heterogen katalys
i heterogen katalys är katalysatorn i en annan fas än reaktanterna. Minst en av reaktanterna interagerar med den fasta ytan i en fysisk process som kallas adsorption på ett sådant sätt att en kemisk bindning i reaktanten blir svag och sedan bryts. Gifter är ämnen som binder irreversibelt till katalysatorer, förhindrar reaktanter från adsorbering och därigenom minskar eller förstör katalysatorns effektivitet.,
ett exempel på heterogen katalys är samspelet mellan vätgas och ytan av en metall, såsom Ni, Pd eller Pt. Som visas i del (a) i Figur \(\PageIndex{2}\) bryter väte–vätebindningarna och producerar enskilda adsorberade väteatomer på metallens yta. Eftersom de adsorberade atomerna kan röra sig runt på ytan kan två väteatomer kollidera och bilda en molekyl av vätegas som sedan kan lämna ytan i omvänd process, kallad desorption. Adsorberade H-atomer på en metallyta är väsentligt mer reaktiva än en vätemolekyl., Eftersom den relativt starka H–H-bindningen (dissociation energy = 432 kJ/mol) redan har brutits, är energibarriären för de flesta reaktionerna av H2 väsentligt lägre på katalysatorytan.
figur \(\Pageindex{2}\) visar en process som kallas hydrogenering, där väteatomer tillsätts till dubbelbindningen av en alken, såsom etylen, för att ge en produkt som innehåller C-C enkelbindningar, i detta fall etan., Hydrogenering används i livsmedelsindustrin för att omvandla vegetabiliska oljor, som består av långa kedjor av alkener, till mer kommersiellt värdefulla fasta derivat som innehåller alkylkedjor. Hydrogenering av några av dubbelbindningarna i fleromättade vegetabiliska oljor, till exempel, producerar margarin, en produkt med smältpunkt, textur och andra fysikaliska egenskaper som liknar smör.
flera viktiga exempel på industriella heterogena katalytiska reaktioner finns i tabell \(\PageIndex{1}\)., Även om mekanismerna för dessa reaktioner är betydligt mer komplexa än den enkla hydrogeneringsreaktion som beskrivs här, involverar de alla adsorption av reaktanterna på en fast katalytisk yta, kemisk reaktion hos de adsorberade arterna (ibland via ett antal mellanliggande arter) och slutligen desorption av produkterna från ytan.