flüssigphase und Gasphase.

Katalysatoren sind Verbindungen, die verwendet werden, um unter milden Bedingungen eine maximale Ausbeute zu erzielen. Das heißt, Katalysatoren können die Ausbeute einer bestimmten Reaktion erhöhen und die Reaktion beschleunigen.

INHALT

1. Übersicht und Schlüsseldifferenz
2. Was ist ein homogener Katalysator?
3. Was ist ein heterogener Katalysator?
4. Side-by-Side-Vergleich - homogener und heterogener Katalysator in tabellarischer Form
5. Zusammenfassung

Was ist ein homogener Katalysator??

Homogene Katalysatoren sind katalytische Verbindungen, die sich in der gleichen Phase befinden wie die Substanzen, die in die Reaktionsphase gehen. Diese homogenen Katalysatoren liegen oft in der flüssigen Phase. Die Rückgewinnung homogener Katalysatoren ist vergleichsweise schwierig und teuer, da sich der Katalysator in der gleichen Phase befindet wie das Reaktionsgemisch. Dies bedeutet, dass die Katalysatortrennung schwierig ist. Die thermische Stabilität von homogenen Katalysatoren ist ebenfalls schlecht. Das häufigste Beispiel für homogene Katalysatoren sind Metakomplexe.

Abbildung 01: Wirkung von Katalysatoren

Homogene Katalysatoren sind bei Niedertemperaturbedingungen (weniger als 250 ° C) effizient aktiv. Die katalytische Aktivität dieser Katalysatoren ist im Vergleich zu heterogenen Katalysatoren moderat. Die Selektivität ist jedoch hoch. Die Rückführung des homogenen Katalysators ist teuer, da die katalytische Rückgewinnung schwierig ist. Die Modifizierung des Katalysators ist jedoch einfach, weil er sich in der flüssigen Phase befindet.

Die Diffusivität homogener Katalysatoren ist hoch. Dies liegt daran, dass sich alle Reaktanten und der Katalysator in der gleichen flüssigen Phase befinden und das richtige Rühren zu einer richtigen Diffusion des Katalysators im gesamten Reaktionsgemisch führt. Homogene Katalysatoren haben normalerweise gut definierte aktive Zentren. Dies bedeutet, dass es viele geeignete aktive Stellen auf der Oberfläche der Katalysatorverbindung gibt, an die die Reaktanten gebunden sind, und die Reaktion in diesen aktiven Stellen voranschreitet.

Was ist ein heterogener Katalysator??

Heterogene Katalysatoren sind katalytische Verbindungen, die sich in einer anderen Phase als die Phase des Reaktionsgemisches befinden. Diese Katalysatoren können in allen drei Materialphasen gefunden werden: Festphase, Flüssigphase oder Gasphase. Die katalytische Rückgewinnung ist bei heterogenen Katalysatoren leicht und billig, da sich der Katalysator in einer anderen Phase befindet als die Phase des Reaktionsgemisches. Übliche Beispiele für heterogene Katalysatoren sind Metalle, Metalloxide usw.

Abbildung 2: Das Reaktionsgemisch befindet sich in flüssiger Phase, während der Katalysator ein Metall in fester Phase ist

Die thermische Stabilität heterogener Katalysatoren ist im Vergleich zu homogenen Katalysatoren sehr gut. Diese Katalysatoren wirken effizient bei Hochtemperaturbedingungen von etwa 250 bis 500 ° C. Die katalytische Aktivität ist im Vergleich zu homogenen Katalysatoren ebenfalls hoch. Die Selektivität der Reaktanten ist jedoch geringer als die der homogenen Katalysatoren. Die aktiven Zentren heterogener Katalysatoren sind nicht genau definiert. Dies reduziert die Selektivität.

Die Diffusivität des heterogenen Katalysators ist schlecht, wenn die Oberfläche des Katalysators gering ist, da der Katalysator und das Reaktionsgemisch in zwei Phasen vorliegen. Die Abtrennung des Katalysators ist jedoch in der Regel unkompliziert. Dann ist auch das Recycling des Katalysators einfach.

Was ist der Unterschied zwischen homogenen und heterogenen Katalysatoren??

Homogener vs. heterogener Katalysator
Homogene Katalysatoren sind katalytische Verbindungen, die sich in der gleichen Phase befinden wie die Substanzen, die in die Reaktionsphase gehen.	Heterogene Katalysatoren sind katalytische Verbindungen, die sich in einer anderen Phase als die Phase des Reaktionsgemisches befinden.
Phase
Homogene Katalysatoren finden sich meist in der flüssigen Phase.	Heterogene Katalysatoren können in allen drei Phasen gefunden werden; Festphase, Flüssigphase oder Gasphase.
Thermische Stabilität
Die thermische Stabilität von homogenen Katalysatoren ist schlecht.	Die thermische Stabilität von heterogenen Katalysatoren ist gut.
Katalysatorwiederherstellung
Die Rückgewinnung homogener Katalysatoren ist schwierig und teuer.	Die Rückgewinnung heterogener Katalysatoren ist einfach und kostengünstig.
Aktive Seite
Die aktiven Zentren von homogenen Katalysatoren sind gut definiert und weisen eine gute Selektivität auf.	Das aktive Zentrum heterogener Katalysatoren ist nicht genau definiert und weist eine geringe Selektivität auf.
Katalysatorrecycling
Das Recycling von homogenen Katalysatoren ist schwierig.	Das Recycling von heterogenen Katalysatoren ist einfach.
Katalysatortrennung
Die Abtrennung des homogenen Katalysators aus dem Reaktionsgemisch ist schwierig.	Die Abtrennung des heterogenen Katalysators aus dem Reaktionsgemisch ist einfach.
Temperaturabhängigkeit
Homogene Katalysatoren arbeiten besser bei niedrigen Temperaturen (weniger als 250 ° C).	Heterogene Katalysatoren arbeiten unter Hochtemperaturbedingungen (etwa 250 bis 500 ° C) besser.
Katalysatormodifizierung
Die Modifizierung homogener Katalysatoren ist einfach.	Die Modifikation heterogener Katalysatoren ist schwierig.

Zusammenfassung - Homogener vs heterogener Katalysator

Katalysatoren sind Verbindungen, die die Reaktionsgeschwindigkeit einer bestimmten Reaktion erhöhen können, um in kurzer Zeit eine optimale Ausbeute zu erzielen. Es gibt zwei Haupttypen von Katalysatoren, die als homogene Katalysatoren und heterogene Katalysatoren bezeichnet werden. Der Hauptunterschied zwischen homogenen und heterogenen Katalysatoren besteht darin, dass homogene Katalysatoren immer in der flüssigen Phase zu finden sind, während heterogene Katalysatoren in allen drei Phasen der Materie zu finden sind; Festphase, Flüssigphase und Gasphase.

Referenz:

1. Arten der Katalyse, Chemguide, Hier verfügbar.
2. „Homogene Katalyse“. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 25. Februar 2018, Hier verfügbar.
3. "Heterogene Katalyse". Wikipedia, Wikimedia Foundation, 16. März 2018, Hier verfügbar.

Bildhöflichkeit:

1. “CatalysisScheme” Von Smokefoot als angenommen angenommen, dass eigene Arbeiten (aufgrund der Urheberrechtsansprüche) (Public Domain) via übernommen wurden Commons Wikimedia
2. "Heterogene asymmetrische Hydrierungspyridine" Von Bmalbrecht - Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia