Miért szükséges a hidrogénezés katalizátor?

A hidrogénezéshez katalizátor szükséges, hogy a reakció elfogadható sebességgel történjen.

A reakció katalizátor nélkül megy végbe, de rendkívül magas hőmérsékletre van szükség.

Tekintsük a reakciót: CH2 = CH2 + H-H CH2-CH2.

Meg kell szakítanunk a π kötést és a H-H σ kötést a két új C-H kötés kialakításához.

Az π kötés viszonylag gyenge, de a H-H kötés meglehetősen erős.

A fémkatalizátor alternatív útvonalat biztosít alacsonyabb aktiválási energiával. Ez lehetővé teszi, hogy a reakció alacsonyabb hőmérsékleten történjen.

Nem ismerjük a Ni (vagy Pt vagy Pd) katalitikus hidrogénezés részleteit.

Hisszük, hogy ha a hidrogén és az alkén a katalizátorra adszorbeálódik, akkor a kristályrács felületéhez kötődnek.

A H-H kötés eltörhet és Ni-H kötéseket képezhet. Az alkén megszakíthatja π-kötését és Ni-C kötéseket hozhat létre.

A H-atom ezután hozzáadja az alkén egyik végét. Ezután az alkén másik vége egy második H-atomhoz kapcsolódik.

Az alkánnak csak kis vonzereje van a nikkelhez, így deszorbeálódik a felületről.

Ez üres helyet teremt az új alkén- és hidrogénmolekulák adszorpciójához, és a folyamat folytatódik.