Homogenní katalýza. Mechanismus homogenní katalýzy

V textu „Jak fungují katalyzátorové látky?”, Bylo prokázáno, že katalyzátory jsou schopné zvýšit rychlost reakcí, protože snižují aktivační energii potřebnou pro reakci. Dělají to změnou reakčního mechanismu, kombinováním s reaktanty a tvorbou meziproduktu, který se zase stává produkty a katalyzátorem.

Jeden ze způsobů, jak toho dosáhnout, se nazývá Homogenní katalýza, kdy katalyzátor tvoří s reaktanty jednofázový systém.

To znamená, že všechny reaktanty, produkty a katalyzátor musí být ve stejné fázi, tj. Ve stejném fyzickém stavu.

Studium tohoto typu katalýzy je důležité pro vědu a průmysl, protože několik důležitých reakcí na výrobu lze urychlit s malým množstvím katalyzátorů.

Příkladem homogenní katalýzy používané v průmyslu je mezistupeň výroby kyseliny sírové (H₂POUZE_{4 (aq)}), ve kterém dochází k tvorbě oxidu sírového (SO_{3 (g)}) spalovací reakcí oxidu siřičitého (SO_{2 (g)}), je uvedeno níže:

2 SO_{2 (g)} + O._{2 (g)} → 2 OS_{3 (g)}

Tato reakce probíhá příliš pomalu, proto se přidá katalyzátor, oxid dusičitý (NO).

_{2 (g)}). Tento katalyzátor se spojuje s oxidem siřičitým za vzniku meziproduktu (aktivovaného komplexu), kterým je oxid dusnatý (NO_(G)).

Nepřestávejte... Po reklamě je toho víc;)

Tato meziproduktová sloučenina poté reaguje s plynným kyslíkem (O_{2 (g)}) pro regeneraci katalyzátoru. Podívejte se níže, jak k tomu dochází, a pozorujte, jak jsou všechny v plynné fázi a tvoří homogenní médium:

_{katalyzátorkomplex aktivován}
Krok 1: 2 OS_{2 (g)} + 2 NE_{2 (g)}→ 2 OS_{3 (g)} + 2 NE_(G)
Krok 2:  2 NE_(G)+ 1 O._{2 (g)} → 2 NE_{2 (g)}
Globální reakce: 2 SO_{2 (g)} + O._{2 (g)} → 2 OS_{3 (g)}

Pamatujte, že katalyzátor se účastní pouze mezilehlých kroků, ale není spotřebován. Na konci reakce je zcela vzpamatován. Reakce s tímto mechanismem ve dvou krocích vyžaduje méně aktivační energie, a proto probíhá rychleji.

Grafické znázornění:

Autor: Jennifer Fogaça
Vystudoval chemii

Chcete odkazovat na tento text ve školní nebo akademické práci? Dívej se:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. „Homogenní katalýza“; Brazilská škola. K dispozici v: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/catalise-homogenea.htm. Zpřístupněno 27. června 2021.