ძირითადი განსხვავება - ჰომოგენური და ჰეტეროგენული კატალიზატორი
კატალიზატორები მრავალი ტიპისაა, მაგრამ ისინი ძირითადად შეიძლება დაიყოს ორ ჯგუფად, როგორც ჰომოგენური კატალიზატორები და ჰეტეროგენული კატალიზატორები. მთავარი განსხვავება ერთგვაროვან და ჰეტეროგენულ კატალიზატორებს შორის არის ის, რომ ერთგვაროვანი კატალიზატორები ყოველთვის შეიძლება მოიძებნოს თხევად ფაზაში, ხოლო ჰეტეროგენული კატალიზატორები შეიძლება მოიძებნოს მატერიის სამივე ფაზაში: მყარი ფაზა, თხევადი ფაზა და აირის ფაზა.
კატალიზატორები არის ნაერთები, რომლებიც გამოიყენება რბილ პირობებში მაქსიმალური მოსავლიანობის მისაღებად. ეს ნიშნავს, რომ კატალიზატორებს შეუძლიათ გაზარდონ კონკრეტული რეაქციის გამოსავლიანობა და დააჩქარონ რეაქცია.
რა არის ჰომოგენური კატალიზატორი?
ჰომოგენური კატალიზატორები არის კატალიზური ნაერთები, რომლებიც იმავე ფაზაში არიან, როგორც ნივთიერებები, რომლებიც გადადიან რეაქციის ფაზაში. ეს ერთგვაროვანი კატალიზატორები ხშირად თხევად ფაზაშია. ერთგვაროვანი კატალიზატორების აღდგენა შედარებით რთული და ძვირია, რადგან კატალიზატორი იმავე ფაზაშია, როგორც რეაქციის ნარევი. ეს ნიშნავს, რომ კატალიზატორის გამოყოფა რთულია. ერთგვაროვანი კატალიზატორების თერმული სტაბილურობა ასევე ცუდია. ერთგვაროვანი კატალიზატორების ყველაზე გავრცელებული მაგალითია მეტაკომპლექსები.
სურათი 01: კატალიზატორების მოქმედება
ჰომოგენური კატალიზატორები ეფექტურია დაბალი ტემპერატურის პირობებში (250◦C-ზე ნაკლები). ამ კატალიზატორების კატალიზური აქტივობა ზომიერია ჰეტეროგენულ კატალიზატორებთან შედარებით.თუმცა, სელექციურობა მაღალია. ჰომოგენური კატალიზატორის გადამუშავება ძვირია, რადგან კატალიზური აღდგენა რთულია. მაგრამ კატალიზატორის მოდიფიკაცია მარტივია, რადგან ის თხევად ფაზაშია.
ერთგვაროვანი კატალიზატორების დიფუზიურობა მაღალია. ეს იმიტომ, რომ ყველა რეაგენტი და კატალიზატორი ერთსა და იმავე თხევად ფაზაშია და სათანადო მორევა იწვევს კატალიზატორის სათანადო დიფუზიას რეაქციის ნარევში. ჰომოგენურ კატალიზატორებს ჩვეულებრივ აქვთ კარგად განსაზღვრული აქტიური ადგილები. ეს ნიშნავს, რომ კატალიზატორის ნაერთების ზედაპირზე არის მრავალი სათანადო აქტიური ადგილი, რომლებზეც რეაქტიული ნივთიერებებია შეკრული და რეაქცია პროგრესირებს ამ აქტიურ ადგილებში.
რა არის ჰეტეროგენული კატალიზატორი?
ჰეტეროგენული კატალიზატორები არის კატალიზური ნაერთები, რომლებიც განსხვავებულ ფაზაში არიან რეაქციული ნარევის ფაზისგან. ეს კატალიზატორები გვხვდება მატერიის სამივე ფაზაში: მყარი ფაზა, თხევადი ან აირის ფაზა. კატალიზური აღდგენა მარტივი და იაფია ჰეტეროგენულ კატალიზატორებში, რადგან კატალიზატორი განსხვავებულ ფაზაშია რეაქციული ნარევის ფაზისგან.ჰეტეროგენული კატალიზატორების საერთო მაგალითებია ლითონები, ლითონის ოქსიდები და ა.შ.
სურათი 2: რეაქციის ნარევი არის თხევად ფაზაში, ხოლო კატალიზატორი არის ლითონი მყარ ფაზაში
ჰეტეროგენული კატალიზატორების თერმული სტაბილურობა ძალიან კარგია ერთგვაროვან კატალიზატორებთან შედარებით. ეს კატალიზატორები ეფექტურად მოქმედებენ მაღალი ტემპერატურის პირობებში, დაახლოებით 250-500◦C. კატალიზური აქტივობა ასევე მაღალია ერთგვაროვან კატალიზატორებთან შედარებით. თუმცა, რეაგენტების სელექციურობა დაბალია, ვიდრე ერთგვაროვანი კატალიზატორების. ჰეტეროგენული კატალიზატორების აქტიური ადგილები კარგად არ არის განსაზღვრული. ეს ამცირებს სელექციურობას.
