Katalüsaator

Allikas: Vikipeedia

Katalüsaator on keemiline aine (nii orgaaniline, kui anorgaaniline), mis muudab reaktsiooni kiirust, muutmata reaktsioonide termodünaamikat, ja vabaneb pärast reaktsiooni lõppu esialgsel kujul. Katalüsaatori toimel võivad reaktsioonid nii kiireneda, aeglustuda aga ka katkeda.[1]

Termini kujunemine[muuda | redigeeri lähteteksti]

Termin tuleneb kreekakeelsest sõnast κατάλυσις, katálysis ladinakeelse lõpuga.

  • 1835-ndal aastal võttis rootsi keemik Jöns Jakob Berzelius kasutusele termini katalüsaator. Nimelt uuris ta keemilisi aineid ja ka katalüütilisi protsesse ning aineid mis osalesid katalüüsis muutumatul kujul ja ta nimetas need ained katalüsaatoriteks.[2]
  • 1895-ndal aastal õnnestus Wilhelm Ostwaldil defineerida ka tänapäeval kasututav katalüsaatorite mõiste. Oma töö eest katalüüsi, keemilise tasakaalu ja reaktsioonikineetika vallas pälvis ta aastal 1909 Nobeli keemiaauhinna.[3]

Rakendused[muuda | redigeeri lähteteksti]

Enamasti peetakse katalüsaatori all silmas reaktsiooni kiirendavat ainet, kuid leidub ka katalüsaatoreid, mille toime on vastupidine – reaktsiooni aeglustav. Neid nimetatakse inhibiitoriteks.

Katalüsaator on homogeenne, kui ta on lähteainetega samas faasis (näiteks Br- vees), ja heterogeenne, kui on nendest erinevas faasis (näiteks metalne Pt).[4]

Biokatalüsaatorid[muuda | redigeeri lähteteksti]

Next.svg Pikemalt artiklis Ensüüm

Biokatalüsaatorid, mis kuuluvad orgaaniliste katalüsaatorite rühma, on ensüümid aga ka mitmed looduses toimuvad protsessid ja nende allikad. [5]Elusrakud sisaldavad eriliste omadustega suuri molekule ehk bioloogilisi katalüsaatoreid (paljud valgud), mida nimetatakse ensüümideks. Ensüümide reaktsioonid toimuvad aktiivtsentrites. Kui "võõrad" ainemolekulid satuvad ensüümide aktiivtsentrisse ja seonduvad sellega, siis lakkavad elusrakkudes ensüümaatilised reaktsioonid ning rakk "mürgitub" ehk hävib.[6]

Katalüsaatorid ja keskkond[muuda | redigeeri lähteteksti]

Inimtekkelised kemikaalid nagu NO ja NO2 jpt, katalüüsivad osooni lagunemist. Peter Atkins ja Loretta Jones, on raamatu Keemia alused. Teekond teadmiste juurde, 4.väljaande, 694-ndal leheküljel kirjutanud nii :

Juba väikesed kogused klorofluorosüsinikke (teatavad feroonid) põhjustavad seetõttu atmosfääris osoonikihi ulatusliku lagunemise: klorofluorosüsinikud lagunevad radikaalideks, mis katalüüsivad osooni lagunemist.

Katalüsaatorimürgid[muuda | redigeeri lähteteksti]

Aktiivsuse kaotanud katalüsaatoreid nimetatakse mürgitunud katalüsaatoriteks.[7] Katalüsaatorite reaktsioonide katkemist põhjustavad mitmed raskemetallid (plii), seetõttu soovitatakse katalüüsmuunduriga autodes, kasutada pliivaba märgistusega kütust.[8]

Polümerisatsiooni initsiaator vs katalüsaator[muuda | redigeeri lähteteksti]

Aineid, mis monomeeri keskkonnas moodustavad aktiivseid osakesi ja alustavad ahela kasvu reaktsiooni, nimetatakse initsiaatoriteks või katalüsaatoriteks.

Radikaalpolümerisatsiooni initsiaatoriteks on ained, mis kergesti moodustavad vabu radikaale. Iga moodustunud radikaal võib ühineda monomeeri molekuliga ja alustada üht reaktsiooniahelat, see on üht polümeerset molekuli. Seejuures initsiaatoriks olnud osake jääb seotuks ahela „algusega” ja ei osale järgnevates reaktsioonietappides. Initsiaator reaktsiooni käigus kasutatakse ära pöördumatult, kuid selle asemele tekib uus radikaal.

Ioonpolümerisatsiooni katalüsaatoriteks on ained, mis reaktsiooni keskkonnas moodustavad ioonipaare või oluliselt polariseeritud komplekse, mis alustavad polümerisatsiooniahelat. Need ioonipaarid või polaarsed molekulid (erinevalt vabadest radikaalidest) osalevad igas järgnevas ahela kasvu etapis, s.t. elementaarreaktsioonis järgmise monomeeri molekuliga. Katalüsaatorit protsessi käigus ära ei kasutata ja see regenereerub.

Vaata ka[muuda | redigeeri lähteteksti]

Viited[muuda | redigeeri lähteteksti]

  1. Eesti Nõukogude Entsüklopeedia, 1971
  2. www.nobelprize.org
  3. www.nobelprize.org
  4. Atkins et al,lk 692, 2012
  5. Brockhaus, lk 347, 1957
  6. Atkins et al,lk 696, 2012
  7. Eesti Nõukogude Entsüklopeedia, 1971
  8. Atkins et al,lk 693, 2012

Kasutatud publikatsioonid ja veebiversioonid[muuda | redigeeri lähteteksti]

Lisalugemist[muuda | redigeeri lähteteksti]