Obre el menú principal

Catàlisi heterogènia

Hidrogenació d'etè en una superfície sòlida.

Catàlisi heterogènia és un terme químic que descriu la catàlisi quan el catalitzador es troba en una fase diferent (és a dir sòlid, líquid i gasós, però també entre l'oli i l'aigua) als reactius. Els catalitzadors heterogenis proporcionen una superfície en la que hi pugui haver la reacció.

Catàlisi heterogèniaModifica

En el cas de la catàlisi heterogènia els catalitzadors es troben en una fase diferent als reactius i productes. El cas més habitual és l'ús d'un catalitzador sòlid amb reactius i productes gasós i/o líquid. Els reactius són adsorbits a la superfície específica del catalitzador, de manera que alguns enllaços químics s'afebleixen permetent l'evolució cap a productes.

L'avantatge d'aquest tipus de catàlisi, que s'utilitza per al 80% dels processos industrials catalitzades, és la facilitat d'implementació. Els reactius passen al catalitzador immobilitzat en un suport. La reacció es pot dur a terme de forma contínua.

Perquè es produeixi la reacció, un o més dels reactius ha de difondre's a la superfície del catalitzador i absorbir-se en ells. Després de la reacció, els productes han de desabsorbir-se de la superfície i difondr's lluny de la superfície del sòlid.

La catàlisi heterogènia asimètrica es pot utilitzar per a sintetitzar compostos químic quirals enantiomèricament purs utilitzant catalitzadors heterogenis.[1] Aquest camp ha donat dos Premis Nobel: Irving Langmuir el 1932 i Gerhard Ertl el 2007.

Una classe de catalitzadors heterogenis són els anomenats "imitadors dels enzims", la superfície reactiva dels quals imita el lloc actiu d'enzims biològics.

ExemplesModifica

  • La síntesi de l'amoníac és un exemple de catàlisi heterogènia:
3H2(g) + N2(g) ↔ 2NH3(g) – catalitzada per Fe(s).
-CH=CH- + H2 → -CH2-CH2-


Convertidors catalíticsModifica

Usats sovint en els automòbils. Tres reaccions principals estan catalitzades per convertidors catalítics.

L'oxidació del monòxid de carboni a diòxid de carboni.

2CO(g) + O2(g) → 2CO2(g)

La reducció del monòxid de nitrogen a nitrogen.

2NO(g) + 2CO(g) → N2(g) + 2CO2(g)

L'oxidació dels hidrocarburs a aigua i diòxid de carboni. Això pot ocórrer en qualsevol hidrocarburs, tanmateix, es fa principalment en la gasolina o el gasoil.

2C6H6(g) + 15O2 → 12CO2(g) +6H2O(l)

Vegeu tambéModifica

ReferènciesModifica

  1. Heitbaum, Glorius, Escher, Asymmetric heterogeneous catalysis, Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 4732.
A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Catàlisi heterogènia