Heterogen Katalyse
I heterogen katalyse, katalysator er i en annen fase fra reaktantene. Minst ett av reaktantene i samspill med solid overflate i en fysisk prosess som kalles adsorpsjon på en slik måte at en kjemisk binding i reaktant blir svakt og deretter pauser. Gift er stoffer som binder seg irreversibelt til katalysatorer, og som hindrer reaktantene fra å absorbere og dermed redusere eller ødelegge katalysatoren effektivitet.,
Et eksempel på heterogen katalyse er samspillet av hydrogengass med overflaten av et metall, for eksempel Ni, Pd, eller Pt. Som vist i del (a) i Figur \(\PageIndex{2}\), hydrogen–hydrogen obligasjoner pause og produsere individuelle adsorbert hydrogen atomene på overflaten av metall. Fordi adsorbert atomer kan flytte rundt på overflaten, to hydrogen atomer kan møtes og danne et molekyl av hydrogengass som kan la deretter overflaten i den omvendte prosessen, som kalles desorpsjon. Adsorbert H-atomer på en overflate av metall er vesentlig mer reaktiv enn en hydrogen-molekylet., Fordi den relativt sterke H–H bond (dissosiasjon energi = 432 kJ/mol) har allerede blitt brutt, energi-barriere for de fleste reaksjoner av H2 er vesentlig lavere på katalysatoren overflaten.
Figur \(\PageIndex{2}\) viser en prosess som kalles hydrogenering, der hydrogen atomer er lagt til den doble bindingen av et alken, slik som etylen, for å gi et produkt som inneholder C–C enkelt obligasjoner, i dette tilfellet etan., Hydrogenering er brukt i næringsmiddelindustrien for å konvertere vegetabilske oljer, som består av lange kjeder av mellom hx og alkener, til mer kommersielt verdifulle solid derivater som inneholder alkyl kjeder. Hydrogenering av noen av dobbeltbindinger i flerumettede vegetabilske oljer, for eksempel, produserer margarin, et produkt med et smeltepunkt, tekstur og andre fysiske egenskaper som ligner på de av smør.
Flere viktige eksempler på industrielle heterogene katalytiske reaksjoner er i Tabell \(\PageIndex{1}\)., Selv om mekanismene for disse reaksjonene er betydelig mer komplisert enn den enkle hydrogenering reaksjonen som er beskrevet her, de involverer opptak av reaktantene på en solid katalytisk overflaten, kjemisk reaksjon av adsorbert arter (noen ganger via en rekke mellomliggende arter), og til slutt desorpsjon av produkter fra overflaten.