ჰეტეროგენული კატალიზატორის დიფუზიურობა დაბალია, თუ კატალიზატორის ზედაპირის ფართობი დაბალია, რადგან კატალიზატორი და რეაქციის ნარევი ორ ფაზაშია. მაგრამ კატალიზატორის გამოყოფა ჩვეულებრივ მარტივია. მაშინ კატალიზატორის გადამუშავებაც მარტივია.
რა განსხვავებაა ჰომოგენურ და ჰეტეროგენულ კატალიზატორს შორის?
ჰომოგენური vs ჰეტეროგენული კატალიზატორი |
|
| ჰომოგენური კატალიზატორები არის კატალიზური ნაერთები, რომლებიც იმავე ფაზაში არიან, როგორც ნივთიერებები, რომლებიც გადადიან რეაქციის ფაზაში. | ჰეტეროგენული კატალიზატორები არის კატალიზური ნაერთები, რომლებიც განსხვავებულ ფაზაში არიან რეაქციული ნარევის ფაზისგან. |
| ფაზა | |
| ერთგვაროვანი კატალიზატორები გვხვდება ძირითადად თხევად ფაზაში. | ჰეტეროგენული კატალიზატორები გვხვდება სამივე ფაზაში; მყარი ფაზა, თხევადი ფაზა ან აირის ფაზა. |
| თერმული სტაბილურობა | |
| ერთგვაროვანი კატალიზატორების თერმული სტაბილურობა ცუდია. | ჰეტეროგენული კატალიზატორების თერმული სტაბილურობა კარგია. |
| კატალიზატორის აღდგენა | |
| ერთგვაროვანი კატალიზატორების აღდგენა რთული და ძვირია. | ჰეტეროგენული კატალიზატორების აღდგენა მარტივი და იაფია. |
| აქტიური საიტი | |
| ერთგვაროვანი კატალიზატორების აქტიური ადგილი კარგად არის განსაზღვრული და აქვს კარგი სელექციურობა. | ჰეტეროგენული კატალიზატორების აქტიური ადგილი არ არის კარგად განსაზღვრული და აქვს ცუდი სელექციურობა. |
| კატალიზატორის გადამუშავება | |
| ერთგვაროვანი კატალიზატორების გადამუშავება რთულია. | ჰეტეროგენული კატალიზატორების გადამუშავება მარტივია. |
| კატალიზატორის გამოყოფა | |
| ერთგვაროვანი კატალიზატორის გამოყოფა რეაქციული ნარევიდან რთულია. | ჰეტეროგენული კატალიზატორის გამოყოფა რეაქციული ნარევიდან ადვილია. |
| ტემპერატურაზე დამოკიდებულება | |
| ერთგვაროვანი კატალიზატორები უკეთესად მუშაობენ დაბალ ტემპერატურაზე (250◦C-ზე ნაკლები). | ჰეტეროგენული კატალიზატორები უკეთესად მუშაობენ მაღალი ტემპერატურის პირობებში (დაახლოებით 250-დან 500◦C-მდე). |
| Catalyst Modification | |
| ერთგვაროვანი კატალიზატორების მოდიფიკაცია მარტივია. | ჰეტეროგენული კატალიზატორების მოდიფიკაცია რთულია. |
რეზიუმე - ჰომოგენური vs ჰეტეროგენული კატალიზატორი
კატალიზატორები არის ნაერთები, რომლებსაც შეუძლიათ გაზარდონ კონკრეტული რეაქციის რეაქციის სიჩქარე მოკლე დროში ოპტიმალური მოსავლიანობის მისაღებად.არსებობს კატალიზატორების ორი ძირითადი ტიპი, რომლებიც დასახელებულია როგორც ჰომოგენური კატალიზატორები და ჰეტეროგენული კატალიზატორები. მთავარი განსხვავება ერთგვაროვან და ჰეტეროგენულ კატალიზატორებს შორის არის ის, რომ ერთგვაროვანი კატალიზატორები ყოველთვის შეიძლება მოიძებნოს თხევად ფაზაში, ხოლო ჰეტეროგენული კატალიზატორები შეიძლება მოიძებნოს მატერიის სამივე ფაზაში; მყარი ფაზა, თხევადი ფაზა და აირის ფაზა.
