Katalizatori
Katalizatori është lënda e cila përdoret për ta përshpejtuar, për të ngadalësuar ose dhe për të ndryshuar rrjedhën e një reaksioni kimik, por që vetë nuk pëson asnjë ndryshim.
Ne qofte se katalizatori eshte ne gjendje agregate te njejte me reaktantet dhe produktet e reaksionit kemi te bejme me katalize homogjene Ne qofte se katalizatori eshte ne gjendje agregate tjeter ne krahasim me reaktantet dhe produktet e reaksionit kemi te bejme me katalize heterogjene. cfare jane enzimat? Enzimat jane proteina qe prodhohen nga qelizat dhe veprojne si katalizatore biologjike.Enzimat gjenden ne cdo gjallese.Trupi yne permban me mijera lloje enzimash.Per shembull:enzima katalizatore rrit shpejtesine e shperberjes se peroksidit te oksigjenit ne qeliza perpara se ai te na demtoje.Amilaza qe gjendet ne peshtyme,shpejton shperberjen e niseshtese ne ushqimin tone.Pa enzimat,ne temperature e trupit,shumica e reaksionit ne qeliza,do te ishin shume te ngadalta dhe ne do te vdisnim.Enzimat ndikojne qe keto reaksione te zhvillohen shpejt ne temperature te ulet. Si veprojne katalizatoret? Qe te ndodhe nje reaksion,grimcat e reaktanteve duhet te kene mjaftueshem energji per tu perplasur dhe per te prishur lidhjet e vjetra.
Në prani të një katalizatori, nevojitet më pak energji falas për të arritur në gjendjen e tranzicionit, por energjia totale e lirë nga reaguesit në produkte nuk ndryshon. [1] Një katalizator mund të marrë pjesë në transformime të shumta kimike. Efekti i një katalizatori mund të ndryshojë për shkak të pranisë së substancave të tjera të njohura si frenues ose helme (të cilat reduktojnë aktivitetin katalitik) ose nxitësit (të cilat rrisin aktivitetin dhe gjithashtu ndikojnë në temperaturën e reaksionit). Reaksionet e katalizuara kanë një energji të ulët të aktivizimit (energjia e lirë e limitimit të normës së aktivizimit) sesa reagimi korrespondues i pakatalizuar, duke rezultuar në një shkallë më të lartë reaksioni në të njëjtën temperaturë dhe për të njëjtat përqëndrime reaktive. Megjithatë, mekanika e detajuar e katalizës është komplekse. Katalizatorët mund të lidhen me reagentët për të polarizuar lidhjet, p.sh. katalizatorët acid për reaksionet e komponimeve karbonil, ose formojnë ndërmjetës të specifikuar që nuk prodhohen në mënyrë të natyrshme, të tilla si esteret e osmatit në dihidroksilimin e alkeneve të katalizuara nga osmium tetroksid, ose shkaktojnë shkëputjen e reagentëve në forma reaktive, siç është hidrogjeni i kemisorbuar në hidrogjenizimin katalitik.Kinetikisht, reagimet katalitike janë reaksione tipike kimike; dmth shkalla e reagimit varet nga frekuenca e kontaktit të reagentëve në hapin e përcaktimit të normës. Zakonisht, katalizatori merr pjesë në këtë hap më të ngadalshëm dhe normat janë të kufizuara nga sasia e katalizatorit dhe "aktiviteti" i tij. Në katalizator heterogjen, përhapja e reagentëve në sipërfaqe dhe përhapja e produkteve nga sipërfaqja mund të përcaktojë normën. Një katalizator me bazë nanomateriale është një shembull i një katalizatori heterogjen. Ngjarjet analoge që lidhen me lidhjen e substratit dhe shkëputjen e produktit aplikohen ndaj katalizatorëve homogjenë. Prodhimi i kimikateve më të rëndësishme industrialisht përfshin katalizatorin. Në mënyrë të ngjashme, proceset më të rëndësishme biokimike janë katalizuar. Hulumtimet në katalizat janë një fushë kryesore në shkencën e aplikuar dhe përfshijnë shumë fusha të kimisë, sidomos kimia organometale dhe shkenca e materialeve. Kataliza është e rëndësishme për shumë aspekte të shkencës së mjedisit, p.sh. konvertimi katalitik në automobila dhe dinamika e vrimës së ozonit. Reaksionet katalitike janë të preferuara në kimi të gjelbër ekologjikisht miqësore për shkak të sasisë së reduktuar të mbetjeve të gjeneruara, [4] në krahasim me reaksionet stoikiometrike në të cilat janë konsumuar të gjithë reagentët dhe janë formuar më shumë produkte anësore. Shumë metale të tranzicionit dhe komplekse të metalit të tranzicionit përdoren gjithashtu në katalizator. Katalizatorët që quhen enzima janë të rëndësishme në biologji.
Një katalizator punon duke siguruar një rrugë alternative reagimi ndaj produktit të reagimit. Shkalla e reaksionit rritet pasi kjo rrugë alternative ka një energji të ulët të aktivizimit sesa rruga e reagimit e cila nuk ndërmjetësohet nga katalizatori. Shpërndarja e peroksidit të hidrogjenit krijon ujë dhe oksigjen, siç tregohet më poshtë.
2 H2O2 → 2 H2O + O2 Ky reagim është i preferuar në kuptimin që produktet e reaksionit janë më të qëndrueshme se materiali fillestar, edhe pse reaksioni i pakatalizuar është i ngadalshëm. Në fakt, dekompozimi i peroksidit të hidrogjenit është kaq i ngadalshëm sa që zgjidhjet e peroksidit të hidrogjenit janë në dispozicion komercialisht. Ky reagim ndikohet fuqishëm nga katalizatorët siç janë dioksidi i manganit ose peroksidaza enzimë në organizma. Me shtimin e një sasi të vogël të dioksidit të manganit, peroksidi i hidrogjenit reagon me shpejtësi. Ky efekt shihet lehtësisht nga pezmatimi i oksigjenit. [5] Dioksidi i manganit nuk konsumohet në reaksion, dhe kështu mund të rikthehet i pandryshuar, dhe të ripërdoret për një kohë të pacaktuar. Prandaj, dioksidi i manganit katalizon këtë reagim. [6]
Parimet e përgjithshme njësitë Aktiviteti katalitik zakonisht tregohet me simbolin z [7] dhe matet në mol / s, një njësi që quhet katal dhe përcaktohet njësia SI për aktivitetin katalitik që nga viti 1999. Aktiviteti katalitik nuk është një lloj shkalle reagimi, por një pronë e katalizator në kushte të caktuara, në lidhje me një reaksion kimik të veçantë. Veprimtaria katalitike e një katalizatori (Symbol 1 kat = 1 mol / s) i një katalizatori do të thotë një mol i atij katalizatori (substanca, në Mol) do të katalizojë 1 mol të reagentit në produkt në një sekondë. Një katalizator mund dhe zakonisht do të ketë aktivitet të ndryshëm katalitik për reagime të ndryshme. Shihni katal për një shembull.
Ekzistojnë njësi SI të mëtejshme që lidhen me aktivitetin katalitik, shih referencën e mësipërme për detaje.