Che ruolo svolgono i catalizzatori nelle reazioni chimiche?

Catalizzatori di aiuto reazioni chimiche modificando il loro meccanismo in modo che abbassa la barriera di energia di attivazione. Questa barriera è la quantità di energia che deve essere fornito per la reazione di prendere posto. Anche se è possibile prendere l'approccio opposto e fornire più energia (ad esempio, come calore), questo potrebbe non essere desiderabile a causa dei costi, il pericolo di riscaldamento i reagenti e il fatto che aumentando la temperatura può portare a prodotti indesiderabili. Per tutti questi motivi, i catalizzatori sono ampiamente usati nelle industrie chimiche, quali la raffinazione del petrolio.

Tipi di catalizzatori

Catalizzatori sono classificati come omogenei ed eterogenei. Un catalizzatore omogeneo è uno che è presente nella stessa fase come reagenti..--ad esempio, gas..--mentre un catalizzatore eterogeneo è presente in una fase diversa. Ad esempio, i clorofluorocarburi (CFC) che catalizzano la distruzione dell'ozono fanno come catalizzatori omogenei perché sono gas. In Antartide, microcristalli di ghiaccio solido fungono da catalizzatori eterogenei, un fenomeno non prevalente nell'Artico. Questo è il motivo perché il buco dell'ozono è molto più grande dell'emisfero meridionale. Nel caso di catalizzatori eterogenei, i reagenti devono essere trasferiti da una fase a altra, o la reazione non si verificherà. Questo passaggio supplementare aggiunge complessità al meccanismo, e per questo chimici motivo sanno meno queste reazioni rispetto a quelle che coinvolgono catalizzatori omogenei. Ciò che è noto è che le reazioni procedono in quattro passaggi: (1) i reagenti si legano al catalizzatore, (2) si muovono lungo di essa fino a quando non sono vicino a vicenda, (3) reagiscono per formare il prodotto o i prodotti e (4) il prodotto o i prodotti vengono rilasciati dal catalizzatore.

Catalizzatori biologici

Gli organismi viventi si basano sulle reazioni chimiche per virtualmente ogni processo, di ottenere energia dal cibo a lo utilizzano per crescere o riprodurre. A temperatura ambiente o corporea, molte di queste reazioni sono troppo lenti per essere compatibile con la vita e deve essere accelerati. Questo obiettivo viene raggiunto utilizzando catalizzatori biologici, noti come enzimi. Anche se ci sono molti tipi di enzimi, e ognuno catalizza una reazione chimica specifica, la maggior parte seguono un meccanismo generale che ha diverse fasi. In primo luogo, l'enzima si associa a un reagente (o substrato), e questo provoca un cambiamento nella sua forma. Questa modifica interessa il substrato, rendendolo più suscettibile a interagire con un altro reagente per formare il prodotto. Come regola, il prodotto non si lega all'enzima e così viene rilasciato. Quando l'enzima è libero, riprende la sua forma originale, e può riprendere il processo.