Co to jest jednorodny katalizator?

W chemii katalizator jest substancją, która jest dodawana w celu przyspieszenia szybkości reakcji bez konsumpcji w tym procesie.Katalizator często dodaje się w niewielkiej ilości w porównaniu z reagentami i może być ponownie używany sekwencyjnie w przyszłych partiach.Jednorodny katalizator jest częścią tej samej fazy co reagenty i mdash;Niezależnie od tego, czy stały, ciekł lub mdash;podczas reakcji.Często komponenty mają różne fazy w stanie czystym, ale są rozpuszczane we wspólnym rozpuszczalniku.Zgodnie z tą definicją nawet gaz reagujący z cieczą w obecności zwykle solidnego katalizatora jest jednorodny, jeśli wszystkie trzy są rozpuszczane w tym czasie.

Większość katalizy przemysłowej stosuje heterogeniczne katalizatory.W heterogenicznej katalizy istnieją dwie lub więcej faz w reakcji i często obejmuje to płyn lub składnik gazowy narażony na stały komponent katalityczny przymocowany do podłoża nośnika dla wygody i zapobiegania stratom.Może to być spowodowane tym, że katalizator jest kosztowny, w tym komponent metalu szlachetnego.Aby zwiększyć wydajność, powierzchnia można zmaksymalizować, przy czym katalizator jest bardzo ostatecznie podzielony.Jednym z przykładów jest katalityczny konwerter znaleziony w większości samochodów.

Zastosowanie jednorodnego katalizatora w złożonej chemii jest szczególnie interesujące, częściowo z powodu nowych zastosowań kompleksów organetalicznych.Wczesne zastosowanie związków organomagnetycznych i organolitów były w dużej mierze jako składniki reakcji, a nie jako katalizatory.Takie związki były niestabilne;Ich zastosowanie wymagało rozpuszczenia ich w niebezpiecznych rozpuszczalnikach, takich jak eter lub tetrahydrofuran (THF).Połączenie ich z innymi reagentami ciekłymi umieszczało te reakcje z definicji w kategorii jednorodnej.

Dzisiaj znane jest znacznie więcej związków organometalicznych.Niektóre z nich można umieścić w kategorii jednorodnego katalizatora.Są często bardziej stabilne i łatwiejsze w obsłudze.Ten rodzaj związku zapewnia szerszy zakres zastosowań i jest często stosowany jako jednorodny katalizator, a nie jako reagent.

Niektóre nowe odczynniki są przydatne w reakcjach polimeryzacji.Inne dobrze nadają się do produkcji farmaceutycznej ze względu na ich zdolność do przekazywania chiralności.Odnosi się to do możliwości tak ściśle kontrolowania konstrukcji strukturalnej, że spolaryzowane światło obraca się tylko w jedną stronę.

Najbardziej godnym uwagi zastosowaniem jest próba naśladowania świata roślin za pomocą sztucznej fotosyntezy.Nie należy tego zdezorientować kolejnego użycia tego terminu: podział wody na wodór do produkcji paliwa.Raczej sztuczna fotosynteza w tym przypadku odnosi się do konwersji dwutlenku węgla i wody do węglowodanów i tlenu.Przez kilka lat katalizatory organometaliczne badano z myślą o sztucznej fotosyntezy.