principe de la catalyse hétérogène

[inviteb50e5414]

bonjour à tous,

je recherche une explication plus ou moins détaillée du principe de la catalyse hétérogène, mais j'ai du mal à trouver des informations intéressantes. je sais qu'il y a, à priori, adsorption puis réaction puis désorption, mais je me perds un peu dans la compréhension des phénomènes (pourquoi ça se passe comme ça), et les différents états d'oxydation du catalyseur (en considérant du platine)...
est-ce que l'un de vous pourrait m'expliquer, ou alors m'indiquer une référence qui me permettrait de mieux comprendre le principe de la catalyse hétérogène, svp?

salutations,
C.
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[moco]

Je connais le principe de la catalyse de la réaction H2 + O2 à la surface du platine. Tout d'abord la molécule H2 se fixe par adsorption à la surface du métal platine. Les atomes de platine sont plus gros que ceux de l'Hydrogène. Comme il se produit une liaison Pt-H avec les deux atomes H de H2, il s'en suit que la liaison H-H est distendue à la surface du platine. On peut presque dire que les atomes H sont séparés à cette surface. S'ils sont frappés par une molécule O2, il se forme l'espèce HO2 qui est instable, puis l'espèce H2O2 qui se désorbe facilement du platine. La suite, je ne m'en souviens plus très bien, mais il doit y avoir une autre réaction avec H2 pour former à la fin deux molécules d'eau.
L'important est le fait que H2 s'adsorbe facilement, puis qu'il réagit en surface avec O2, en formant une molécule qui n'est que très faiblement adsorbée.

[inviteac45697a]

globalement:

il y a le catalyseur qui est solide (platine par exemple).

les molécules qui réagissent, dissoutes ou gazeuses.

Il y a toujours une phase d'adsorption d'une des espèces sur le catalyseur, par exemple hydrogène sur platine.

il y a la réaction proprement dite, ou plusieurs cas sont possibles, soit la deuxième espèce vient frapper directement l'espèce adsorbée, soit elle vient s'adsorber aussi sur le catalyseur et réagit ensuite.

puis il y a une phase de désorption du produit, ou le produit de la réaction part du catalyseur.

La pression des différents constituants gazeux est quelque chose d'important pour ce type de catalyse, elle va influencer sur le taux de couverture du catalyseur donc sur la vitesse de réaction.

[inviteb50e5414]

ok.. merci beaucoup pour vos explications, qui m'amènent à plein d'autres questions..

du coup, quels sont les paramètres qui interviennent dans ce genre de réaction (à part la pression)? comment savoir si une espèce sera bien adsorbée/désorbée? comment définir la compétition entre l'adsorption des différentes espèces?

si je comprends bien le rôle de la pression, plus elle est élevée et plus le catalyseur sera recouvert? une pression importante "force" les molécules à venir en contact avec le catalyseur?

est-ce que c'est la proximité des réactifs qui fait que, finalement, une réaction catalysée sera plus "réactive" qu'une réaction thermique, que le rendement et/ou la sélectivité sont meilleurs? est-ce le fait de "fixer" les réactifs qui fait que les molécules réagissent mieux qu'en phase gaz?

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteac45697a]

à part la pression, il y a aussi la vitesse de rotation de l'agitateur, la température.

le catalyseur sert à diminuer l'énergie d'activation, sans lui la réaction serait nettement plus lente (voire suivant le cas ne ce passerait pas). Pour le reste des questions, je pense qu'un cours ne te ferais pas de mal. Est-ce que tu as accès à une bibliothèque universitaire ou ça serait disponible?

[inviteb50e5414]

oui, j'ai accès à une bibliothèque universitaire. j'y ai déjà fait un tour mais sans grand succès.. auriez-vous des références à me conseiller?

[inviteac45697a]

je ne sais pas exactement ce que ça vaut mais:
"Chemical reaction engineering" par Octave Levenspiel, chez John wiley & sons,

"Concepts of modern Catalysis and Kinetics" par I. Chorkendorff, J.W. Niemantsverdriet, chez Wiley-VCH Verlag

"Catalysis: an integrated approach" par R.A. van Santen, p.w.n.m. van Leeuwen, J.A. Moulijn, B.A. Averill.
Studies in Surface science and catalyses 123, Elsevier 1999.

sinon jette un coup d'oeil sur technique ingénieur si tu as accès.

[inviteb50e5414]

bon, je vais voir si je les trouve...
merci en tous cas pour ton aide, Gramon.