In termini di produzione almeno 3/4 dell’industria chimica utilizzano catalizzatori. Esiste però una prevalenza di catalizzatori eterogenei. In teoria l’impiego dei catalizzatori omogenei ha molti vantaggi rispetto alla catalisi eterogenea: il catalizzatore omogeneo si trova infatti nella stessa fase della miscela di reazione, di solito, quella liquida. In sostanza, il catalizzatore è il soluto di una soluzione, dunque la dispersione è massima. Ciò accade anche per i catalizzatori eterogenei, per esempio, l’attività dell’oro finemente disperso è grandissima. Tuttavia non raggiunge mai la dispersione e l’attività del catalizzatore omogeneo perchè si tratta sempre di agglomerati di particelle. Inoltre la disattivazione del catalizzatore omogeneo è meno marcata di quella eterogenea, perché ogni singolo sito è distinto dagli altri. In termini di selettività, i siti attivi del catalizzatore omogeneo sono tutti uguali, mentre nel catalizzatore eterogeneo la dispersione su una superficie crea delle diseguaglianze e quindi la selettività non può essere sempre la stessa e ottimale. In catalisi omogenea il catalizzatore può avere molti gradi di libertà (numero di coordinazione) quindi si può formulare in modo tale da massimizzare la selettività e in generale di migliorare il catalizzatore. Di solito la miscela reagente è in fase gassosa, dunque bisogna mandarlo in soluzione. Ciò crea delle disomogeneità dovute alle differenti concentrazioni. Poi, una volta in soluzione, i reagenti devono trovare i siti attivi. Le reazioni che avvengono in fase omogenea sono di solito di ossidazione e dunque esotermiche. La fase liquida permette di smaltire meglio questo Delta T. Per evitare che il sistema liquido si rovini si può agire sulla P: si deve evitare che si rompano gli stati di coordinazione nel sistema metallorganico e ciò avviene anche a T non molto alte. Un altro svantaggio del catalizzatore omogeneo è l’alto costo. L’alto costo, e non solo, richiedono la separazione del catalizzatore; tale separazione deve essere molto spinta e ciò aumenta ulteriormente i costi. Il compromesso tra catalisi omogenea ed eterogenea è disperdere il catalizzatore omogeneo su una superficie eterogenea. Così facendo il sito è così disperso che può essere considerato omogeneo. Dire che un catalizzatore è omogeneo significa che tutti i siti sono uguali e dunque omogenei. L’eterogenizzazione del catalizzatore omogeneo rende più stabile il catalizzatore. Non c’è bisogno di separarlo dalla miscela di reazione, ha alta selettività, alta attività,ecc. Tuttavia l’eterogenizzazione non ha trovato applicazioni. Le proprietà dei catalizzatori omogenei sono tipicamente acide; questo dà problema dal punto di vista dei materiali. Un tempo bisognava utilizzare metalli preziosi come l0oro (totalmente inerte); oggi si utilizzano leghe metalliche molto più economiche. Dunque anche la corrosività di questi catalizzatori rappresenta un altro incremento di costi. Dal punto di vista delle conoscenze, per un sito omogeneo si può fare un’accurata descrizione perché è nota la struttura; ciò non è possibile per un catalizzatore eterogeneo.

Dunque per la catalisi omogenea il miglioramento del catalizzatore non si fa per tentativi ma seguendo una ben determinata direzione (si può facilmente descrivere il meccanismo di reazione). Il primo processo che ha impiegato un catalizzatore omogeneo è stato messo a punto nel 1960: il processo Wacker, questo serve per produrre acetaldeide per ossidazione dell’etilene in presenza di cloruro di palladio. Questa reazione portava però alla riduzione del palladio che andava riossidato (vedi foglio 1)

Dunque, bisognava in ossidare il rame II (vedi foglio 2).

Questa reazione chiude il ciclo rigenerando il catalizzatore. Il sistema è fortemente esotermico dunque il controllo della T era molto difficile.