Sự khác biệt chính - Chất xúc tác đồng nhất và không đồng nhất
Chất xúc tác có nhiều loại, nhưng chúng có thể được phân loại chủ yếu thành hai nhóm là chất xúc tác đồng thể và chất xúc tác dị thể. Sự khác biệt cơ bản giữa chất xúc tác đồng thể và dị thể là chất xúc tác đồng thể luôn có thể được tìm thấy trong pha lỏng trong khi chất xúc tác dị thể có thể được tìm thấy trong cả ba pha vật chất: pha rắn, pha lỏng và pha khí.
Chất xúc tác là các hợp chất được sử dụng để đạt được năng suất tối đa trong điều kiện ôn hòa. Điều này có nghĩa là, chất xúc tác có thể làm tăng năng suất của một phản ứng cụ thể và tăng tốc độ phản ứng.
Chất xúc tác đồng nhất là gì?
Chất xúc tác đồng thể là các hợp chất xúc tác ở cùng pha với các chất đang đi vào giai đoạn phản ứng. Các chất xúc tác đồng thể này thường ở pha lỏng. Việc thu hồi các chất xúc tác đồng thể tương đối khó khăn và tốn kém vì chất xúc tác ở cùng pha với hỗn hợp phản ứng. Điều này có nghĩa là khó tách chất xúc tác. Độ bền nhiệt của xúc tác đồng thể cũng kém. Ví dụ phổ biến nhất cho chất xúc tác đồng thể là phức hợp meta.
Hình 01: Hành động của Chất xúc tác
Chất xúc tác đồng thể hoạt động hiệu quả trong điều kiện nhiệt độ thấp (dưới 250 ° C). Hoạt tính xúc tác của các chất xúc tác này là trung bình khi so sánh với các chất xúc tác dị thể. Tuy nhiên, độ chọn lọc cao. Việc tái chế chất xúc tác đồng thể rất tốn kém vì việc thu hồi chất xúc tác rất khó khăn. Nhưng việc sửa đổi chất xúc tác rất dễ dàng vì nó ở trong pha lỏng.
Khả năng khuếch tán của các chất xúc tác đồng thể cao. Điều này bởi vì tất cả các chất phản ứng và chất xúc tác đều ở trong cùng một pha lỏng và việc khuấy thích hợp dẫn đến sự khuếch tán thích hợp của chất xúc tác trong toàn bộ hỗn hợp phản ứng. Các chất xúc tác đồng thể thường có các vị trí hoạt động được xác định rõ. Điều này có nghĩa là có nhiều vị trí hoạt động thích hợp trên bề mặt của hợp chất xúc tác mà các chất phản ứng được liên kết với nhau và phản ứng diễn ra ở những vị trí hoạt động đó.
Chất xúc tác không đồng nhất là gì?
Xúc tác dị thể là những hợp chất xúc tác ở pha khác với pha của hỗn hợp phản ứng. Những chất xúc tác này có thể được tìm thấy trong cả ba pha của vật chất: pha rắn, pha lỏng hoặc pha khí. Việc thu hồi xúc tác dễ dàng và rẻ trong xúc tác dị thể vì xúc tác ở trong một pha khác với pha của hỗn hợp phản ứng. Các ví dụ phổ biến cho chất xúc tác dị thể là kim loại, oxit kim loại, v.v.
Hình 2: Hỗn hợp Phản ứng ở Pha lỏng trong khi Chất xúc tác là Kim loại ở Pha rắn
Độ bền nhiệt của xúc tác dị thể rất tốt so với xúc tác đồng thể. Những chất xúc tác này hoạt động hiệu quả trong điều kiện nhiệt độ cao, khoảng 250-500◦C. Hoạt tính của xúc tác cũng cao khi so sánh với xúc tác đồng thể. Tuy nhiên, tính chọn lọc của chất phản ứng kém hơn so với chất xúc tác đồng thể. Các vị trí hoạt động của chất xúc tác dị thể không được xác định rõ ràng. Điều này làm giảm tính chọn lọc.
Khả năng khuếch tán của chất xúc tác dị thể kém nếu diện tích bề mặt của chất xúc tác thấp vì chất xúc tác và hỗn hợp phản ứng ở hai giai đoạn. Nhưng việc tách chất xúc tác thường đơn giản. Sau đó, việc tái chế chất xúc tác cũng dễ dàng.
Sự khác biệt giữa chất xúc tác đồng nhất và không đồng nhất là gì?
Chất xúc tác đồng nhất và không đồng nhất |
|
| Chất xúc tác đồng thể là các hợp chất xúc tác ở cùng pha với các chất đang chuyển sang giai đoạn phản ứng. | Chất xúc tác dị thể là những hợp chất xúc tác ở một pha khác với pha của hỗn hợp phản ứng. |
| Pha | |
| Chất xúc tác đồng thể có thể được tìm thấy hầu hết ở pha lỏng. | Chất xúc tác dị thể có thể được tìm thấy trong cả ba giai đoạn; pha rắn, pha lỏng hoặc pha khí. |
| Ổn định nhiệt | |
| Độ bền nhiệt của chất xúc tác đồng thể kém. | Độ bền nhiệt của chất xúc tác dị thể tốt. |
| Phục hồi chất xúc tác | |
| Việc thu hồi các chất xúc tác đồng thể rất khó và tốn kém. | Việc thu hồi chất xúc tác dị thể rất dễ dàng và rẻ. |
| Trang web đang hoạt động | |
| Vị trí hoạt động của các chất xúc tác đồng thể được xác định rõ và có độ chọn lọc tốt. | Vị trí hoạt động của chất xúc tác dị thể không được xác định rõ và có độ chọn lọc kém. |
| Tái chế chất xúc tác | |
| Việc tái chế các chất xúc tác đồng nhất rất khó. | Việc tái chế chất xúc tác dị thể rất dễ dàng. |
| Tách chất xúc tác | |
| Việc tách chất xúc tác đồng thể ra khỏi hỗn hợp phản ứng rất khó. | Việc tách chất xúc tác dị thể ra khỏi hỗn hợp phản ứng rất dễ dàng. |
| Phụ thuộc vào nhiệt độ | |
| Chất xúc tác đồng thể hoạt động tốt hơn trong điều kiện nhiệt độ thấp (dưới 250 ° C). | Chất xúc tác dị thể hoạt động tốt hơn trong điều kiện nhiệt độ cao (khoảng 250 đến 500 ° C). |
| Sửa đổi chất xúc tác | |
| Việc biến đổi chất xúc tác đồng thể rất dễ dàng. | Việc sửa đổi chất xúc tác dị thể rất khó. |
Tóm tắt - Chất xúc tác đồng nhất và không đồng nhất
Chất xúc tác là những hợp chất có thể làm tăng tốc độ phản ứng của một phản ứng cụ thể để tạo ra năng suất tối ưu trong một khoảng thời gian ngắn. Có hai loại xúc tác chính được đặt tên là xúc tác đồng thể và xúc tác dị thể. Sự khác biệt cơ bản giữa chất xúc tác đồng thể và dị thể là chất xúc tác đồng thể luôn có thể được tìm thấy trong pha lỏng trong khi chất xúc tác dị thể có thể được tìm thấy trong cả ba pha của vật chất; pha rắn, pha lỏng và pha khí.
