Katalytische Produktivität

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Die katalytische Produktivität P (engl. Turnover Number, Abk. TON) ist eine dimensionslose Größe in der Katalyse. Sie gibt an, wie viel Produkt unter bestimmten Reaktionsbedingungen pro Menge Katalysator entstehen.

In der metallorganischen homogenen Katalyse wird die katalytische Produktivität meist auf molekularer Basis angegeben als Mol des Substrats, dass ein Mol des Katalysators konvertieren kann, bevor dieser irreversibel inaktiv wird.

P = \frac{n_\text{Produkt}}{n_\text{Katalysator}}

Bei Polymerisationen wie der Ziegler-Natta-Polymerisation wird die Einheit

P =\frac{ g_\text{Produkt}}{g_\text{Katalysator}}

verwendet. Die katalytische Produktivität kann bei Polymerisationen durch Bestimmung der Katalysatorkonzentration im Endprodukt mittels analytischer Methoden wie der Röntgenfluoreszenzspektroskopie oder elementaranalytisch bestimmt werden. Dabei wurden bei metallocen-katalysierten Olefin-Polymerisationen eine katalytische Produktivität von 60.000.000 gPE/gMetall nachgewiesen.[1]

In der heterogenen Katalyse wird das Volumen der umgesetzten Edukte pro Schüttvolumen des Katalysators als Bezugsgröße gewählt. Andere Bezugsgrößen sind die BET-Oberfläche, die Anzahl der katalytisch aktiven Sites, etwa durch Chemisorption/Desorption von Wasserstoff oder Kohlenstoffmonoxid für Metallkatalysatoren bestimmt oder von Ammoniak für saure Sites.[2]

In der Enzymkatalyse wird die Turnover Number abweichend als Umsatz pro katalytisch aktiven Zentrum pro Zeiteinheit definiert, der in der Katalyse ansonsten als Wechselzahl, Turnover Rate oder Turnover Frequency definiert ist.[3]

Literatur[Bearbeiten]

  • D. Steinborn: Grundlagen der metallorganischen Komplexkatalyse, 346 Seiten, Verlag Teubner B.G. GmbH (2007), ISBN 3-8351-0088-2

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Bernd Peifer, M. Bruce Welch, Helmut G. Alt: Synthese und Charakterisierung von C1- und C2-verbrückten Bis(fluorenyl)komplexen des Zirconiums und Hafniums und deren Anwendung bei der katalytischen Olefinpolymerisation. In: Journal of Organometallic Chemistry. 544, 1997, S. 115–119, doi:10.1016/S0022-328X(97)00338-0.
  2. M. Boudart: Turnover Rates in Heterogeneous Catalysis. In: Chemical Reviews. 95, 1995, S. 661–666, doi:10.1021/cr00035a009.
  3.  Eintrag: turnover frequency. In: IUPAC Compendium of Chemical Terminology (the “Gold Book”). doi:10.1351/goldbook.T06534.

Weblinks[Bearbeiten]