Waarom heeft hydrogenering een katalysator nodig?

Hydrogenering vereist een katalysator om de reactie redelijk snel te laten verlopen.

De reactie zal zonder katalysator gaan, maar hij heeft extreem hoge temperaturen nodig.

Beschouw de reactie: CH = CH + H-H CH -CH.

We moeten de π-binding en de H-H σ-binding doorbreken om de twee nieuwe C-H-bindingen te vormen.

De π-binding is relatief zwak, maar de H-H-binding is vrij sterk.

Een metaalkatalysator verschaft een alternatieve route met een lagere activeringsenergie. Hierdoor kan de reactie bij lagere temperaturen plaatsvinden.

We kennen de details van katalytische hydrogenatie met Ni (of Pt of Pd) niet.

Wij geloven dat wanneer waterstof en het alkeen op de katalysator worden geadsorbeerd, zij aan het oppervlak van het kristalrooster binden.

De H-H-binding kan breken en Ni-H-bindingen vormen. Het alkeen kan ook de π-binding verbreken en Ni-C-bindingen vormen.

Een H-atoom voegt vervolgens toe aan het ene uiteinde van het alkeen. Vervolgens hecht het andere uiteinde van het alkeen zich aan een tweede H-atoom.

Het alkaan heeft slechts een kleine aantrekking tot het nikkel, dus het wordt van het oppervlak gedesorbeerd.

Dit creëert een lege ruimte voor de adsorptie van nieuwe alkeen- en waterstofmoleculen en het proces gaat door.