Che cosa è un catalizzatore omogeneo?

In chimica, un catalizzatore è una sostanza che viene aggiunto per accelerare la velocità di una reazione senza sé essere utilizzate nel processo. Il catalizzatore viene spesso aggiunto in quantitativi confronto con i reagenti e può essere riutilizzato in modo sequenziale in lotti future. Un catalizzatore omogeneo è uno che fa parte della stessa fase dei reagenti - se solido, liquido o gas - durante la reazione. Spesso, i componenti sono di diverse fasi allo stato puro, ma sono disciolti in un solvente comune. In questa definizione, anche un gas reagisce con un liquido in presenza di un catalizzatore solido è normalmente omogenea se i tre sono tutti sciolti al momento.

La maggior parte catalisi industriale impiega catalizzatori eterogenei. In catalisi eterogenea, vi sono due o più fasi per la reazione, e ciò implica spesso un componente liquido o gas esposto ad un componente catalitico solido attaccato ad un substrato portante per comodità e per prevenire la perdita. Questo potrebbe essere perché il catalizzatore è costosa, con una componente di metallo prezioso. Per aumentare l'efficienza, la superficie può essere massimizzata con il catalizzatore essere molto finalmente divisa. Un esempio è il convertitore catalitico trovato nella maggior parte delle automobili.

L'uso di un catalizzatore omogeneo in chimica complesso è di particolare interesse, in parte a causa di nuovi usi di complessi organometallici. Le prime applicazioni di composti organomagnesium e organolitio erano in gran parte come ingredienti di reazione, piuttosto che come catalizzatori. Tali composti sono instabili; il loro uso richiesto loro dissoluzione in solventi pericolosi come etere o tetraidrofurano (THF). Combinando questi con altri reagenti liquidi posto tali reazioni, per definizione, nella categoria omogenea.

Oggi, ci sono dei composti organometallici molto più noti. Alcuni di essi possono essere collocati nella categoria di un catalizzatore omogeneo. Essi sono spesso più stabile e più facile da maneggiare. Questo tipo di composto offre un maggiore ambito di impieghi e viene spesso utilizzato come catalizzatore omogeneo, piuttosto che come reagente.

Alcuni dei nuovi reagenti sono utili in reazioni di polimerizzazione. Altri sono particolarmente adatti per la produzione farmaceutica a causa della loro capacità di impartire chiralità. Questo si riferisce alla capacità di controllare la progettazione strutturale così strettamente che la luce polarizzata gira un solo modo.

Un'applicazione più degno di nota è il tentativo di imitare il mondo vegetale attraverso la fotosintesi artificiale. Ciò non deve essere confuso altro uso del termine: la scissione dell'acqua in idrogeno per la produzione di combustibile. Piuttosto, fotosintesi artificiale in questo caso si riferisce alla conversione di biossido di carbonio e l'acqua in carboidrati e ossigeno. Per alcuni anni, catalizzatori organometallici sono stati studiati con la fotosintesi artificiale in mente.