Erinevus lehekülje "Katalüüs" redaktsioonide vahel

Lisatud 144 baiti ,  8 aasta eest
resümee puudub
'''Katalüüs''' on [[keemiline reaktsioon|keemilise reaktsiooni]] kiiruse muutus tänu spetsiifilise lisandi, mida nimetatakse [[katalüsaator]], reaktsioonis osalemisele. Erinevalt [[reagent]]idest katalüsaator reaktsioonitsükli jooksul taastub (regenereerub).
 
Katalüsaatori osalusel toimuvat reaktsiooni nimetatakse '''katalüütiliseks reaktsiooniks'''. Tavaliselt katalüsaator osaleb reaktsiooni kõige [[reaktsiooni staadium|aeglasemas staadiumis]] ja mõjutab seetõttu keemilise protsessi kiirust. Seejuures katalüsaatori mõju sõltub katalüsaatori [[keemiline aktiivsus|aktiivsusest]] ja kogusest; harilikult piisab juba väga väikesest kogusest. Tahke katalüsaatori korral võivad reaktsiooni kiirust määravateks osutuda reagentide ja produktide [[difusioon]]iprotsessid.
 
==Katalüüsi olemusest==
Katalüütilise reaktsiooni olemuse määrab katalüsaatori osavõtt mingist [[reaktsiooni staadiumistaadium]]i(te)st ja selle regenereerumine. Näide tüüpilisest katalüütilisest reaktsioonist, milles reagentide[[reagent]]ide (X ja Y) liitumisel moodustub produkt (Z) katalüsaatori (Kat) juuresolekul.
:1. X + Kat → XKat
:2. Y + XKat → XYKat
:3. XYKat → ZKat
:4. ZKat → Z + Kat
Kõrvaloleval joonisel on skemaatiline [[energia]] muutus reaktsiooni käigus piki [[reaktsioonikoordinaat]]i. Summaarne reaktsiooni tulemus – produkt ja soojusefekt on sama, mis katalüsaatori puudumisel, kuid katalüsaatori osalusel staadiumide ja [[intermediaat|intermediaatide]] arv suureneb, kusjuures [[aktivatsioonienergia]] on madalam ning seetõttu [[keemiline kineetika|produkti moodustumise kiirus]] suurem.
:X + Y → Z
 
==Katalüüsiga seotud mõisteid==
*[[Katalüsaator]] on keemilise reaktsiooni kiirust mõjutav aine. Ensüümid[[Ensüüm]]id on bioloogilised katalüsaatorid.
*Katalüsaatorid, mis suurendavad reaktsiooni kiirust, nimetatakse ''positiivseteks katalüsaatoriteks''. Sel juhul katalüütilise reaktsiooni [[kiirust limiteeriv staadium|kiirust limiteeriva staadiumi]] aktiveerimisenergia on madalam võrreldes mittekatalüütilise reaktsiooniga..
*Ained, mis suurendavad katalüsaatori aktiivsust, nimetatakse [[promootor]]iteks.
*Aineid, mis vähendavad reaktsiooni kiirust või takistavad selle toimumist, nimetatakse reaktsiooni [[inhibiitor]]iteks.
*Ehkki katalüsaatorid reaktsiooni tsüklis regenereeruvad, võib nende efektiivsus protsessi käigus väheneda mitmete sekundaarsete toimete tõttu (deaktiveerumine, lagunemine, süsteemist väljumine jm). Aineid, mis deaktiveerivad katalüsaatori pöördumatult, nimetatakse [[katalüsaatorimürkideks]].
*[[heterogeenne katalüüs|Heterogeense katalüüsi]] korral on katalüsaator erinevas faasis võrreldes reagentidega. Siin faas tähendab agregaatolekut[[agregaatolek]]ut, aga ka mittesegunevaid vedelikke nagu õli ja vesi.Gaasiliste või lahuses olevate reagentidega kasutatakse tihti tahkeid katalüsaatoreid. Tahke katalüsaatori aktiivsus on määratud pinna-aatomite poolt.
*''Katalüsaatori kandja'' on tahke suure [[eripind|eripinnaga]] materjal, millele on fikseeritud katalüsaator. Enimkasutatavad on [[aktiivsüsi]], [[alumiiniumoksiid]], [[silikageel]].
*[[homogeenne katalüüs|Homogeense katalüüsi]] korral on katalüsaator reagentidega samas faasis, tavaliselt lahustatuna samas [[solvent|solvendis]].
*[[Hape-aluskatalüüs]]i (happelis-aluselise katalüüsi) korral on tegemist hapekatalüüsiga (katalüsaatoriks on [[hape]], tihti [[prooton|H<sup>+</sup>]]) või aluskatalüüsiga (katalüsaatoriks on [[alus]], tihti [[hüdroksiidioon|OH<sup>-</sup>)]].
*[[Redutseeriv-oksüdeeriv katalüüs|Redutseeriv-oksüdeeriva katalüüsi]] korral on katalüsaatoriteks [[metallid]], nende [[oksiidid]] või [[sulfiidid]].
*[[Organokatalüüs]]i korral kasutatakse reaktsiooni kiiruse suurendamiseks teatud orgaanilisi ühendeid, mis sisaldavad [[heteroaatom]]eid, kuid ei sisalda metallide aatomeid. Seejuures tihti tuleb kasutada suhteliselt suurt katalüsaatori kogust.
*[[Autokatalüüs]] on keemilise reaktsiooni kiirenemine ühe reaktsiooniprodukti kui katalüsaatori toimel.
*[[Biokatalüüs]] ehk ensüümkatalüüs on spetsiaalsete [[proteiinid]]e – [[ensüüm]]ide (fermentide) kasutamine keemilises reaktsioonis. Ensüümid toimivad vaid mõõdukatel temperatuuridel. Ensüümid on ka [[käärimine|kääritamisprotsessides]] ja elavates rakkudes[[rakk]]udes toimuvate keemiliste protsesside katalüsaatorid.
*[[Initsieerimisreaktsioon|Initsiaator]] erineb põhimõtteliselt katalüsaatorist. Initsiaatorid algatavad [[radikaalreaktsioon]]e, kusjuures initsiaator reaktsiooni käigus kasutatakse ära.