Katalizátor vs enzim
Amikor egy vagy több reaktáns termékké alakul, különböző módosulásokon és energiaváltozásokon eshetnek át. A reagensekben lévő kémiai kötések megszakadnak, és új kötések jönnek létre, amelyek olyan termékeket hoznak létre, amelyek teljesen különböznek a reaktánsoktól. Az ilyen kémiai módosításokat kémiai reakcióknak nevezik. A molekulát aktiválni kell, mielőtt reakcióba léphet. A molekulák általában nem sok energiával rendelkeznek, csak néha vannak olyan molekulák, amelyek energiaállapotban vannak, hogy reakcióba menjenek. Ahol két reagens van, ahhoz, hogy a reakció megtörténjen, a reagenseknek ütközniük kell egymással a megfelelő orientációban. Bár a reagensek csak találkoznak egymással, a legtöbb találkozás nem vezet reakcióhoz. Ezek a megfigyelések azt az ötletet adták, hogy a reakciók energiagátja van.
Mi az a katalizátor?
A katalizátor csökkenti a reakció energiagátját, ezáltal a reakció bármelyik irányba gyorsabban megy végbe. A katalizátorok olyan fajtákként határozhatók meg, amelyek növelik a reakció sebességét, de a reakció után változatlanok maradnak. Bár a katalizátor megváltoztathatja formáját a reakció során, a reakció végén visszavált az eredeti formájába. Bár a katalizátor növeli a reakció sebességét, nem befolyásolja az egyensúlyi helyzetet. Egy nem katalizált reakcióban az aktiválási energiagát magas a katalizált reakcióhoz képest. Egy reakció aktiválódása nagyobb lehet, ha az átmeneti állapot nagyon valószínűtlen konformációval rendelkezik. A katalizátorok csökkenthetik ezt az energiát azáltal, hogy megkötik a reaktáns molekulát az átmeneti állapothoz hasonló köztes állapotban. Ebben az esetben a kötés csökkenti a reakciót katalizáló energiát. Ezenkívül a katalizátor képes megkötni két reagáló molekulát és orientálni őket, hogy növelje a reakció esélyét. Így a katalizátor növeli a sebességet azáltal, hogy csökkenti a reakció entrópiáját. A katalízis heterogén katalízis és homogén katalízis kategóriába sorolható. Ha a katalizátor és a reagensek két fázisban vannak, akkor heterogén katalízisről beszélünk (pl. szilárd katalízis folyékony reagensekkel). És ha ugyanabban a fázisban vannak (szilárd, folyékony vagy gáz), akkor homogén katalízisről van szó. A katalizátorokat nagyrészt vegyipari laboratóriumokban és iparban használják a reakciók hatékonyságának növelésére. A legtöbb d blokk fém, például a Pt, Pd, Cu katalitikus aktivitásuk miatt gyakori.
Mi az az enzim?
Az enzimek esszenciális biológiai makromolekulák. Ezek fehérjemolekulák, amelyek néha más fémekhez, társenzimekhez vagy protetikus csoportokhoz kötődnek. Az enzimek a biológiai katalizátorok, amelyek nagyon enyhe körülmények között növelik a biológiai reakciók sebességét. Normális esetben az enzimek működéséhez nagyon speciális feltételekre van szükség. Például optimális hőmérsékleten, pH-n stb. működnek. Az enzimek fehérjék, így ha nagy hőhatásnak, sókoncentrációnak, mechanikai erőknek, szerves oldószereknek és tömény sav- vagy bázisoldatoknak vannak kitéve, hajlamosak denaturizálódni. Két olyan tulajdonság, amely nyilvánvalóan erős katalizátorrá teszi az enzimet:
– A szubsztrátkötés specifikussága.
– A katalitikus csoportok optimális elrendezése az enzim aktív helyén
Mi a különbség a katalizátor és az enzim között?
• Az enzimek biológiai katalizátorok, és köztudottan nagyon hatékonyak. Sebességnövekedést okoznak, ami nagyságrendekkel nagyobb, mint a legjobb kémiai katalizátoroké.
• A katalizátorok lehetnek szerves vagy szervetlenek, az enzimek pedig szerves katalizátorok.
• Az enzimek specifikusak a szubsztrátumokra. De más katalizátorok nem így vannak.
• Az aktív helyként ismert enzimnek csak egy kis része vesz részt a katalitikus folyamatban, ami megkülönbözteti őket a többi katalizátortól.
