Warum erfordert die Hydrierung einen Katalysator?

Warum erfordert die Hydrierung einen Katalysator?
Anonim

Die Hydrierung erfordert einen Katalysator, um die Reaktion mit einer vernünftigen Geschwindigkeit ablaufen zu lassen.

Die Reaktion läuft ohne Katalysator ab, erfordert jedoch extrem hohe Temperaturen.

Betrachten Sie die Reaktion: CH & sub2; = CH & sub2; + H-H CH & sub3; -CH & sub3;.

Wir müssen die π-Bindung und die H-H σ-Bindung unterbrechen, um die beiden neuen C-H-Bindungen zu bilden.

Die π-Bindung ist relativ schwach, aber die H-H-Bindung ist ziemlich stark.

Ein Metallkatalysator bietet einen alternativen Weg mit einer niedrigeren Aktivierungsenergie. Dadurch kann die Reaktion bei niedrigeren Temperaturen stattfinden.

Wir kennen die Details der katalytischen Hydrierung mit Ni (oder Pt oder Pd) nicht.

Wir glauben, dass, wenn Wasserstoff und das Alken an den Katalysator adsorbiert werden, diese an die Oberfläche ihres Kristallgitters binden.

Die H-H-Bindung kann brechen und Ni-H-Bindungen bilden. Das Alken kann auch seine π-Bindung unterbrechen und Ni-C-Bindungen bilden.

Ein H-Atom addiert sich dann an einem Ende des Alkens. Dann bindet das andere Ende des Alkens an ein zweites H-Atom.

Das Alkan hat nur eine geringe Anziehungskraft auf das Nickel und wird daher von der Oberfläche desorbiert.

Dies schafft einen freien Raum für die Adsorption neuer Alken- und Wasserstoffmoleküle, und der Prozess wird fortgesetzt.