¿Qué es un catalizador heterogéneo?
El término "fase" se refiere al estado de la materia; Hay fases sólidas, líquidas y gaseosas. Un catalizador heterogéneo participa en una reacción química que no forma parte de la misma fase de la materia que los reactivos reales. Por ejemplo, los líquidos pueden experimentar reacción en presencia de un catalizador sólido. Si bien el catalizador acelera el proceso de una reacción, los reactivos no lo consumen. Los metales de transición preciosos u otros se usan a menudo como un catalizador heterogéneo, y se pueden dividir finamente para aumentar la exposición de la superficie sobre un sustrato o un vehículo.
Es el catalizador heterogéneo, más que la variedad homogénea, el más utilizado industrialmente. La superficie catalítica expuesta proporciona sitios para la unión superficial débil de reactivos alineados geométricamente. Este comportamiento es importante, como en, por ejemplo, la hidrogenación de dobles enlaces carbono-carbono. Es bueno considerar un ejemplo como el etileno, que tiene la estructura química H 2 C = CH 2 . Cuando una molécula de etileno se acerca a un poco de superficie catalítica, se adsorbe o se une por un átomo de hidrógeno inferior izquierdo y un átomo de hidrógeno inferior derecho; los átomos de hidrógeno superior izquierdo y derecho permanecen libres.
Una sola molécula de hidrógeno, H 2 o H ‒ H, puede agregarse a través del doble enlace, siendo reemplazada por un enlace simple, formando un etano "saturado" o H 3 C ‒ CH 3 . Sin embargo, hay dos formas en que los átomos de hidrógeno pueden agregarse a través del doble enlace. Ambos pueden agregar desde abajo el doble enlace, o uno puede agregar abajo, mientras que el otro agrega arriba del doble enlace en el otro lado. La adición de ambos átomos de hidrógeno a un lado de un doble enlace se llama "adición cis", mientras que agregar uno a un lado y el otro al otro se llama "adición trans". Sin duda, la expresión "grasas trans" - utilizada para describir una grasa no saturada que ha sido hidrogenada por adición trans - será familiar para el lector.
Los catalizadores recogen la velocidad de las reacciones para las que se usan porque la vía de reacción se ve alterada por su presencia. Esto cambia el estado de transición y disminuye la energía de activación requerida para llevar a cabo la reacción. Una ventaja de tal reacción llevada a cabo con un catalizador heterogéneo es la facilidad de recuperación del catalizador. Los catalizadores heterogéneos son especialmente adecuados para reacciones químicas de proceso continuo, en las que el material se proporciona, reacciona, elimina y reemplaza de forma continua. Un ejemplo de un proceso de catalizador tan heterogéneo de la industria del petróleo es el uso de material catalítico granulado en el llamado proceso de "lecho móvil".