Peamine erinevus - homogeenne vs heterogeenne katalüsaator
Katalüsaatoreid on mitut tüüpi, kuid neid saab peamiselt jaotada kahte rühma: homogeensed ja heterogeensed katalüsaatorid. Peamine erinevus homogeensete ja heterogeensete katalüsaatorite vahel on see, et homogeenseid katalüsaatoreid võib alati leida vedelas faasis, samas kui heterogeenseid katalüsaatoreid leidub aine kõigis kolmes faasis: tahke faas, vedel faas ja gaasifaas.
Katalüsaatorid on ühendid, mida kasutatakse maksimaalse saagise saamiseks pehmetes tingimustes. See tähendab, et katalüsaatorid võivad suurendada konkreetse reaktsiooni saagist ja kiirendada reaktsiooni.
SISU
1. Ülevaade ja peamine erinevus
2. Mis on homogeenne katalüsaator
3. Mis on heterogeenne katalüsaator
4. Kõrvuti võrdlus - homogeenne vs heterogeenne katalüsaator tabelina
5. Kokkuvõte
Mis on homogeenne katalüsaator?
Homogeensed katalüsaatorid on katalüütilised ühendid, mis on samas faasis reaktsioonifaasi minevate ainetega. Need homogeensed katalüsaatorid on sageli vedelas faasis. Homogeensete katalüsaatorite regenereerimine on suhteliselt keeruline ja kulukas, kuna katalüsaator on samas faasis kui reaktsioonisegu. See tähendab, et katalüsaatori eraldamine on keeruline. Samuti on homogeensete katalüsaatorite termiline stabiilsus halb. Homogeensete katalüsaatorite kõige tavalisem näide on metakompleksid.
Joonis 01: Katalüsaatorite tegevus
Homogeensed katalüsaatorid on efektiivsed madalatel temperatuuridel (alla 250◦C). Nende katalüsaatorite katalüütiline aktiivsus on heterogeensete katalüsaatoritega võrreldes mõõdukas. Kuid selektiivsus on kõrge. Homogeense katalüsaatori ringlussevõtt on kulukas, kuna katalüütiline regenereerimine on keeruline. Kuid katalüsaatori modifitseerimine on lihtne, kuna see on vedelas faasis.
Homogeensete katalüsaatorite hajuvus on kõrge. Seda seetõttu, et kõik reaktiivid ja katalüsaator on ühes vedelas faasis ja korralik segamine viib katalüsaatori korraliku difusiooni kogu reaktsioonisegus. Homogeensetel katalüsaatoritel on tavaliselt täpselt määratletud aktiivsed kohad. See tähendab, et katalüsaatorühendi pinnal, millega reagendid on seotud, on palju õigeid aktiivseid saite ja reaktsioon nendes aktiivsetes kohtades edeneb.
Mis on heterogeenne katalüsaator?
Heterogeensed katalüsaatorid on katalüütilised ühendid, mis on erinevas faasis reaktsioonisegu faasist. Neid katalüsaatoreid leidub aine kõigis kolmes faasis: tahke, vedel või gaas. Katalüütiline regenereerimine on heterogeensetes katalüsaatorites lihtne ja odav, kuna katalüsaator on erinevas faasis kui reaktsioonisegu faas. Heterogeensete katalüsaatorite levinumad näited on metallid, metalloksiidid jne.
Joonis 2: Reaktsioonisegu on vedelas faasis, samas kui katalüsaator on tahke faasiga metall
Heterogeensete katalüsaatorite termiline stabiilsus on homogeensete katalüsaatoritega võrreldes väga hea. Need katalüsaatorid toimivad tõhusalt kõrgel temperatuuril, umbes 250–500 ° C. Katalüütiline aktiivsus on samuti kõrge, võrreldes homogeensete katalüsaatoritega. Reagentide selektiivsus on aga halb kui homogeensete katalüsaatorite puhul. Heterogeensete katalüsaatorite aktiivsed kohad pole täpselt määratletud. See vähendab selektiivsust.
Heterogeense katalüsaatori hajuvus on nõrk, kui katalüsaatori pindala on väike, kuna katalüsaator ja reaktsioonisegu on kahes faasis. Kuid katalüsaatori eraldamine on tavaliselt lihtne. Siis on ka katalüsaatori ringlussevõtt lihtne.
Mis vahe on homogeense ja heterogeense katalüsaatori vahel?
Erinev artikkel keskel enne tabelit
Homogeenne vs heterogeenne katalüsaator |
|
| Homogeensed katalüsaatorid on katalüütilised ühendid, mis on samas faasis reaktsioonifaasi minevate ainetega. | Heterogeensed katalüsaatorid on katalüütilised ühendid, mis on erinevas faasis reaktsioonisegu faasist. |
| Faas | |
| Homogeenseid katalüsaatoreid võib leida enamasti vedelas faasis. | Heterogeenseid katalüsaatoreid võib leida kõigis kolmes faasis; tahke faas, vedel faas või gaasifaas. |
| Termiline stabiilsus | |
| Homogeensete katalüsaatorite termiline stabiilsus on halb. | Heterogeensete katalüsaatorite termiline stabiilsus on hea. |
| Katalüsaatori taastamine | |
| Homogeensete katalüsaatorite regenereerimine on keeruline ja kulukas. | Heterogeensete katalüsaatorite regenereerimine on lihtne ja odav. |
| Aktiivne sait | |
| Homogeensete katalüsaatorite aktiivne koht on hästi määratletud ja selektiivne. | Heterogeensete katalüsaatorite aktiivne koht ei ole täpselt määratletud ja sellel on halb selektiivsus. |
| Katalüsaatori ringlussevõtt | |
| Homogeensete katalüsaatorite ringlussevõtt on keeruline. | Heterogeensete katalüsaatorite ringlussevõtt on lihtne. |
| Katalüsaatori eraldamine | |
| Homogeense katalüsaatori eraldamine reaktsioonisegust on keeruline. | Heterogeense katalüsaatori eraldamine reaktsioonisegust on lihtne. |
| Temperatuuri sõltuvus | |
| Homogeensed katalüsaatorid toimivad paremini madalatel temperatuuridel (alla 250◦C). | Heterogeensed katalüsaatorid töötavad paremini kõrgtemperatuuril (umbes 250 kuni 500 toC). |
| Katalüsaatori modifitseerimine | |
| Homogeensete katalüsaatorite modifitseerimine on lihtne. | Heterogeensete katalüsaatorite modifitseerimine on keeruline. |
Kokkuvõte - homogeenne vs heterogeenne katalüsaator
Katalüsaatorid on ühendid, mis võivad lühikese aja jooksul optimaalse saagise saamiseks suurendada konkreetse reaktsiooni reaktsioonikiirust. On kaks peamist tüüpi katalüsaatoreid, mida nimetatakse homogeenseteks katalüsaatoriteks ja heterogeenseteks katalüsaatoriteks. Peamine erinevus homogeensete ja heterogeensete katalüsaatorite vahel on see, et homogeenseid katalüsaatoreid võib alati leida vedelas faasis, samas kui heterogeenseid katalüsaatoreid leidub aine kõigis kolmes faasis; tahke faas, vedel faas ja gaasifaas.
