Wat is een homogene katalysator?

In de chemie is een katalysator een stof die wordt toegevoegd om de snelheid van een reactie te versnellen zonder zelf te worden geconsumeerd in het proces.De katalysator wordt vaak in een kleine hoeveelheid toegevoegd in vergelijking met de reactanten en kan achtereenvolgens worden hergebruikt in toekomstige batches.Een homogene katalysator is er een die deel uitmaakt van dezelfde fase als de reactanten mdash;of het nu vast, vloeibaar of gas mdash;Tijdens reactie.Vaak zijn de componenten van verschillende fasen in pure toestand, maar worden opgelost in een gemeenschappelijk oplosmiddel.Onder deze definitie is zelfs een gas dat reageert met een vloeistof in aanwezigheid van een normaal vaste katalysator homogeen als de drie destijds allemaal opgelost zijn.

De meeste industriële katalyse maakt gebruik van heterogene katalysatoren.Bij heterogene katalyse zijn er twee of meer fasen op de reactie, en het omvat vaak een vloeistof of gascomponent blootgesteld aan een vaste katalytische component bevestigd aan een dragersubstraat voor gemak en om verlies te voorkomen.Dit kan zijn omdat de katalysator kostbaar is, inclusief een edelmetaalcomponent.Om de efficiëntie te vergroten, kan het oppervlak worden gemaximaliseerd met de katalysator die zeer eindelijk wordt verdeeld.Een voorbeeld is de katalytische converter die in de meeste auto's wordt gevonden.

Het gebruik van een homogene katalysator in complexe chemie is van bijzonder belang, deels vanwege nieuw gebruik van organometallische complexen.Vroege toepassingen van organomagnesium en organolithiumverbindingen waren grotendeels als reactie -ingrediënten, in plaats van als katalysatoren.Dergelijke verbindingen waren onstabiel;Hun gebruik vereiste het oplossen van hen in gevaarlijke oplosmiddelen zoals ether of tetrahydrofuran (THF).Het combineren van deze met andere vloeibare reactanten plaatste die reacties per definitie in de homogene categorie.

Tegenwoordig zijn er veel meer organometaalverbindingen bekend.Sommigen van hen kunnen in de categorie van een homogene katalysator worden geplaatst.Ze zijn vaak stabieler en gemakkelijker te hanteren.Dit type verbinding biedt een bredere reikwijdte van toepassingen en wordt vaak gebruikt als een homogene katalysator, in plaats van als een reactant.

Sommige nieuwe reagentia zijn nuttig bij polymerisatiereacties.Anderen zijn goed geschikt voor farmaceutische productie vanwege hun vermogen om chiraliteit te geven.Dit verwijst naar het vermogen om het structurele ontwerp zo nauw te regelen dat gepolariseerd licht slechts één manier roteert.

Een zeer opmerkelijke toepassing is de poging om de plantenwereld na te bootsen door middel van kunstmatige fotosynthese.Dit is niet om een ander gebruik van de term te verwarren: het splitsen van water in waterstof voor de productie van brandstof.In plaats daarvan verwijst kunstmatige fotosynthese in dit geval naar de omzetting van koolstofdioxide en water in koolhydraten en zuurstof.Sinds enkele jaren worden organometallische katalysatoren bestudeerd met kunstmatige fotosynthese in gedachten.