Diferència clau: catalitzador homogeni vs heterogeni
Els catalitzadors són de molts tipus, però es poden classificar principalment en dos grups com a catalitzadors homogenis i catalitzadors heterogenis. La diferència clau entre els catalitzadors homogenis i heterogenis és que els catalitzadors homogenis sempre es poden trobar a la fase líquida, mentre que els catalitzadors heterogenis es poden trobar en les tres fases de la matèria: fase sòlida, fase líquida i fase gasosa.
Els catalitzadors són compostos que s'utilitzen per obtenir el màxim rendiment en condicions suaus. Això vol dir que els catalitzadors poden augmentar el rendiment d'una reacció concreta i accelerar la reacció.
Què és un catalitzador homogeni?
Els catalitzadors homogenis són compostos catalítics que es troben en la mateixa fase que les substàncies que entren en fase de reacció. Aquests catalitzadors homogenis sovint es troben en fase líquida. La recuperació de catalitzadors homogenis és comparativament difícil i costosa, ja que el catalitzador es troba en la mateixa fase que la mescla de reacció. Això significa que la separació del catalitzador és difícil. L'estabilitat tèrmica dels catalitzadors homogenis també és deficient. L'exemple més comú de catalitzadors homogenis són els metacomplexos.
Figura 01: Acció dels catalitzadors
Els catalitzadors homogenis són actius de manera eficient en condicions de baixa temperatura (menys de 250 ◦ C). L'activitat catalítica d'aquests catalitzadors és moderada en comparació amb els catalitzadors heterogenis. Tanmateix, la selectivitat és alta. El reciclatge del catalitzador homogeni és car ja que la recuperació catalítica és difícil. Però la modificació del catalitzador és fàcil perquè es troba en fase líquida.
La difusivitat dels catalitzadors homogenis és alta. Això perquè tots els reactius i el catalitzador es troben en la mateixa fase líquida i l'agitació adequada condueix a una difusió adequada del catalitzador per tota la mescla de reacció. Els catalitzadors homogenis solen tenir llocs actius ben definits. Això significa que hi ha molts llocs actius adequats a la superfície del compost catalitzador als quals s'uneixen els reactius i la reacció avança en aquests llocs actius.
Què és un catalitzador heterogeni?
Els catalitzadors heterogenis són compostos catalítics que es troben en una fase diferent a la de la fase de la mescla de reacció. Aquests catalitzadors es poden trobar en les tres fases de la matèria: fase sòlida, fase líquida o fase gasosa. La recuperació catalítica és fàcil i barata en catalitzadors heterogenis ja que el catalitzador es troba en una fase diferent de la de la fase de la mescla de reacció. Els exemples habituals de catalitzadors heterogenis són els metalls, els òxids metàl·lics, etc.
Figura 2: la mescla de reacció es troba en fase líquida mentre que el catalitzador és un metall en fase sòlida
L'estabilitat tèrmica dels catalitzadors heterogenis és molt bona en comparació amb els catalitzadors homogenis. Aquests catalitzadors actuen de manera eficient en condicions d' alta temperatura, al voltant de 250-500 ◦ C. L'activitat catalítica també és alta en comparació amb els catalitzadors homogenis. Tanmateix, la selectivitat dels reactius és pobra que la dels catalitzadors homogenis. Els llocs actius dels catalitzadors heterogenis no estan ben definits. Això redueix la selectivitat.
La difusivitat del catalitzador heterogeni és pobra si la superfície del catalitzador és baixa, ja que el catalitzador i la mescla de reacció es troben en dues fases. Però la separació del catalitzador sol ser senzilla. Aleshores, el reciclatge del catalitzador també és fàcil.
Quina diferència hi ha entre un catalitzador homogeni i heterogeni?
Catalitzador homogeni vs heterogeni |
|
| Els catalitzadors homogenis són compostos catalítics que es troben en la mateixa fase que les substàncies que entren a la fase de reacció. | Els catalitzadors heterogenis són compostos catalítics que es troben en una fase diferent de la de la fase de la mescla de reacció. |
| Fase | |
| Els catalitzadors homogenis es poden trobar sobretot en fase líquida. | Es poden trobar catalitzadors heterogenis en les tres fases; fase sòlida, fase líquida o fase gasosa. |
| Estabilitat tèrmica | |
| L'estabilitat tèrmica dels catalitzadors homogenis és deficient. | L'estabilitat tèrmica dels catalitzadors heterogenis és bona. |
| Recuperació del catalitzador | |
| La recuperació de catalitzadors homogenis és difícil i costosa. | La recuperació de catalitzadors heterogenis és fàcil i barata. |
| Lloc actiu | |
| El lloc actiu dels catalitzadors homogenis està ben definit i té una bona selectivitat. | El lloc actiu dels catalitzadors heterogenis no està ben definit i té poca selectivitat. |
| Reciclatge de catalitzadors | |
| El reciclatge de catalitzadors homogenis és difícil. | El reciclatge de catalitzadors heterogenis és fàcil. |
| Separació de catalitzadors | |
| La separació del catalitzador homogeni de la barreja de reacció és difícil. | La separació del catalitzador heterogeni de la barreja de reacció és fàcil. |
| Dependència de la temperatura | |
| Els catalitzadors homogenis funcionen millor en condicions de baixa temperatura (menys de 250◦C). | Els catalitzadors heterogenis funcionen millor en condicions d' alta temperatura (al voltant de 250 a 500 ◦C). |
| Modificació del catalitzador | |
| La modificació de catalitzadors homogenis és fàcil. | La modificació de catalitzadors heterogenis és difícil. |
Resum: catalitzador homogeni vs heterogeni
Els catalitzadors són compostos que poden augmentar la velocitat de reacció d'una reacció concreta per obtenir un rendiment òptim en un període de temps curt. Hi ha dos tipus principals de catalitzadors anomenats catalitzadors homogenis i catalitzadors heterogenis. La diferència clau entre els catalitzadors homogenis i heterogenis és que els catalitzadors homogenis sempre es poden trobar a la fase líquida, mentre que els catalitzadors heterogenis es poden trobar en les tres fases de la matèria; fase sòlida, fase líquida i fase gasosa.
