Anahtar Fark – Homojen ve Heterojen Katalizör
Katalizörler birçok türdedir, ancak temel olarak homojen katalizörler ve heterojen katalizörler olarak iki gruba ayrılabilirler. Homojen ve heterojen katalizörler arasındaki temel fark, homojen katalizörler her zaman sıvı fazda bulunabilirken heterojen katalizörler maddenin üç fazında da bulunabilir: katı faz, sıvı faz ve gaz fazı.
Katalizörler, ılıman koşullar altında maksimum verim elde etmek için kullanılan bileşiklerdir. Bu, katalizörlerin belirli bir reaksiyonun verimini artırabileceği ve reaksiyonu hızlandırabileceği anlamına gelir.
Homojen Katalizör Nedir?
Homojen katalizörler, reaksiyon fazına giren maddelerle aynı fazda olan katalitik bileşiklerdir. Bu homojen katalizörler genellikle sıvı fazdadır. Homojen katalizörlerin geri kazanılması, katalizör, reaksiyon karışımı ile aynı fazda olduğundan, nispeten zor ve pahalıdır. Bu, katalizör ayrımının zor olduğu anlamına gelir. Homojen katalizörlerin termal stabilitesi de zayıftır. Homojen katalizörler için en yaygın örnek meta komplekslerdir.
Şekil 01: Katalizörlerin Eylemi
Homojen katalizörler, düşük sıcaklık koşullarında (250◦C'den düşük) verimli bir şekilde aktiftir. Bu katalizörlerin katalitik aktivitesi, heterojen katalizörlerle karşılaştırıldığında orta düzeydedir. Ancak seçiciliği yüksektir. Katalitik geri kazanımı zor olduğundan homojen katalizörün geri dönüşümü pahalıdır. Ancak sıvı fazda olduğu için katalizörün modifikasyonu kolaydır.
Homojen katalizörlerin yayılımı yüksektir. Bunun nedeni, tüm reaktantların ve katalizörün aynı sıvı fazda olması ve uygun karıştırmanın, reaksiyon karışımı boyunca katalizörün uygun difüzyonuna yol açmasıdır. Homojen katalizörler genellikle iyi tanımlanmış aktif bölgelere sahiptir. Bu, katalizör bileşiğinin yüzeyinde reaktanların bağlı olduğu birçok uygun aktif bölge olduğu ve reaksiyonun bu aktif bölgelerde ilerlediği anlamına gelir.
Heterojen Katalizör Nedir?
Heterojen katalizörler, reaksiyon karışımının fazından farklı bir fazda olan katalitik bileşiklerdir. Bu katalizörler maddenin üç fazında da bulunabilir: katı faz, sıvı faz veya gaz fazı. Katalitik geri kazanım, heterojen katalizörlerde kolay ve ucuzdur çünkü katalizör, reaksiyon karışımının fazından farklı bir fazdadır. Heterojen katalizörler için yaygın örnekler metaller, metal oksitler vb.dir.
Şekil 2: Reaksiyon Karışımı Sıvı Fazdayken Katalizör Katı Fazda Metaldir
Heterojen katalizörlerin termal kararlılığı, homojen katalizörlere kıyasla çok iyidir. Bu katalizörler, 250-500◦C civarındaki yüksek sıcaklık koşullarında verimli bir şekilde hareket eder. Katalitik aktivite, homojen katalizörlerle karşılaştırıldığında da yüksektir. Bununla birlikte, reaktanların seçiciliği, homojen katalizörlerinkinden daha zayıftır. Heterojen katalizörlerin aktif bölgeleri iyi tanımlanmamıştır. Bu seçiciliği az altır.
Katalizör ve reaksiyon karışımı iki fazda olduğundan, katalizörün yüzey alanı düşükse, heterojen katalizörün difüzyonu zayıftır. Ancak katalizörün ayrılması genellikle basittir. O zaman katalizörün geri dönüşümü de kolaydır.
Homojen ve Heterojen Katalizör Arasındaki Fark Nedir?
Homojen ve Heterojen Katalizör |
|
| Homojen katalizörler, reaksiyon fazına giren maddelerle aynı fazda olan katalitik bileşiklerdir. | Heterojen katalizörler, reaksiyon karışımının fazından farklı bir fazda olan katalitik bileşiklerdir. |
| Aşama | |
| Homojen katalizörler çoğunlukla sıvı fazda bulunabilir. | Heterojen katalizörler her üç fazda da bulunabilir; katı faz, sıvı faz veya gaz fazı. |
| Termal Kararlılık | |
| Homojen katalizörlerin termal kararlılığı zayıf. | Heterojen katalizörlerin termal kararlılığı iyidir. |
| Katalizör Kurtarma | |
| Homojen katalizörlerin geri kazanılması zor ve pahalıdır. | Heterojen katalizörlerin geri kazanılması kolay ve ucuzdur. |
| Aktif Site | |
| Homojen katalizörlerin aktif bölgesi iyi tanımlanmıştır ve iyi seçiciliğe sahiptir. | Heterojen katalizörlerin aktif bölgesi iyi tanımlanmamıştır ve seçiciliği zayıftır. |
| Katalizör Geri Dönüşüm | |
| Homojen katalizörlerin geri dönüşümü zordur. | Heterojen katalizörlerin geri dönüşümü kolaydır. |
| Katalizör Ayırma | |
| Homojen katalizörün reaksiyon karışımından ayrılması zordur. | Heterojen katalizörün reaksiyon karışımından ayrılması kolaydır. |
| Sıcaklık Bağımlılığı | |
| Homojen katalizörler, düşük sıcaklık koşullarında (250◦C'den düşük) daha iyi çalışır. | Heterojen katalizörler, yüksek sıcaklık koşullarında (yaklaşık 250 ila 500◦C) daha iyi çalışır. |
| Katalizör Modifikasyonu | |
| Homojen katalizörlerin modifikasyonu kolaydır. | Heterojen katalizörlerin modifikasyonu zordur. |
Özet – Homojen ve Heterojen Katalizör
Katalizörler, belirli bir reaksiyonun reaksiyon hızını kısa sürede optimum verim sağlamak için artırabilen bileşiklerdir. Homojen katalizörler ve heterojen katalizörler olarak adlandırılan iki ana katalizör türü vardır. temel fark homojen ve heterojen katalizörler arasında homojen katalizörler her zaman sıvı fazda bulunabilirken heterojen katalizörler maddenin üç fazında da bulunabilir; katı faz, sıvı faz ve gaz fazı.
