Hvorfor krever hydrogenering en katalysator?

Hvorfor krever hydrogenering en katalysator?
Anonim

Hydrogenering krever en katalysator for å gjøre reaksjonen til en rimelig hastighet.

Reaksjonen vil gå uten katalysator, men det trenger ekstremt høye temperaturer.

Betrakt reaksjonen: CH2 = CH2 + H-H CH3-CH3.

Vi må bryte π-bindingen og H-H σ-bindingen for å danne de to nye C-H-bindingene.

Π-bindingen er relativt svak, men H-H-bindingen er ganske sterk.

En metallkatalysator gir en alternativ vei med en lavere aktiveringsenergi. Dette gjør at reaksjonen kan finne sted ved lavere temperaturer.

Vi vet ikke detaljene om katalytisk hydrogenering med Ni (eller Pt eller Pd).

Vi tror at når hydrogen og alken adsorberes på katalysatoren, binder de seg til overflaten av krystallgitteret.

H-H-bindingen kan bryte og danne Ni-H bindinger. Alkenet kan også bryte sin π-binding og danne Ni-C-bindinger.

Et H-atom legger da til den ene enden av alkenen. Deretter festes den andre enden av alkenet til et andre H-atom.

Alkanen har bare en liten tiltrekning til nikkelet, så det er desorbed fra overflaten.

Dette skaper en ledig plass for adsorpsjon av nye alken- og hydrogenmolekyler, og prosessen fortsetter.