Хомогена катализа. Механизам хомогене катализе

У тексту "Како делују супстанце катализатора?”, Показано је да катализатори могу да повећају брзину реакција јер смањују енергију активације потребну за реакцију. То раде променом реакционог механизма, комбиновањем са реактантима и формирањем међупродукта, који заузврат постаје производи и катализатор.

Један од начина да се то догоди је позван Хомогена катализа, када катализатор са реактантима формира једнофазни систем.

То значи да сви реактанти, производи и катализатор морају бити у истој фази, односно у истом агрегатном стању.

Проучавање ове врсте катализе важно је за науку и индустрију, јер се неколико важних реакција за производњу може убрзати малим количинама катализатора.

Пример хомогене катализе која се користи у индустрији је средњи корак у производњи сумпорне киселине (Х₂САМО_{4 (ак)}), у коме настаје сумпорни триоксид (СО_{3 (г)}) реакцијом сагоревања сумпор-диоксида (СО_{2 (г)}), приказано испод:

2 ПА_{2 (г)} + О._{2 (г)} → 2 ОС_{3 (г)}

Ова реакција се одвија преспоро, па се додаје катализатор, азот-диоксид (НО).

_{2 (г)}). Овај катализатор се комбинује са сумпор-диоксидом дајући интермедијарно једињење (активирани комплекс), а то је азотни моноксид (НО_(г)).

Не заустављај се сада... После оглашавања има још;)

Ово интермедијарно једињење тада реагује са гасом кисеоником (О_{2 (г)}) за регенерацију катализатора. У наставку погледајте како се то дешава и посматрајте како су сви они у гасној фази, формирајући хомоген медијум:

_{катализаторактивирани комплекс}
Корак 1: 2 ОС_{2 (г)} + 2 НЕ_{2 (г)}→ 2 ОС_{3 (г)} + 2 НЕ_(г)
Корак 2:  2 НЕ_(г)+ 1 О._{2 (г)} → 2 НЕ_{2 (г)}
Глобална реакција: 2 СО_{2 (г)} + О._{2 (г)} → 2 ОС_{3 (г)}

Имајте на уму да катализатор учествује само у међуфазама, али се не троши. На крају реакције потпуно се опоравља. Реакција са овим механизмом направљена у два корака захтева мање енергије за активацију и зато се одвија брже.

Графички приказ:

Јеннифер Фогаца
Дипломирао хемију

Да ли бисте желели да се на овај текст упутите у школи или у академском раду? Погледајте:

ФОГАЊА, Јеннифер Роцха Варгас. „Хомогена катализа“; Бразил Сцхоол. Може се наћи у: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/catalise-homogenea.htm. Приступљено 27. јуна 2021.