Homogen katalyse. Homogen katalysemekanisme

I teksten "Hvordan fungerer katalysatorstoffer?”, Har det vist seg at katalysatorer er i stand til å øke reaksjonshastigheten fordi de reduserer aktiveringsenergien som trengs for at reaksjonen skal skje. De gjør dette ved å endre reaksjonsmekanismen, kombinere med reaktantene og danne en mellomforbindelse, som igjen blir produktene og katalysatoren.

En av måtene for at dette skal skje kalles Homogen katalyse, som er når katalysatoren danner et enfasesystem med reaktantene.

Dette betyr at reaktantene, produktene og katalysatoren alle må være i samme fase, det vil si i samme fysiske tilstand.

Studiet av denne typen katalyse er viktig for vitenskap og industri, da flere viktige reaksjoner for produksjon kan akselereres med små mengder katalysatorer.

Et eksempel på homogen katalyse anvendt i industrien er et mellomtrinn i fremstillingen av svovelsyre (H₂KUN_{4 (aq)}), hvor dannelsen av svoveltrioksid (SO_{3 (g)}) gjennom forbrenningsreaksjonen av svoveldioksid (SO_{2 (g)}), Vist under:

2 SÅ_{2 (g)} + O_{2 (g)} → 2 OS_{3 (g)}

Denne reaksjonen går for sakte, så en katalysator, nitrogendioksid (NO) tilsettes._{2 (g)}). Denne katalysatoren kombineres med svoveldioksid for å danne en mellomforbindelse (aktivert kompleks), som er nitrogenmonoksid (NO_(g)).

Ikke stopp nå... Det er mer etter annonseringen;)

Denne mellomforbindelsen reagerer deretter med oksygengass (O_{2 (g)}) for katalysatorregenerering. Se nedenfor hvordan dette skjer og observer hvordan de alle er i gassfasen, og danner et homogent medium:

_{katalysatorkompleks aktivert}
Trinn 1: 2 OS_{2 (g)} + 2 NEI_{2 (g)}→ 2 OS_{3 (g)} + 2 NEI_(g)
Steg 2:  2 NEI_(g)+ 1 O_{2 (g)} → 2 NEI_{2 (g)}
Global reaksjon: 2 SO_{2 (g)} + O_{2 (g)} → 2 OS_{3 (g)}

Merk at katalysatoren bare deltar i de mellomliggende trinnene, men ikke forbrukes. På slutten av reaksjonen er han fullstendig gjenopprettet. Reaksjonen med denne mekanismen laget i to trinn krever mindre aktiveringsenergi for å skje, og derfor fortsetter den raskere.

Grafisk fremstilling:

Av Jennifer Fogaça
Uteksamen i kjemi

Vil du referere til denne teksten i et skole- eller akademisk arbeid? Se:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Homogen katalyse"; Brasilskolen. Tilgjengelig i: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/catalise-homogenea.htm. Tilgang 27. juni 2021.