Cos'è un catalizzatore omogeneo?
In chimica, un catalizzatore è una sostanza che viene aggiunta per accelerare il tasso di reazione senza essere consumato nel processo.Il catalizzatore viene spesso aggiunto in una piccola quantità rispetto ai reagenti e potrebbe essere riutilizzato in sequenza nei lotti futuri.Un catalizzatore omogeneo è uno che fa parte della stessa fase dei reagenti mdash;Sia solido, liquido o gas mdash;durante la reazione.Spesso i componenti sono di diverse fasi nello stato puro ma sono sciolti in un solvente comune.In base a questa definizione, anche un gas che reagisce con un liquido in presenza di un catalizzatore normalmente solido è omogeneo se i tre sono tutti sciolti al momento.
La maggior parte della catalisi industriale impiega catalizzatori eterogenei.Nella catalisi eterogenea, ci sono due o più fasi della reazione e spesso comporta un componente liquido o di gas esposto a un componente catalitico solido attaccato a un substrato vettore per comodità e per prevenire la perdita.Ciò potrebbe essere dovuto al fatto che il catalizzatore è costoso, incluso un componente metallico prezioso.Per aumentare l'efficienza, l'area della superficie può essere massimizzata con il catalizzatore molto diviso.Un esempio è il convertitore catalitico trovato nella maggior parte delle automobili.
L'uso di un catalizzatore omogeneo in chimica complessa è di particolare interesse, in parte a causa dei nuovi usi dei complessi organometallici.Le prime applicazioni dei composti di organomagnesio e organolitium erano in gran parte come ingredienti di reazione, piuttosto che come catalizzatori.Tali composti erano instabili;Il loro uso ha richiesto di dissolverli in solventi pericolosi come etere o tetraidrofurano (THF).La combinazione con altri reagenti liquidi ha posto quelle reazioni, per definizione, nella categoria omogenea.
Oggi, ci sono molti più composti organometallici noti.Alcuni di essi possono essere collocati nella categoria di un catalizzatore omogeneo.Sono spesso più stabili e più facili da gestire.Questo tipo di composto offre un ambito più ampio di usi ed è spesso usato come catalizzatore omogeneo, piuttosto che come reagente.
Alcuni dei nuovi reagenti sono utili nelle reazioni di polimerizzazione.Altri sono adatti alla produzione farmaceutica a causa della loro capacità di impartire la chiralità.Ciò si riferisce alla capacità di controllare il design strutturale così da vicino che la luce polarizzata ruota solo in un modo.
Un'applicazione molto degna di nota è il tentativo di imitare il mondo delle piante per mezzo della fotosintesi artificiale.Questo non deve essere confuso un altro uso del termine: la divisione dell'acqua in idrogeno per la produzione di carburante.Piuttosto, la fotosintesi artificiale in questo caso si riferisce alla conversione di anidride carbonica e acqua in carboidrati e ossigeno.Per alcuni anni, i catalizzatori organometallici sono stati studiati pensando alla fotosintesi artificiale.