Homogeeninen katalyysi. Homogeeninen katalyysimekanismi

Tekstissä "Kuinka katalysaattorit toimivat?”, On osoitettu, että katalyytit pystyvät lisäämään reaktioiden nopeutta, koska ne vähentävät reaktion tapahtumiseen tarvittavaa aktivointienergiaa. He tekevät tämän muuttamalla reaktiomekanismia, yhdistämällä reaktanttien kanssa ja muodostamalla välituoteyhdisteen, josta puolestaan ​​tulee tuotteita ja katalyyttiä.

Yksi tapa tapahtua kutsutaan Homogeeninen katalyysi, jolloin katalyytti muodostaa yksivaiheisen järjestelmän reaktanttien kanssa.

Tämä tarkoittaa, että reagoivien aineiden, tuotteiden ja katalyytin on oltava samassa vaiheessa eli samassa fysikaalisessa tilassa.

Tämän tyyppisen katalyysin tutkimus on tärkeä tiede ja teollisuus, koska useita tärkeitä reaktioita tuotannossa voidaan nopeuttaa pienillä määrillä katalyyttejä.

Esimerkki teollisuudessa käytettävästä homogeenisesta katalyysistä on välivaihe rikkihapon (H₂VAIN_{4 (aq)}), jossa rikkitrioksidin (SO_{3 g)}) rikkidioksidin (SO_{2 g)}), nähtävissä alapuolella:

2 SO_{2 g)} + O_{2 g)} → 2 käyttöjärjestelmää_{3 g)}

Tämä reaktio etenee liian hitaasti, joten katalyytti, typpidioksidi (NO) lisätään._{2 g)}). Tämä katalyytti yhdistyy rikkidioksidiin muodostaen välituoteyhdisteen (aktivoitu kompleksi), joka on typpimonoksidi (NO_(g)).

Tämä välituoteyhdiste reagoi sitten happikaasun (O_{2 g)}) katalyytin regenerointiin. Katso alla, miten tämä tapahtuu, ja tarkkaile, kuinka ne kaikki ovat kaasufaasissa muodostaen homogeenisen väliaineen:

_{katalyyttiaktivoitu kompleksi}
Vaihe 1: 2 käyttöjärjestelmää_{2 g)} + 2 EI_{2 g)}→ 2 käyttöjärjestelmää_{3 g)} + 2 EI_(g)
Vaihe 2:  2 EI_(g)+ 1 O_{2 g)} → 2 EI_{2 g)}
Globaali reaktio: 2 SO_{2 g)} + O_{2 g)} → 2 käyttöjärjestelmää_{3 g)}

Huomaa, että katalyytti osallistuu vain välivaiheisiin, mutta sitä ei kuluteta. Reaktion lopussa hän on täysin toipunut. Reaktio tämän mekanismin kanssa, joka tehdään kahdessa vaiheessa, vaatii vähemmän aktivointienergiaa, ja siksi se etenee nopeammin.

Graafinen esitys:

Kirjailija: Jennifer Fogaça
Valmistunut kemian alalta

Lähde: Brasilian koulu - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/catalise-homogenea.htm