“Faz” terimi, maddenin durumunu ifade eder; katı, sıvı ve gaz fazları vardır. Heterojen bir katalizör, gerçek reaktiflerle aynı faz fazının parçası olmayan kimyasal bir reaksiyona katılan bir katılımcıdır. Örneğin, sıvılar katı bir katalizör varlığında reaksiyona girebilir. Katalizör bir reaksiyon sürecini hızlandırırken, reaksiyona giren maddeler tarafından tüketilmemiş kalır. Değerli veya diğer geçiş metalleri genellikle heterojen bir katalizör olarak kullanılır ve bir substrat veya bir taşıyıcı üzerinde artan yüzey maruziyeti için ince bir şekilde bölünebilir.
Endüstriyel olarak en yaygın kullanılan homojen çeşitlilik yerine, heterojen katalizördür. Açığa çıkan katalitik yüzey, geometrik olarak hizalı reaktanların zayıf yüzeylere yapışmasını sağlar. Bu davranış, örneğin karbon-karbon çift bağlarının hidrojenlenmesi gibi önemlidir. H2C = CH2 kimyasal yapısına sahip olan etilen gibi bir örneği düşünmek iyidir. Bir etilen molekülü bir miktar katalitik yüzeye yaklaştığında, sol alt ve sağ hidrojen atomları serbest kalan sol alt ve sağ hidrojen atomu tarafından adsorbe edilir veya eklenir.
Tek bir hidrojen, H2 veya H ‒ H molekülü, daha sonra "doymuş" bir etan veya H3C ‒ CH3 oluşturan tek bir bağla değiştirilen çift bağın üzerine eklenebilir. Bununla birlikte, hidrojen atomlarının çift bağ boyunca ekleyebileceği iki yol vardır. Her ikisi de ikili bağın altından ekleyebilir veya biri diğer taraftaki çift bağın üzerine eklenirken, biri aşağıdan ekleyebilir. Her iki hidrojen atomunun bir çift bağın bir tarafına eklenmesi "cis ekleme" olarak adlandırılırken, bir tarafa bir diğerine bir diğerine ekleme "trans-ekleme" olarak adlandırılır. Kuşkusuz, "trans-fat" ifadesi - trans ilavesiyle hidrojenlenmiş doymamış bir yağı tanımlamak için kullanılır - okuyucuya aşina olacaktır.
Katalizörler, kullandıkları reaksiyonların hızını toplar çünkü reaksiyon yolu mevcudiyeti tarafından değiştirilir. Bu geçiş durumunu değiştirir ve reaksiyonu gerçekleştirmek için gereken aktivasyon enerjisini düşürür. Heterojen bir katalizör ile gerçekleştirilen böyle bir reaksiyonun bir avantajı, katalizörün geri kazanılabilirliğinin kolaylığıdır. Heterojen katalizörler, içinde malzemenin sürekli olarak sağlandığı, reaksiyona girdiği, çıkarıldığı ve değiştirildiği sürekli işlem kimyasal reaksiyonları için özellikle çok uygundur. Petrol endüstrisinden böylesi heterojen bir katalizör işleminin bir örneği, "hareketli yatak" işleminde peletlenmiş katalitik malzemenin kullanılmasıdır.
