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Homogene und heterogene Katalyse

Kinetik: rund um die Reaktionsgeschwindigkeit / Biokatalysator Enzym - Enzymkinetik / Exkurs: Katalyse
Man unterscheidet zwischen homogener und heterogener Katalyse:

Homogene Katalyse
: Der Katalysator gehört der gleichen Phase an wie das Reaktionssystem, also z.B. flüssiger Katalysator in flüssiger Reaktionsmischung gelöst.

Estersynthese in der Refluxapparatur

 

Die Synthese von Estern kann durch starke Säuren bzw. ihre Protonen katalysiert werden, so z.B. durch Schwefelsäure die Synthese von Essigsäurebutylester aus n – Butanol und Essigsäure:

Aus n-Butanol, Essigsäure und einem Proton wird Essigsäurebutylester und Wasser, das Proton wird an die Lösung zurückgegeben

 

Heterogene Katalyse: Der Katalysator liegt meist als Feststoff vor, d.h., die Reaktionspartner (dann flüssig oder gasförmig) und der Katalysator sind einander berührende, jedoch verschiedene Phasen. Ein klassisches Beispiel ist der Abgaskatalysator, wie man ihn heute nahezu in jedem Benzin-Kraftfahrzeug findet.

Autoabgaskatalysator

In ihm katalysieren fein verteiltes Platin und Rhodium, die sich in einem porösen Festkörper befinden, verschiedene Reaktionen in der Gasphase, darunter u.a. die Reaktion der beiden gesundheits- bzw. umweltschädlichen Gase Kohlenstoffmonoxid und Stickstoffmonoxid zu unschädlichem Stickstoff und Kohlenstoffdioxid:

 

${2 NO  +  2 CO \begin{align*}\xrightarrow{Katalysator}\\ \xleftarrow {Katalysator} \end{align*}  N_2  + 2 CO_2}$

 

Dieser Inhalt ist Bestandteil des Online-Kurses

Physikalische Chemie

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Diese Themen werden im Kurs behandelt:

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  • Chemische Thermodynamik
    • Einleitung zu Chemische Thermodynamik
    • Fundamentale Begriffe der Chemie
      • Einleitung zu Fundamentale Begriffe der Chemie
      • Energie
      • Chemische Thermodynamik und Energetik
    • Grundlagen
      • Einleitung zu Grundlagen
      • Erhaltungssätze
      • Systemarten & Reaktionsbedingungen
    • Zustandsgrößen und ihre Regeln
      • Einleitung zu Zustandsgrößen und ihre Regeln
      • Enthalpie
        • Einleitung zu Enthalpie
        • Der Satz von Hess
        • Kalorimetrie
      • innere Energie
      • Entropie und der zweite Hauptsatz der Thermodynamik
      • Der dritte Hauptsatz der Thermodynamik
      • Freie Enthalpie
    • Auf einen Blick: Hauptsätze der Thermodynamik
    • Anwendungsbeispiele zum Verständis der Thermodynamik
      • Einleitung zu Anwendungsbeispiele zum Verständis der Thermodynamik
      • Bestimmung der Wärmekapazität eines Kalorimeters
      • Der Taschenwärmer
  • Kinetik: rund um die Reaktionsgeschwindigkeit
    • Einleitung zu Kinetik: rund um die Reaktionsgeschwindigkeit
    • Reaktionsgeschwindigkeit: beinflussende Faktoren
      • Einleitung zu Reaktionsgeschwindigkeit: beinflussende Faktoren
      • Temperatur
      • Katalysator
      • Druck und Zerteilungsgrad
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      • Einleitung zu Anwendungsbeispiele
      • Fotometrie
      • Potentiometrie
    • Biokatalysator Enzym - Enzymkinetik
      • Einleitung zu Biokatalysator Enzym - Enzymkinetik
      • Enzyme
      • Exkurs: Katalyse
        • Einleitung zu Exkurs: Katalyse
        • Chemisorption
        • Homogene und heterogene Katalyse
        • Katalysatorgifte
      • Enzymreaktionen
        • Einleitung zu Enzymreaktionen
        • Substrat- und Wirkungsspezifität
        • Aktives Zentrum
        • Katalasereaktion – Beispiel einer Enzymreaktion
        • Michaelis-Menten-Kinetik
        • Biokatalysatoren – Einfluss von Temperatur und pH auf Enzyme
        • Enzymhemmung
          • Einleitung zu Enzymhemmung
          • Kompetitive Hemmung
          • Nichtkompetitive Hemmung
        • Denaturierung
        • Experiment: Temperaturabhängigkeit der Amylase
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