Diskussion:Katalyse/Archiv/2010

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"Mars-van-Krevelen" immer noch falsch!!!

Die Beschreibung des Mars-van-Krevelen Mechanismus ist immer noch falsch! Das adsorbierte Edukt reagiert zwar im weitesten Sinne mit dem "Sauerstoff" des Katalysators, wird aber durch diesen nicht oxidiert. In den Oxiden liegt Sauerstoff als O^{2-} vor und kann auf keinen Fall oxidierend wirken.

Das wichtige Grundprinzip bei Mars-van-Krevelen ist, dass ein redoxaktives Metallzentrum vorliegen muss. Dieses Metall oxidiert das adsorbierte Edukt (und nicht etwa der Gittersauerstoff!!!), das oxidierte und adsorbierte Edukt reagiert dann erst mit dem Gittersauerstoff (und zwar nicht in einer Redoxreaktion). Anschließend wird es desorbiert.

Nun liegt ein reduziertes Metall und eine Sauerstoffleerstelle vor. Der freie Sauerstoff O2 aus der Gasphase oxidiert nun das Metall, dabei entsteht O^{2-} und füllt die Leerstelle wieder auf.

Die wichtige Grundlage "redoxaktives Metall" kommt in dem Artikel überhaupt nicht vor. Die Seite der Universität Gießen ist leider auch nicht gut, der Mechnismus ist schlecht erklärt und ich würde nicht darauf verweisen.

Ich habe den Überarbeiten-Baustein dort reingesetzt. Wenn ich in den nächsten Tagen mal Zeit habe, werde ich diesen Abschnitt selbst korrigieren.

TK, 4.3.08, 16:22

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Wiederpruch zur Beeinflussung der Reaktionsgeschwindigkeit

Im Artikel ist ein Widerspruch zur Reaktionsgeschwindigkeit. Im Eingangstext heißt es richtig: "Als Katalyse [...] wird die Veränderung der Reaktionsgeschwindigkeit einer chemischen Reaktion durch Beteiligung eines Katalysators bezeichnet."

Dann heißt es im Abschnitt 'Energetische Grundlagen der Katalyse': "Katalysatoren erhöhen die Reaktionsgeschwindigkeit von chemischen Reaktionen um mehrere Größenordnungen".

Im Abschnitt 'Katalysator' heißt es dann wieder richtig: "Der Katalysator beschleunigt (oder verlangsamt) eine Reaktion bzw. setzt die notwendige Aktivierungsenergie herab (oder herauf), [...]."

Der Abschnitt 'Energetische Grundlagen der Katalyse' sollte folglich so abgeändert werden, dass ein Katalysator eine Reaktion sowohl beschleunigen als auch verlangsamen kann.

Gruß René

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mars van krevelen

die beschreibung des mars-van-krevelen mechanismus ist falsch. die m-v-k-theorie geht davon aus, dass das adsorbierte edukt mit dem sauerstoff des katalysators (Kat muss als ein Oxid sein!) reagiert, welcher dann durch O2-adsorbtion und oxidation regeneriert wird.

anschauliche beschreibung:

http://www.uni-giessen.de/pci/Homepage_Over/Aktuelles/Mars_Van_Krevelen_Mech.html

Völlig richtig, der Gittersauerstoff ist der aktive Sauerstoff und nicht der aus der Gasphase.

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Kinetik

Sollte man hier nicht auch die Geschwindigleitsansätze für die Mechanismen (z.B. mit Langmuir-Adsorptionsisotherme) mit hineinbringen? Fänd ich zweckmäßig, um das Prinzip im Ansatz zu quantifizieren. Gruß CGH

Die findet man eigentlich überall, z.B. auf der englischen Wikipediaseite. Viel interessanter fände ich eine Abhandlung über die Hougan-Watson-Geschwindigkeitsansätze. Die liefern nämlich für ein sehr großes Spektrum von Reaktionen brauchbare Modelle. Leider kommen die selbst in prominenter Literatur viiieeeel zu kurz. Gruß Rolf

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Anmerkungen zum Kapitel "Energetische Grundlagen der Katalyse"

Hallo, im Kapitel "Energetische Grundlagen der Katalyse" steht:

Die katalytische Wirksamkeit beruht einzig auf der Fähigkeit, die Aktivierungsenergie $(\Delta G^{\ddagger })$ einer chemischen Reaktion zu senken. Das ist der Energiebetrag, der zunächst überwunden werden muss, um die Reaktion in Gang zu setzen. Während der Reaktion wird das Substrat zunehmend verändert, es nimmt einen energetisch ungünstigen Übergangszustand ein. Die Aktivierungsenergie ist der Energiebetrag, der benötigt wird, um das Substrat in den Übergangszustand zu zwingen. Hier setzt die Wirkung des Katalysators ein, der durch seinen räumlichen Bau und seine Ladungsverhältnisse die Wahrscheinlichkeit für das Substrat erhöht, den Übergangszustand einzunehmen.

