Kataliza heterogeniczna
w katalizie heterogenicznej katalizator znajduje się w innej fazie niż reagenty. Co najmniej jeden z reagentów wchodzi w interakcję z powierzchnią stałą w fizycznym procesie zwanym adsorpcją w taki sposób, że wiązanie chemiczne w reagencie staje się słabe, a następnie pęka. Trucizny są substancjami, które wiążą się nieodwracalnie z katalizatorami, zapobiegając adsorbowaniu reagentów, a tym samym zmniejszając lub niszcząc wydajność katalizatora.,
przykładem katalizy heterogenicznej jest oddziaływanie gazu wodorowego z powierzchnią metalu, np. Ni, Pd lub Pt. Jak pokazano w części (a) na rysunku \(\PageIndex{2}\), wiązania Wodór–Wodór pękają i wytwarzają pojedyncze adsorbowane atomy wodoru na powierzchni metalu. Ponieważ adsorbowane atomy mogą poruszać się po powierzchni, dwa atomy wodoru mogą zderzać się i tworzyć cząsteczkę gazu wodorowego, który może następnie opuścić powierzchnię w procesie odwrotnym, zwanym desorpcją. Adsorbowane Atomy H na powierzchni metalu są znacznie bardziej reaktywne niż cząsteczka wodoru., Ponieważ stosunkowo silne wiązanie H-H ( energia dysocjacji = 432 kJ / mol) zostało już złamane, bariera energetyczna dla większości reakcji H2 jest znacznie niższa na powierzchni katalizatora.
rysunek\ (\PageIndex{2}\) pokazuje proces zwany uwodornieniem, w którym atomy wodoru są dodawane do podwójnego wiązania alkenu, takiego jak etylen, w celu uzyskania produktu zawierającego pojedyncze wiązania C-C, w tym przypadku etanu., Uwodornienie jest stosowane w przemyśle spożywczym do konwersji olejów roślinnych, które składają się z długich łańcuchów alkenów, do bardziej cennych komercyjnie stałych pochodnych, które zawierają łańcuchy alkilowe. Uwodornienie niektórych wiązań podwójnych w wielonienasyconych olejach roślinnych, na przykład, wytwarza margarynę, produkt o temperaturze topnienia, konsystencji i innych właściwościach fizycznych podobnych do masła.
kilka ważnych przykładów przemysłowych heterogenicznych reakcji katalitycznych znajduje się w tabeli \(\PageIndex{1}\)., Chociaż mechanizmy tych reakcji są znacznie bardziej złożone niż prosta reakcja uwodornienia opisana tutaj, wszystkie one obejmują adsorpcję reagentów na stałej powierzchni katalitycznej, reakcję chemiczną adsorbowanych gatunków (czasami przez wiele gatunków pośrednich) i wreszcie desorpcję produktów z powierzchni.