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Concept
Catalyse homogène
Résumé
La catalyse homogène est un type de catalyse dans laquelle le catalyseur est dans la même phase que les réactifs et les produits de la réaction catalysée.
On distingue deux catégories de catalyse homogène, selon qu'il s'agit de :
acides ou bases. On la qualifie de catalyse homogène acido-basique ;
oxydants ou réducteurs. On la qualifie de catalyse homogène oxydo-réductrice.
Contrairement à la catalyse hétérogène qui permet de séparer le catalyseur facilement, la catalyse homogène ne permet pas de séparer le catalyseur tel quel du milieu réactionnel. Elle présente cependant d'autres atouts : une grande reproductibilité d'une synthèse à l'autre, une grande spécificité, une activité à plus basse température et d'un point de vue scientifique une meilleure connaissance des mécanismes réactionnels.
Il est impossible de résumer simplement les mécanismes réactionnels. Cependant il existe dix étapes élémentaires pour les réactions impliquant des organométalliques, qui sont les catalyseurs dans le monde de la catalyse hétérogène. Ces dix étapes élémentaires ne forment en fait que cinq réactions puisqu'on peut avoir une réaction et sa réaction inverse (par exemple l'addition oxydante et l'élimination réductrice). Ces étapes élémentaires n'apparaissent pas toutes durant le mécanisme réactionnel du cycle catalytique.
Les étapes élémentaires se caractérisent par trois variables :
ΔVE : changement du nombre d'électron de valence de l'atome central (généralement un atome métallique) ;
ΔOS : changement de l'état d'oxydation de l'atome central ;
ΔCN : changement du nombre de coordination.
Si la catalyse homogène permet de réaliser des réactions intéressantes, tant sur le plan de l’activité que de la sélectivité, la récupération du catalyseur y est néanmoins délicate dans la mesure où celui-ci est dissous dans les produits au terme de la réaction. Les techniques de séparation sont alors complexes. Dans ce contexte, la catalyse organométallique biphasique aqueuse est une méthode élégante et respectueuse de l’environnement, permettant de contourner ces difficultés en utilisant un solvant non toxique et non inflammable : l’eau.
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