Key Difference – Homogen vs Heterogeneous Catalyst
Katalysatorer är av många typer, men de kan huvudsakligen kategoriseras i två grupper som homogena katalysatorer och heterogena katalysatorer. Den viktigaste skillnaden 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.
Katalysatorer är föreningar som används för att erhålla maxim alt utbyte under milda förhållanden. Detta betyder att katalysatorer kan öka utbytet av en viss reaktion och påskynda reaktionen.
Vad är en homogen katalysator?
Homogena katalysatorer är katalytiska föreningar som är i samma fas som de ämnen som går in i reaktionsfasen. Dessa homogena katalysatorer är ofta i flytande fas. Utvinningen av homogena katalysatorer är jämförelsevis svår och dyr eftersom katalysatorn är i samma fas som reaktionsblandningen är. Detta betyder att katalysatorseparationen är svår. Den termiska stabiliteten hos homogena katalysatorer är också dålig. Det vanligaste exemplet på homogena katalysatorer är metakomplex.
Figur 01: Action of Catalysts
Homogena katalysatorer är effektivt aktiva i låga temperaturer (mindre än 250◦C). Den katalytiska aktiviteten hos dessa katalysatorer är måttlig jämfört med heterogena katalysatorer. Selektiviteten är dock hög. Återvinningen av den homogena katalysatorn är dyr eftersom den katalytiska återvinningen är svår. Men modifieringen av katalysatorn är enkel eftersom den är i flytande fas.
Diffusionsförmågan hos homogena katalysatorer är hög. Detta eftersom alla reaktanter och katalysatorn är i samma vätskefas och korrekt omrörning leder till korrekt diffusion av katalysatorn genom reaktionsblandningen. Homogena katalysatorer har vanligtvis väldefinierade aktiva ställen. Detta betyder att det finns många riktiga aktiva ställen på ytan av katalysatorföreningen till vilka reaktanterna är bundna, och reaktionen fortskrider i dessa aktiva ställen.
Vad är en heterogen katalysator?
Heterogena katalysatorer är katalytiska föreningar som befinner sig i en annan fas än den i reaktionsblandningens fas. Dessa katalysatorer kan finnas i alla tre faser av materia: fast fas, flytande fas eller gasfas. Den katalytiska återvinningen är enkel och billig i heterogena katalysatorer eftersom katalysatorn är i en annan fas än den för reaktionsblandningens fas. Vanliga exempel på heterogena katalysatorer är metaller, metalloxider, etc.
Figur 2: Reaktionsblandningen är i flytande fas medan katalysator är en metall i fast fas
Den termiska stabiliteten för heterogena katalysatorer är mycket bra jämfört med homogena katalysatorer. Dessa katalysatorer verkar effektivt under höga temperaturer, runt 250-500◦C. Den katalytiska aktiviteten är också hög jämfört med homogena katalysatorer. Selektiviteten hos reaktanter är emellertid dålig än hos homogena katalysatorer. De aktiva ställena för heterogena katalysatorer är inte väldefinierade. Detta minskar selektiviteten.
Diffusionsförmågan hos heterogen katalysator är dålig om ytarean på katalysatorn är låg eftersom katalysatorn och reaktionsblandningen är i två faser. Men separationen av katalysatorn är vanligtvis enkel. Då är återvinningen av katalysatorn också enkel.
Vad är skillnaden mellan homogen och heterogen katalysator?
Homogeneous vs Heterogeneous Catalyst |
|
| Homogena katalysatorer är katalytiska föreningar som är 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 finns mestadels i flytande fas. | Heterogena katalysatorer kan hittas i alla tre faserna; fast fas, flytande fas eller gasfas. |
| Termisk stabilitet | |
| Den termiska stabiliteten för homogena katalysatorer är dålig. | Den termiska stabiliteten hos heterogena katalysatorer är god. |
| Katalysatoråterställning | |
| Återvinning av homogena katalysatorer är svårt och dyrt. | Återvinningen av heterogena katalysatorer är enkel och billig. |
| Active Site | |
| Den aktiva platsen för homogena katalysatorer är väldefinierade och har god selektivitet. | Den aktiva platsen för heterogena katalysatorer är inte väldefinierade och har dålig selektivitet. |
| Catalyst Recycling | |
| Återvinning av homogena katalysatorer är svårt. | Återvinning av heterogena katalysatorer är lätt. |
| Katalysatorseparation | |
| Separationen av homogen katalysator från reaktionsblandningen är svår. | Separationen av heterogen katalysator från reaktionsblandningen är lätt. |
| Temperaturberoende | |
| Homogena katalysatorer fungerar bättre under låga temperaturer (mindre än 250◦C). | Heterogena katalysatorer fungerar bättre under höga temperaturer (cirka 250 till 500◦C). |
| Catalyst Modification | |
| 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 optim alt utbyte under en kort tidsperiod. Det finns två huvudtyper av katalysatorer som kallas homogena katalysatorer och heterogena katalysatorer. Den viktigaste skillnaden 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.
