Belangrijkste verschil - Homogene versus heterogene katalysator
Er zijn veel soorten katalysatoren, maar ze kunnen voornamelijk in twee groepen worden onderverdeeld als homogene katalysatoren en heterogene katalysatoren. Het belangrijkste verschil tussen homogene en heterogene katalysatoren is dat homogene katalysatoren altijd in de vloeistoffase te vinden zijn, terwijl heterogene katalysatoren in alle drie de fasen van de materie te vinden zijn: vaste fase, vloeistoffase en gasfase.
Katalysatoren zijn verbindingen die worden gebruikt om onder milde omstandigheden een maximale opbrengst te verkrijgen. Dit betekent dat katalysatoren de opbrengst van een bepaalde reactie kunnen verhogen en de reactie kunnen versnellen.
INHOUD
1. Overzicht en belangrijkste verschil
2. Wat is een homogene katalysator
3. Wat is een heterogene katalysator
4. Vergelijking zij aan zij - Homogene versus heterogene katalysator in tabelvorm
5. Samenvatting
Wat is een homogene katalysator?
Homogene katalysatoren zijn katalytische verbindingen die zich in dezelfde fase bevinden als de stoffen die de reactiefase ingaan. Deze homogene katalysatoren bevinden zich vaak in de vloeistoffase. Het terugwinnen van homogene katalysatoren is relatief moeilijk en duur aangezien de katalysator zich in dezelfde fase bevindt als het reactiemengsel. Dit betekent dat de katalysatorafscheiding moeilijk is. De thermische stabiliteit van homogene katalysatoren is ook slecht. Het meest voorkomende voorbeeld van homogene katalysatoren zijn metacomplexen.
Figuur 01: Actie van katalysatoren
Homogene katalysatoren zijn efficiënt actief bij lage temperatuuromstandigheden (minder dan 250◦C). De katalytische activiteit van deze katalysatoren is matig in vergelijking met heterogene katalysatoren. De selectiviteit is echter hoog. Het recyclen van de homogene katalysator is duur aangezien het katalytisch terugwinnen moeilijk is. Maar de modificatie van de katalysator is eenvoudig omdat deze zich in de vloeibare fase bevindt.
De diffusiviteit van homogene katalysatoren is hoog. Dit omdat alle reagentia en de katalysator zich in dezelfde vloeistoffase bevinden en juist roeren leidt tot een juiste diffusie van de katalysator door het reactiemengsel. Homogene katalysatoren hebben meestal goed gedefinieerde actieve sites. Dit betekent dat er veel geschikte actieve plaatsen zijn op het oppervlak van de katalysatorverbinding waaraan de reactanten zijn gebonden, en de reactie vordert op die actieve plaatsen.
Wat is een heterogene katalysator?
Heterogene katalysatoren zijn katalytische verbindingen die zich in een andere fase bevinden dan die van de fase van het reactiemengsel. Deze katalysatoren zijn te vinden in alle drie de fasen van materie: vaste fase, vloeibare fase of gasfase. De katalytische terugwinning is gemakkelijk en goedkoop in heterogene katalysatoren aangezien de katalysator zich in een andere fase bevindt dan die van de fase van het reactiemengsel. Bekende voorbeelden van heterogene katalysatoren zijn metalen, metaaloxiden, enz.
Figuur 2: Reactiemengsel bevindt zich in vloeistoffase, terwijl katalysator een metaal in vaste fase is
De thermische stabiliteit van heterogene katalysatoren is erg goed in vergelijking met homogene katalysatoren. Deze katalysatoren werken efficiënt onder hoge temperatuuromstandigheden, rond de 250-500◦C. De katalytische activiteit is ook hoog in vergelijking met homogene katalysatoren. De selectiviteit van reactanten is echter slecht dan die van homogene katalysatoren. De actieve plaatsen van heterogene katalysatoren zijn niet goed gedefinieerd. Dit vermindert de selectiviteit.
Het diffusievermogen van heterogene katalysator is slecht als het oppervlak van de katalysator laag is, aangezien de katalysator en het reactiemengsel in twee fasen zijn. Maar de scheiding van de katalysator is meestal eenvoudig. Dan is ook het recyclen van de katalysator eenvoudig.
Wat is het verschil tussen homogene en heterogene katalysator?
Diff Artikel Midden voor Tafel
Homogene versus heterogene katalysator |
|
| Homogene katalysatoren zijn katalytische verbindingen die zich in dezelfde fase bevinden als de stoffen die de reactiefase ingaan. | Heterogene katalysatoren zijn katalytische verbindingen die zich in een andere fase bevinden dan die van de fase van het reactiemengsel. |
| Fase | |
| Homogene katalysatoren zijn meestal te vinden in de vloeistoffase. | Heterogene katalysatoren kunnen in alle drie fasen worden gevonden; vaste fase, vloeibare fase of gasfase. |
| Thermische stabiliteit | |
| De thermische stabiliteit van homogene katalysatoren is slecht. | De thermische stabiliteit van heterogene katalysatoren is goed. |
| Catalyst Recovery | |
| Het terugwinnen van homogene katalysatoren is moeilijk en duur. | Het terugwinnen van heterogene katalysatoren is gemakkelijk en goedkoop. |
| Actieve site | |
| De actieve plaats van homogene katalysatoren is goed gedefinieerd en heeft een goede selectiviteit. | De actieve plaats van heterogene katalysatoren is niet goed gedefinieerd en heeft een slechte selectiviteit. |
| Katalysatorrecycling | |
| Het recyclen van homogene katalysatoren is moeilijk. | Het recyclen van heterogene katalysatoren is eenvoudig. |
| Katalysatorscheiding | |
| De scheiding van homogene katalysator uit het reactiemengsel is moeilijk. | De scheiding van heterogene katalysator uit het reactiemengsel is eenvoudig. |
| Temperatuurafhankelijkheid | |
| Homogene katalysatoren werken beter bij lage temperaturen (minder dan 250◦C). | Heterogene katalysatoren werken beter bij hoge temperaturen (ongeveer 250 tot 500 toC). |
| Modificatie van katalysator | |
| De modificatie van homogene katalysatoren is eenvoudig. | De modificatie van heterogene katalysatoren is moeilijk. |
Samenvatting - Homogene versus heterogene katalysator
Katalysatoren zijn verbindingen die de reactiesnelheid van een bepaalde reactie kunnen verhogen om in korte tijd een optimale opbrengst te geven. Er zijn twee hoofdtypen katalysatoren die homogene katalysatoren en heterogene katalysatoren worden genoemd. Het belangrijkste verschil tussen homogene en heterogene katalysatoren is dat homogene katalysatoren altijd in de vloeistoffase kunnen worden gevonden, terwijl heterogene katalysatoren in alle drie de fasen van de materie kunnen worden gevonden; vaste fase, vloeibare fase en gasfase.
