Lorsque le catalyseur et les réactifs
sont tous gazeux ou tous en solution (dans l'eau ou dans un autre solvant),
on parle de catalyse
homogène. Le catalyseur et les réactifs sont donc dans
la même phase.
En catalyse homogène, l’efficacité d’un catalyseur
est d’autant plus grande que sa concentration en solution est
élevée. Cependant, une fois la concentration limite de
catalyseur atteinte, l'efficacité de celui-ci n'évolue
plus.
Beaucoup de réactions de chimie
organique utilisent la catalyse
homogène. La réaction d’hydroformylation des alcènes
permet, par exemple, la préparation d’aldéhydes
(R—CO—H) linéaires et ramifiés.
Pour réaliser cette réaction, un mélange d’alcène,
de monoxyde de carbone CO et de dihydrogène H2
est porté à une température comprise entre 120
et 170°C, sous une pression de 150 bar, en présence d’un
catalyseur au cobalt : Co2(CO)8.
Le catalyseur et les réactifs sont tous gazeux, la catalyse est
donc bien homogène.
Si l’alcène choisi est le propène H3C—CH=CH2,
on peut préparer du butanal (aldéhyde linéaire)
ainsi que du 2-méthylpropanal (aldéhyde ramifié).
Cependant, le produit majoritairement obtenu est le butanal H3C—CH2—CH2—CO—H.
La réaction prépondérante est donc la suivante
:
H3C—CH=CH2
+ H2
+ CO = H3C—CH2—CH2—CO—H
En effet, le catalyseur au cobalt est suffisamment sélectif pour
que la production du produit secondaire ramifié soit relativement
faible.
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