Hydrierungen: Hinter den Kulissen der Chemie – Detre Teschner hat mit seinen Kollegen des Fritz-Haber-Instituts der Max-Planck-Gesellschaft (FHI) herausgefunden, dass das Ergebnis einer Reaktion, die auf der Oberfläche eines Katalysators abläuft, auch von den Vorgängen unter der Oberfläche abhängt.

Festgestellt haben sie das bei einer Hydrierung an einer Palladiumoberfläche. Reaktionen dieser Art spielen in der chemischen Industrie eine große Rolle, etwa um pflanzliche Öle zu veredeln.

Bei der Hydrierung, die die Berliner Wissenschaftler untersucht haben, heften sich zwei oder vier Wasserstoffatome an Pentin, je nachdem, ob viel oder wenig Wasserstoff in die Reaktion geschickt wurde.

Es konnte beobachtet werden, dass sich unter der Oberfläche des Katalysators eine Palladium-Kohlenstoff-Schicht bildet, wenn nur wenig Wasserstoff an der Reaktion teilnimmt (s. Abb.).

Diese wirkt wie eine Barriere und verhindert, dass das Metall Wasserstoff aufnimmt. An der Reaktion kann also auch kein reaktiver Wasserstoff aus dem Inneren des Metalls teilnehmen.

Die Erkenntnisse könnten künftig helfen, Katalysatoren für industrielle Prozesse so Maß zu schneidern, dass diese sich leichter steuern lassen.

Mit viel H2 entsteht Pentan (rechts). Mit weniger H2 bildet sich die Schicht aus Pd und C (blau) unter der Katalysator-Oberfläche, die eine weitere Reaktion verhindert. Es entsteht Penten (links). Quelle: Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft