Homogén katalízis. Homogén katalízis mechanizmus

A szövegben "Hogyan működnek a katalizátorok?”Kimutatták, hogy a katalizátorok képesek megnövelni a reakciók sebességét, mert csökkentik a reakció bekövetkezéséhez szükséges aktiválási energiát. Ezt úgy hajtják végre, hogy megváltoztatják a reakciómechanizmust, kombinálódnak a reagensekkel és köztes vegyületet képeznek, amely viszont a termékek és a katalizátor lesz.

Ennek egyik módját nevezzük Homogén katalízis, amikor a katalizátor egyfázisú rendszert képez a reagensekkel.

Ez azt jelenti, hogy a reagenseknek, a termékeknek és a katalizátoroknak ugyanabban a fázisban kell lenniük, vagyis ugyanabban a fizikai állapotban.

Az ilyen típusú katalízis vizsgálata fontos a tudomány és az ipar számára, mivel számos fontos reakció a termeléshez kis mennyiségű katalizátorral gyorsítható fel.

Az iparban alkalmazott homogén katalízis példája a kénsav (H₂CSAK_{4 (aq)}), amelyben kén-trioxid (SO_{3. g)}) a kén-dioxid (SO_{2. g)}), lásd lent:

2 SO_{2. g)} + O_{2. g)} → 2 OS_{3. g)}

Ez a reakció túl lassan halad, ezért katalizátort, nitrogén-dioxidot (NO) adunk hozzá.

_{2. g)}). Ez a katalizátor kén-dioxiddal kombinálva egy köztes vegyületet (aktivált komplexet) képez, amely nitrogén-monoxid (NO_g)).

Ne álljon meg most... A reklám után még több van;)

Ez a köztitermék vegyület ezután oxigéngázzal (O_{2. g)}) a katalizátor regenerálásához. Lásd alább, hogyan történik ez, és figyeld meg, hogy vannak mind a gázfázisban, homogén közeget alkotva:

_{katalizátorkomplex aktiválva}
1. lépés: 2 operációs rendszer_{2. g)} + 2 NEM_{2. g)}→ 2 OS_{3. g)} + 2 NEM_g)
2. lépés:  2 NEM_g)+ 1 O_{2. g)} → 2 NEM_{2. g)}
Globális reakció: 2 SO_{2. g)} + O_{2. g)} → 2 OS_{3. g)}

Vegye figyelembe, hogy a katalizátor csak a közbenső lépésekben vesz részt, de nem fogyasztja el. A reakció végén teljesen felépült. A két lépésben végrehajtott reakcióval kevesebb aktiválási energia szükséges, ezért gyorsabban halad.

Grafikus ábrázolás:

Írta: Jennifer Fogaça
Kémia szakon végzett

Hivatkozni szeretne erre a szövegre egy iskolai vagy tudományos munkában? Néz:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Homogén katalízis"; Brazil iskola. Elérhető: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/catalise-homogenea.htm. Hozzáférés: 2021. június 27.