Diferencia clave: catalizador homogéneo frente a heterogéneo
Los catalizadores son de muchos tipos, pero se pueden categorizar principalmente en dos grupos como catalizadores homogéneos y catalizadores heterogéneos. La diferencia clave entre los catalizadores homogéneos y heterogéneos es que los catalizadores homogéneos siempre se pueden encontrar en la fase líquida, mientras que los catalizadores heterogéneos se pueden encontrar en las tres fases de la materia: fase sólida, fase líquida y fase gaseosa.
Los catalizadores son compuestos que se utilizan para obtener el máximo rendimiento en condiciones suaves. Esto significa que los catalizadores pueden aumentar el rendimiento de una reacción en particular y acelerarla.
¿Qué es un catalizador homogéneo?
Los catalizadores homogéneos son compuestos catalíticos que se encuentran en la misma fase que las sustancias que entran en la fase de reacción. Estos catalizadores homogéneos se encuentran a menudo en fase líquida. La recuperación de catalizadores homogéneos es comparativamente difícil y costosa ya que el catalizador está en la misma fase que la mezcla de reacción. Esto significa que la separación del catalizador es difícil. La estabilidad térmica de los catalizadores homogéneos también es pobre. El ejemplo más común de catalizadores homogéneos son los metacomplejos.
Figura 01: Acción de los catalizadores
Los catalizadores homogéneos son eficientemente activos en condiciones de baja temperatura (menos de 250◦C). La actividad catalítica de estos catalizadores es moderada en comparación con los catalizadores heterogéneos. Sin embargo, la selectividad es alta. El reciclado del catalizador homogéneo es costoso ya que la recuperación catalítica es difícil. Pero la modificación del catalizador es fácil porque está en fase líquida.
La difusividad de los catalizadores homogéneos es alta. Esto se debe a que todos los reactivos y el catalizador están en la misma fase líquida y la agitación adecuada conduce a la difusión adecuada del catalizador por toda la mezcla de reacción. Los catalizadores homogéneos suelen tener sitios activos bien definidos. Esto significa que hay muchos sitios activos apropiados en la superficie del compuesto catalizador sobre los cuales se unen los reactivos, y la reacción progresa en esos sitios activos.
¿Qué es un catalizador heterogéneo?
Los catalizadores heterogéneos son compuestos catalíticos que se encuentran en una fase diferente a la de la fase de la mezcla de reacción. Estos catalizadores se pueden encontrar en las tres fases de la materia: fase sólida, fase líquida o fase gaseosa. La recuperación catalítica es fácil y económica en catalizadores heterogéneos ya que el catalizador se encuentra en una fase diferente a la de la fase de la mezcla de reacción. Ejemplos comunes de catalizadores heterogéneos son metales, óxidos metálicos, etc.
Figura 2: La mezcla de reacción está en fase líquida mientras que el catalizador es un metal en fase sólida
La estabilidad térmica de los catalizadores heterogéneos es muy buena en comparación con los catalizadores homogéneos. Estos catalizadores actúan eficientemente en condiciones de alta temperatura, alrededor de 250-500◦C. La actividad catalítica también es alta en comparación con los catalizadores homogéneos. Sin embargo, la selectividad de los reactivos es pobre que la de los catalizadores homogéneos. Los sitios activos de los catalizadores heterogéneos no están bien definidos. Esto reduce la selectividad.
La difusividad del catalizador heterogéneo es pobre si el área superficial del catalizador es baja ya que el catalizador y la mezcla de reacción están en dos fases. Pero la separación del catalizador suele ser sencilla. Entonces el reciclaje del catalizador también es fácil.
¿Cuál es la diferencia entre catalizadores homogéneos y heterogéneos?
Catalizador homogéneo frente a heterogéneo |
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| Los catalizadores homogéneos son compuestos catalíticos que se encuentran en la misma fase que las sustancias que entran en la fase de reacción. | Los catalizadores heterogéneos son compuestos catalíticos que se encuentran en una fase diferente a la de la fase de la mezcla de reacción. |
| Fase | |
| Los catalizadores homogéneos se encuentran principalmente en la fase líquida. | Se pueden encontrar catalizadores heterogéneos en las tres fases; fase sólida, fase líquida o fase gaseosa. |
| Estabilidad térmica | |
| La estabilidad térmica de los catalizadores homogéneos es mala. | La estabilidad térmica de los catalizadores heterogéneos es buena. |
| Recuperación de catalizador | |
| La recuperación de catalizadores homogéneos es difícil y costosa. | La recuperación de catalizadores heterogéneos es fácil y económica. |
| Sitio activo | |
| El sitio activo de los catalizadores homogéneos está bien definido y tiene buena selectividad. | El sitio activo de los catalizadores heterogéneos no está bien definido y tiene poca selectividad. |
| Reciclaje de catalizadores | |
| El reciclaje de catalizadores homogéneos es difícil. | El reciclaje de catalizadores heterogéneos es fácil. |
| Separación de catalizadores | |
| La separación del catalizador homogéneo de la mezcla de reacción es difícil. | La separación del catalizador heterogéneo de la mezcla de reacción es fácil. |
| Dependencia de temperatura | |
| Los catalizadores homogéneos funcionan mejor en condiciones de baja temperatura (menos de 250◦C). | Los catalizadores heterogéneos funcionan mejor en condiciones de alta temperatura (alrededor de 250 a 500 ◦C). |
| Modificación del catalizador | |
| La modificación de catalizadores homogéneos es fácil. | La modificación de catalizadores heterogéneos es difícil. |
Resumen: Catalizador homogéneo frente a heterogéneo
Los catalizadores son compuestos que pueden aumentar la velocidad de reacción de una reacción en particular para dar un rendimiento óptimo en un corto período de tiempo. Hay dos tipos principales de catalizadores denominados catalizadores homogéneos y catalizadores heterogéneos. La diferencia clave entre los catalizadores homogéneos y heterogéneos es que los catalizadores homogéneos siempre se pueden encontrar en la fase líquida, mientras que los catalizadores heterogéneos se pueden encontrar en las tres fases de la materia; fase sólida, fase líquida y fase gaseosa.