Einige Anmerkungen zu diesem Abschnitt:

• Die Verwendung des Begriffes "Substrat" ist etwas missverständlich, da er in der heterogenen Katalyse eine andere Bedeutung hat als hier zugrundegelegt.
• Es ist nicht nur das Substrat, das einen Übergangszustand einnimmt, sondern das Gesamtsystem Edukte+Katalysator. Meistens werden ja im Verlauf der Reaktion einige Edukte an den Katalysator gebunden.
• Es wird i.A. nicht nur ein Übergangszustand durchlaufen, sondern eine (u.U. sehr komplexe) Sequenz von Übergangszuständen. Dann ist die beobachtete Aktivierungsenergie die Aktivierungsenergie der ratenbestimmenden Teilreaktion. Ich finde, es könnte es ruhig erwähnt werden, dass der Ablauf katalytischer Reaktionen häufig hochkomplex und daher oft nicht genau bekannt ist.
• Evtl. könnte noch erwähnt werden, dass u.U. bei hohen Temperaturen nicht mehr die chemische Kinetik der ratenbestimmende Effekt ist, sondern der Materialtransport (ist aber vielleicht schon etwas zu speziell).-- Belsazar 19:14, 9. Jan. 2010 (CET)

Hallo Belsazar, Du hast recht, statt Substrat sollte es besser Reaktanden heißen. Das mit den hochkomplexen Abläufen dürfte spätestens bei den beschriebenen katalytischen Zyklen, z.B. SHOP-Prozess, klar werdem, aber das steht etwas weiter unten. Ich werde einen enzsprechenden Satz einfügen. Auf die Bedeutung der Transportvorgänge bin ich bei der Heterogenen Katalyse eingegangen (Neben der Chemie der Katalysereaktion sind bei heterogen-katalysierten Reaktionen oft Transportvorgänge geschwindigkeitsbestimmende Schritte.). Gruss, Linksfuss 23:18, 9. Jan. 2010 (CET)

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Kandidatur-Diskussion vom 3. -13. Januar 2010 (Lesenswert)

Als Katalyse wird die Einleitung, Beschleunigung oder Lenkung chemischer Reaktionen durch Beteiligung bestimmter Stoffe, so genannter Katalysatoren, die sich bei diesem Prozess nicht aufbrauchen, bezeichnet. Der Artikel wurde mehrfach nach Review überarbeitet. Als Hauptautor  Neutral. Linksfuss 22:49, 3. Jan. 2010 (CET)

Der Abschnitt über die "heterogenen Katalysatoren" sollten mit ein paar Sätzen beginnen, die sich mit der günstigen bzw. nötigen großen Oberfläche befassen, sowohl mit dem theoretischen Hintergrund als auch mit den hierfür nötigen bzw. praktizierten Maßnahmen. Gruß -- Dr.cueppers - Disk. 12:27, 4. Jan. 2010 (CET)

Der Abschnitt wurde überarbeitet und ergänzt. Sollte erledigt sein. Gruss, Linksfuss 14:47, 4. Jan. 2010 (CET)

Es stellt sich für mich die Frage, was dieser Artikel erreichen will. Für einen Übersichtsartikel dürften die Informationen ausreichend sein, obwohl ich doch an der einen oder anderen Stelle etwas mehr Tiefgang gewünscht hätte (zumal die „weiterführenden Artikel“ auch teilweise sehr knapp sind). Da ich aber zu sehr Fachidiot Fachmann bin (Promotion zum Thema Oxosynthese), kann ich die Laienverständlichkeit nicht beurteilen, weshalb ich mir eine Bewertung vorerst sparen will (wenn mich andere von der Qualität des Übersichtsartikels überzeugen können, könnte ich mich zu einem Lesenswert durchringen).

Aus fachlicher Sicht finde ich die Abschnitte zur Geschichte und zur wirtschaftlichen Bedeutung etwas mager. Der Geschichtsteil wirkt auf mich durch die streng chronologische Auflistung von Namen und Jahreszahlen etwas langatmig, zumal modernere Highlights der Synthesechemie wie die omnipräsente Heck-Reaktion ignoriert werden. Die wirtschaftliche Bedeutung wird viel zu allgemein beschrieben, auf die Bedeutung in der industriellen organischen Chemie wird gar nicht eingegangen, hier wäre beispielsweise die Erwähnung der Methanolherstellung, die Oxosynthese oder des Monsanto-Prozesses vonnöten (welche an anderen Stellen erwähnt werden, ohne dass auf ihre wirtschaftliche Bedeutung eingegangen wird). Auch sollte man in der einschlägigen Literatur Zahlen zu den durch katalytische Prozesse hergestellten Grundchemikalien (anorganisch wie organisch) finden können, die dem Leser ein besseres Bild liefern könnten. Zur wirtschaftlichen Bedeutung zählt meiner Meinung auch das, was man als green chemistry bezeichnet (Vermeidung von Lösemitteln, Redutzierung der eingesetzen Reagentien und Hilfsstoffe durch immer effektivere Katalysatoren).

