Дефиниција катализе у хемији

Катализа се дефинише као повећање брзина хемијске реакције увођењем а катализатор. Катализатор је, пак, твар коју не конзумирају хемијска реакција, али делује на спуштању енергија активације. Другим речима, катализатор је и а реактант и производ хемијске реакције. Обично је потребна само веома мала количина катализатора да би се то урадило катализирати реакција.

СИ јединица за катализу је катал. Ово је изведена јединица која је молови у секунди. Када ензими катализирају реакцију, пожељна јединица је ензимска јединица. Ефикасност катализатора може се изразити коришћењем броја обртаја (ТОН) или фреквенције промета (ТОФ), који је ТОН по јединици времена.

Катализа је витални процес у хемијској индустрији. Процењује се да се 90% комерцијално произведених хемикалија синтетизује каталитичким поступком.

Понекад се термин "катализа" користи за означавање реакције у којој се супстанца конзумира (нпр. Хидролиза естера катализована базом). Према ИУПАЦ, ово је погрешна употреба термина. У овој ситуацији, супстанца додата у реакцију треба да се назове ан активатор а не катализатор.

Кључни кораци: шта је катализа?

Катализатор нуди другачије прелазно стање за хемијску реакцију, са нижом енергијом активације. Колизијом између молекула реактаната већа је вероватноћа да ће се постићи енергија потребна за стварање производа него без присуства катализатора. У неким случајевима, један ефекат катализе је спуштање температуре на којој ће се реакција процесирати.

Катализа не мења хемијску равнотежу јер утиче и на брзину реакције напред и обрнуто. Не мења константу равнотеже. Слично томе, теоретски принос реакције не утиче.

Као катализатори могу се користити широк спектар хемикалија. За хемијске реакције које укључују воду, као што су хидролиза а за дехидрацију се обично користе протонске киселине. Чврсти састојци који се користе као катализатори укључују зеолите, глиницу, графитни угљеник и наночестице. Прелазни метали (нпр. Никл) најчешће се користе за катализацију редокс реакција. Реакције органске синтезе могу се катализирати коришћењем племенитих метала или "касних прелазних метала", попут платине, злата, паладија, иридијума, рутенијума или родијума.

Две главне категорије катализатора су хетерогени катализатори и хомогени катализатори. Ензими или биокатализатори могу се посматрати као одвојена група или као припадници једној од две главне групе.

Хетерогени катализатори су они који постоје у различитој фази од реакције која се катализује. На пример, чврсти катализатори катализују реакцију у смеши течности и / или гасова су хетерогени катализатори. Површина је критична за функционисање ове врсте катализатора.

Хомогени катализатори постоје у истој фази као и реактанти у хемијској реакцији. Органометални катализатори су једна врста хомогеног катализатора.

Ензими су катализатори на бази протеина. Они су једна врста биокатализатор. Растворљиви ензими су хомогени катализатори, док су ензими везани за мембрану хетерогени катализатори. Биокатализа се користи за комерцијалну синтезу акриламида и високофруктозног кукурузног сирупа.

Прекатализатори су супстанце које се током хемијске реакције претварају у катализаторе. Може доћи до периода индукције док се прекатализатори активирају да постану катализатори.

Ко-катализатори и промотери су имена дата хемијским врстама које помажу каталитичку активност. Када се те материје користе, поступак се назива кооперативна катализа.

• ИУПАЦ (1997). Збирка хемијске терминологије (Друго издање) ("Златна књига"). дои:10.1351 / златна књига. Ц00876
• Кнозингер, Хелмут и Коцхлоефл, Карл (2002). "Хетерогена катализа и чврсти катализатори" у Уллманнова енциклопедија индустријске хемије. Вилеи-ВЦХ, Веинхеим. дои:10.1002 / 14356007.а05_313
• Лаидлер, К.Ј. и Меисер, Ј.Х. (1982). Физичка хемија. Бењамин / Цуммингс. ИСБН 0-618-12341-5.
• Масел, Рицхард И. (2001). Хемијска кинетика и катализа. Вилеи-Интерсциенце, Њујорк. ИСБН 0-471-24197-0.
• Маттхиесен Ј, Вендт С, Хансен ЈØ, Мадсен ГК, Лира Е, Галликер П, Вестергаард ЕК, Сцхауб Р, Лаегсгаард Е, Хаммер Б, Бесенбацхер Ф (2009). "Посматрање свих интермедијарних корака хемијске реакције на оксидној површини скенирањем тунелирајуће микроскопије." АЦС Нано. 3 (3): 517–26. дои:10.1021 / нн8008245