Homogen katalys. Homogen katalysmekanism

I texten "Hur fungerar katalysatorämnen?”, Har det visat sig att katalysatorer kan öka reaktionshastigheten eftersom de minskar aktiveringsenergin som behövs för att reaktionen ska inträffa. De gör detta genom att ändra reaktionsmekanismen, kombinera med reaktanterna och bilda en mellanförening, som i sin tur blir produkterna och katalysatorn.

Ett av sätten att detta händer kallas Homogen katalys, vilket är när katalysatorn bildar ett enfassystem med reaktanterna.

Detta innebär att reaktanterna, produkterna och katalysatorn alla måste vara i samma fas, det vill säga i samma fysiska tillstånd.

Studien av denna typ av katalys är viktig för vetenskap och industri, eftersom flera viktiga reaktioner för produktion kan påskyndas med små mängder katalysatorer.

Ett exempel på homogen katalys som används inom industrin är ett mellansteg vid tillverkningen av svavelsyra (H₂ENDAST_{4 (aq)}), där bildandet av svaveltrioxid (SO_{3 (g)}) genom förbränningsreaktionen av svaveldioxid (SO_{2 (g)}), visas nedan:

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

Denna reaktion fortsätter för långsamt, så en katalysator, kvävedioxid (NO) tillsätts._{2 (g)}). Denna katalysator kombineras med svaveldioxid för att bilda en mellanliggande förening (aktiverat komplex), som är kvävemonoxid (NO_(g)).

Sluta inte nu... Det finns mer efter reklam;)

Denna mellanförening reagerar sedan med syrgas (O_{2 (g)}) för katalysatorregenerering. Se nedan hur detta inträffar och observera hur de alla är i gasfasen och bildar ett homogent medium:

_{katalysatorkomplex aktiverat}
Steg 1: 2 OS_{2 (g)} + 2 NEJ_{2 (g)}→ 2 OS_{3 (g)} + 2 NEJ_(g)
Steg 2:  2 NEJ_(g)+ 1 O_{2 (g)} → 2 NEJ_{2 (g)}
Global reaktion: 2 SO_{2 (g)} + O_{2 (g)} → 2 OS_{3 (g)}

Observera att katalysatorn endast deltar i mellanstegen men inte förbrukas. I slutet av reaktionen är han helt återställd. Reaktionen med denna mekanism i två steg kräver att mindre aktiveringsenergi inträffar och därför fortsätter den snabbare.

Grafisk representation:

Av Jennifer Fogaça
Examen i kemi

Vill du hänvisa till texten i en skola eller ett akademiskt arbete? Se:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Homogen katalys"; Brasilien skola. Tillgänglig i: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/catalise-homogenea.htm. Åtkomst den 27 juni 2021.