Bei der Vorstellung der einzelnen katalytischen Prozesse vermisse ich eine ausführlichere Beschreibung der Organokatalyse (einfaches Beispiel: Baylis-Hillman-Reaktion)erledigt Done sowie der chiralen Katalysatoren, die asymmetrische Reaktionen ermöglichen (immerhin gab es für die Sharpless-Epoxidierung und asymmetrische Hydrierungen 2001 den Nobelpreis)erledigt Done. Bei der Beschreibung heterogener Katalysatoren wird zwar inzwischen auf die Bedeutung der spezifischen Oberfläche etwas eingegangen, doch fehlen hier konkrete Beispiele wie der Raney-Nickel. Auch die Beschreibung der Phasentransferkatalyse halte ich für nicht so sehr gelungen, Kronenether sind wohl kaum typische PTC (ich hätte eher das Ruhrchemie-Rhone-Poulenc-Verfahren beschrieben). Die Abschnitte Energetische Grundlagen der Katalyse und Katalytische Mechanismen sind dagegen gelungen, wenn auch wohl etwas weniger spannend für Laien. --Andibrunt 16:07, 4. Jan. 2010 (CET)

Hallo Andibrunt, danke für Deine Hinweise, auch wenn diese mir im Review lieber gewesen wären. Zum Thema: der Artikel soll eine Übersicht über die verschiedenen Aspekte der Katalyse bieten. Ich werde versuchen, den Geschichts- und Wirtschaftsteil auf Deine Hinweise zu erweitern. Die industrielle Organische Chemie kommt hier sicherlich momentan zu kurz. Das Beispiel für die Organokatalyse kann ich auch gerne einbauen. Die spezifische Oberfläche muss nicht generell groß sein, um eine effektive Katalyse zu gewährleisten (z.B. Pt-Netze im Ostwald-Verfahren), sondern an die Reaktion angepasst. Ich habe versucht dies darzustellen, werde aber noch näher darauf eingehen. Raney-Nickel als Beispiel für einen heterogenen Katalysator mir großer Oberfläche, der in diesem Fall allein durch kleine Korngrößen erreicht wird, kann man natürlich noch anfügen. Kronenether sind typische Phasentransferkatalysatoren. Ich habe noch eine diesbezügliche Literaturstelle eingefügt. Gruss, Linksfuss 20:12, 4. Jan. 2010 (CET)

P.S.: das Ruhrchemie-Rhone-Poulenc-Verfahren ist zwar ein Beispiel für die Heterogenisierung homogener Katalysatorem, ist aber, soweit mir bekannt, keine Phasentransferkatalyse. Vielmehr wird gerade der Übertritt des Katalysators in die organische Phase nicht gewollt. Gruss, Linksfuss 11:22, 5. Jan. 2010 (CET)

Hm stimmt, bei den PTC gebe ich Dir recht. Nach den Ergänzungen betrachte ich den Artikel nun auch als  Lesenswert. Zum Thema Review: leider ist mir der Artikel dort nicht aufgefallen, da ich naturwissenschaftliche Themen eher meide (zu nahe an meinem Alltag) und nur ab und zu die Übersichtsseite betrachte. Von daher danke für die schnellen Reaktionen auf meine Vorschläge und Meckereien! --Andibrunt 09:56, 8. Jan. 2010 (CET)

Für mich  Lesenswert. Folgende Anmerkungen möchte ich noch machen:

* Ich vermisse im Kapitel Katalysatoren eine Aufzählung der wichtigsten Vertreter, etwa in der Einleitung zum Kapitel.erledigt Done In diesem Kapitel sind relativ viele Füllwörter / Abkürzungen, ganz im Gegensatz zum restlichen Artikel.erledigt Done

* Das Kapitel Wortherkunft ganz am Schluss steht ein wenig verloren da. Ich würde den Inhalt eher am Ende der Einleitung sehen.erledigt Done ist jetzt kurz in der Einleitung erwähnt. Gruss, Linksfuss 23:36, 9. Jan. 2010 (CET)

* Den Geschichtsteil finde ich wie mein Vorredner etwas langatmig, andererseits aber inhaltlich passend.

* Energetische Grundlagen ist dagegen sehr gut geschrieben.

* Zum Thema Laienverständlichkeit: Insgesamt ist der Artikel gut und verständlich geschrieben, wenngleich in der Summe ziemlich viele Fachbegriffe verwendet werden. Das ist aber bei Lesenswert OK und bei dem Thema zumindest zum Teil notwendig. -- Hardcoreraveman 13:07, 6. Jan. 2010 (CET)

•  Lesenswert. In meinen Augen ein guter Übersichtsartikel. --Q-ß 22:05, 7. Jan. 2010 (CET)
•  Lesenswert. Der Übersichtsartikel hat in den letzten Wochen noch einmal sehr gewonnen.--Engelbaet 18:02, 9. Jan. 2010 (CET)

Der Artikel in dieser Version ist Lesenswert. --Vux 15:34, 13. Jan. 2010 (CET)

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