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\section{Homogene Katalyse}
\subsection{Allgemeines}
Als Basis dient der Vergleich zwischen homogener und heterogener Katalyse aus dem Kernfach:
\begin{table}[H]
\begin{tabular}{l|c|c}
& \bf Homogen & \bf Heterogen \\ \hline
Aktivität & hoch & variabel \\
Selektivität & hoch & variabel\\
Reaktionsbedingungen & mild & hart\\
Lebensdauer & variabel & lang\\
Vergiftungsgefahr & niedrig & hoch\\
Diffussionsprobleme & niedrig & hoch\\
Kosten für Regeneration & hoch & null\\
\end{tabular}
\end{table}
Spezielle Aspekte sind hierbei:
\bi
\item Meist Übergangsmetallkomplexe ($Pd, Rh, Ni, Co$) $\rightarrow$ Metallkomplexchemie
\item Viel Auswahl an Liganden, Oxidationszahlen und Koordinationen möglich
\item Taylor-Made-Catalysators
\item Deswegen aber auch nur geringe Temperaturen möglich
\ei
\subsection{Katalytischer Kreislauf}
\begin{center}
\bild[width=65mm]{images/catcycle.eps}
\end{center}
Hierbei haben die Teilschritte auch besondere Bezeichnungen
\bi
\item
\begin{minipage}{.5\linewidth}
\bild[scale=0.65]{images/assoziation.eps}
\end{minipage}
\begin{minipage}{.5\linewidth}
$\rightarrow$ Assoziation / Koordination\\
$\leftarrow$ Dissoziation
\end{minipage}
\item
\begin{minipage}{.5\linewidth}
\bild[scale=0.65]{images/addition.eps}
\end{minipage}
\begin{minipage}{.5\linewidth}
$\rightarrow$ Oxidative Addition \\
$\leftarrow$ Reduktive Elimination
\end{minipage}
\item
\begin{minipage}{.5\linewidth}
\bild[scale=0.65]{images/insertion.eps}
\end{minipage}
\begin{minipage}{.5\linewidth}
$\rightarrow$ Insertion\\
$\leftarrow$ Extrusion
\end{minipage}
\item
\begin{minipage}{.5\linewidth}
\bild[scale=0.65]{images/coupling.eps}
\end{minipage}
\begin{minipage}{.5\linewidth}
$\rightarrow$ Oxidative Coupling\\
$\leftarrow$ Reductive Cleavage
\end{minipage}
\ei
\subsection{Charakterisierung von Katalysatoren}
\subsubsection{Turnover Frequency (TOF)}
\[ \fbx{ TOF = \frac{\mbox{Bildungsgeschwindigkeit}}{\mbox{Katalysatorkonzentration}} = \frac{R_j}{c_{Kat}} } \]
\subsubsection{Turnover Number}
\[ \fbx{ TON = \frac{\mbox{Max. Menge Produkt bis Kat. deaktiviert}}{\mbox{Menge Katalysator}} = \frac{n_{Prod,max}}{n_{Kat}} } \]
\subsubsection{Productivität}
ähnlich wie TON, pro Katalysatormenge in bestimmter Zeit umgesetzte Masse
\[ \fbx{ P = \frac{m_{Prod}}{m_{Kat} \cdot t} } \]
\subsubsection{Selektivität}
\[ \fbx{ S_{ki} = \frac{\mbox{Menge an gebildetem Produkt k}}{\mbox{Menge an umgesetztem Reaktanden i}} = \frac{Y_{ki}}{X_i} = \frac{\dot{n}_k - \dot{n}_{k0}}{\dot{n}_{i0} - \dot{n}_i} \frac{\left|\nu_i\right|}{\left|\nu_k\right|} } \]