Katalüsaatoreid on mitut tüüpi, mis need on?

Igaüks, kes on keemiat õppinud, teab keemilist terminit katalüsaator. Katalüsaator on keemilistes katsetes tavaliselt kasutatav keemiline aine, mis võib muuta reagentide keemilise reaktsiooni kiirust ilma keemilist tasakaalu muutmata. Mis on katalüsaatorid?
Mis on katalüsaatorid?
Katalüsaatoreid on erinevat tüüpi, mida saab nende oleku järgi jagada vedelateks ja tahketeks katalüsaatoriteks; Vastavalt reaktsioonisüsteemi faasiolekule võib selle jagada homogeenseteks katalüsaatoriteks ja heterogeenseteks katalüsaatoriteks. Homogeensete katalüsaatorite hulka kuuluvad happe-, leelis-, lahustuvad siirdemetalliühendid ja peroksiidkatalüsaatorid.
Heterogeensete katalüsaatorite hulka kuuluvad tahked happekatalüsaatorid, orgaanilised aluskatalüsaatorid, metallkatalüsaatorid, metalloksiidkatalüsaatorid, komplekskatalüsaatorid, haruldaste muldmetallide katalüsaatorid, molekulaarsõelkatalüsaatorid, biokatalüsaatorid, nanokatalüsaatorid jne; Vastavalt reaktsiooni tüübile saab selle jagada katalüsaatoriteks, nagu polümerisatsioon, kondensatsioon, esterdamine, atsetaliseerimine, hüdrogeenimine, dehüdrogeenimine, oksüdatsioon, redutseerimine, alküülimine, isomerisatsioon jne; Vastavalt nende mõju suurusele võib need jagada ka põhikatalüsaatoriteks ja kaaskatalüsaatoriteks.
Homogeenne katalüüs
Reaktsiooni, mis toimub siis, kui katalüsaator ja reagent on samas faasis ja faasipiir puudub, nimetatakse homogeenseks katalüüsiks. Katalüsaator, mis suudab teostada homogeenset katalüüsi, on homogeenne katalüsaator.
Homogeensete katalüsaatorite hulka kuuluvad vedelad happed, leeliselised katalüsaatorid, tahked happed ja leeliselised katalüsaatorid nagu Secos, lahustuvad siirdemetallide ühendid (soolad ja kompleksid) jne. Homogeensed katalüsaatorid toimivad sõltumatult molekulide või ioonide toimel, ühtlaste aktiivtsentritega ning suure aktiivsuse ja selektiivsusega.
Heterogeenne katalüüs
Heterogeenseid katalüsaatoreid, tuntud ka kui heterogeensed katalüsaatorid, kasutatakse erinevate faaside reaktsioonides, kus nad on katalüüsitavatest reagentidest erinevas olekus. Näiteks margariini tootmisel saab küllastumata taimeõli ja gaasilist vesinikku tahke nikli (katalüsaatori) abil muuta küllastunud rasvadeks. Tahke nikkel on heterogeenne katalüsaator ja selle katalüüsitavad reagendid on vedelad (taimeõli) ja gaasilised (vesinik).
Lihtne heterogeenne katalüütiline reaktsioon hõlmab reagentide adsorptsiooni katalüsaatori pinnal, sidemete katkemist reagentides, mille tulemusel tekivad uued sidemed, aga ka ebastabiilset sidet toote ja katalüsaatori vahel, mis põhjustab toote eraldumise reaktsioonikoht ja muud protsessid. Nüüd on teada, et paljudel katalüsaatoritel on nende pindadel erinevad adsorptsiooni- ja reaktsioonistruktuurid.
Biokatalüüs
Ensüümid on biokatalüsaatorid, taimede, loomade ja mikroorganismide toodetud orgaanilised ühendid, millel on katalüütiline võime (enamik valke, kuid vähesel määral RNA-l on ka biokatalüütiline funktsioon), varem tuntud ensüümidena.
Ensüümide katalüütiline toime on samuti selektiivne. Näiteks tärklis. Ensüümid katalüüsivad tärklise hüdrolüüsi dekstriiniks ja maltoosiks, proteaasid aga valkude hüdrolüüsi peptiidideks. Elusorganismid kasutavad neid kehas toimuvate keemiliste reaktsioonide kiirendamiseks. Kui ensüüme poleks, kulgeksid paljud organismis toimuvad keemilised reaktsioonid aeglaselt ja neid oleks raske säilitada.
Temperatuuril ligikaudu 37 kraadi (inimese kehatemperatuur) on ensüümi tööseisund optimaalne. Kui temperatuur on kõrgem kui 50 kraadi või 60 kraadi, siis ensüüm hävib ja ei saa enam toimida. Seetõttu on bioloogilised pesuvahendid, mis kasutavad ensüüme rõivastel plekkide lagundamiseks, kõige tõhusamad, kui neid kasutatakse madalatel temperatuuridel.