V texte „Ako fungujú katalytické látky?”Sa ukázalo, že katalyzátory sú schopné zvýšiť rýchlosť reakcií, pretože znižujú aktivačnú energiu potrebnú na uskutočnenie reakcie. Robia to zmenou reakčného mechanizmu, kombináciou s reaktantmi a tvorbou medziproduktu, ktorý sa zase stáva produktmi a katalyzátorom.
Jeden zo spôsobov, ako sa to stane, je tzv Homogénna katalýza, čo je, keď katalyzátor vytvára s reaktantmi jednofázový systém.
To znamená, že všetky reaktanty, produkty a katalyzátor musia byť v rovnakej fáze, to znamená v rovnakom fyzikálnom stave.
Štúdium tohto typu katalýzy je dôležité pre vedu a priemysel, pretože niekoľko dôležitých reakcií na výrobu je možné urýchliť pomocou malého množstva katalyzátorov.
Príkladom homogénnej katalýzy používanej v priemysle je medzistupeň výroby kyseliny sírovej (H2IBA4 (aq)), v ktorom sa vytvára oxid sírový (SO3 (g)) spaľovacou reakciou oxidu siričitého (SO2 písm. G)), zobrazené nižšie:
2 SO2 písm. G) + O.2 písm. G) → 2 OS3 (g)
Táto reakcia prebieha príliš pomaly, preto sa pridá katalyzátor, oxid dusičitý (NO).
2 písm. G)). Tento katalyzátor sa kombinuje s oxidom siričitým za vzniku medziproduktu (aktivovaného komplexu), ktorým je oxid dusnatý (NOg)).Táto medziproduktová zlúčenina potom reaguje s plynným kyslíkom (O2 písm. G)) na regeneráciu katalyzátora. Ako sa to deje, uvidíte nižšie a sledujte, ako sú všetky v plynnej fáze, pričom tvoria homogénne médium:
katalyzátorkomplex aktivovaný
Krok 1: 2 OS2 písm. G) + 2 NIE2 písm. G)→ 2 OS3 (g) + 2 NIEg)
Krok 2: 2 NIEg)+ 1 O.2 písm. G) → 2 NIE2 písm. G)
Globálna reakcia: 2 SO2 písm. G) + O.2 písm. G) → 2 OS3 (g)
Upozorňujeme, že katalyzátor sa zúčastňuje iba medzistupňov, ale nie je spotrebovaný. Na konci reakcie sa úplne zotaví. Reakcia s týmto mechanizmom uskutočnená v dvoch krokoch vyžaduje, aby došlo k menšej aktivačnej energii, a preto prebieha rýchlejšie.
Grafické znázornenie:
Autor: Jennifer Fogaça
Vyštudoval chémiu
Zdroj: Brazílska škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/catalise-homogenea.htm