Was ist ein Katalysator?
Katalysatoren sind chemische Substanzen, die eine Reaktion beschleunigen, aber nicht Bestandteil der Reaktionsprodukte sind. Dabei bleibt die Menge des Katalysators im Gegensatz zu den Edukten unverändert. Um die Reaktion zu beschleunigen, reagiert der Katalysator mit dem Ausgangsmaterial, das resultierende Zwischenprodukt zerfällt nach einer Reihe von Änderungen in ein Produkt und einen Katalysator. Es gibt zwei Arten von Katalysatoren:
- homogen (griechisch „homogenesis” – „homogen”)
- heterogen (griechisch "heterogenesis" – "heterogen").
Ein Katalysator vom homogenen Typ kann sich nur in einer Phase mit den Reaktanten befinden, ein heterogener Katalysator erzeugt eine separate Phase, die durch eine Grenzfläche von der Phase getrennt ist, in der sich die Reaktanten befinden. Homogene Katalysatoren schließen Basen und Säuren ein. Zu den heterogenen Katalysatoren gehören Metalle, ihre Sulfide und Oxide. Heterogene Katalysatoren zeichnen sich dadurch aus, dass sie eine ausreichend entwickelte Oberfläche aufweisen und daher auf einem inerten Träger verteilt sein müssen.
Andere Arten von Katalysatoren umfassen Oxidations-Reduktions-Katalysatoren, sie sind durch das Vorhandensein des sogenannten Übergangsmetalls oder seiner Verbindung gekennzeichnet, zum Beispiel Co + 3, V2O5 + MoO3. Bei dieser Katalysereaktion ändert sich der Oxidationszustand des Übergangsmetalls.
Sind Inhibitoren Katalysatoren?
Auch unter Wissenschaftlern gibt es endlose Streitigkeiten darüber, ob die sogenannten Inhibitoren als Katalysatoren anerkannt werden sollen. Mit ihrer Beteiligung nimmt die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion ab, was Anlass gab, Inhibitoren als negative Katalysatoren zu bezeichnen oder umgekehrt zu wirken. Diejenigen, die die Anerkennung von Inhibitoren als Katalysatoren fordern, berufen sich darauf, dass sie auch die Geschwindigkeit einer Reaktion beeinflussen. Und ihre Gegner sehen die Tatsache, dass Inhibitoren normalerweise während einer chemischen Reaktion verbraucht werden, als Argument für sie an. Und die Tatsache, dass es in der Natur keine negative Katalyse und damit auch keinen negativen Katalysator gibt.
Enzyme sind lebende Katalysatoren
Katalysereaktionen finden auch in lebenden Organismen statt. Die Rolle des Katalysators übernehmen in diesem Fall Enzyme. Ohne sie ist ein lebender Organismus einfach nicht lebensfähig. Sie helfen bei der Verdauung von Nahrung, reinigen das Blut und führen die Proteinsynthese durch. Und es waren Enzyme, die Wissenschaftlern halfen, katalytische Reaktionen zu entdecken.
Das Konzept des "Synergismus"
Synergie – kommt aus dem Griechischen. "Synergie" – was "Zusammenarbeit", "Unterstützung" bedeutet. Dies geschieht, wenn zwei Arten von Katalysatoren gemischt werden, die auf dieselbe Substanz einwirken. Gleichzeitig übertrifft die Beschleunigung der Reaktion das geplante Ergebnis bei weitem. Grob gesagt ist eins + eins nicht immer gleich zwei.