Կատալիզատոր ընդդեմ ֆերմենտի
Երբ մեկ կամ մի քանի ռեակտիվներ վերածվում են արտադրանքի, դրանք կարող են ենթարկվել տարբեր փոփոխությունների և էներգիայի փոփոխությունների: Քիմիական կապերը ռեակտիվների մեջ կոտրվում են, և նոր կապեր են ձևավորվում՝ արտադրելու արտադրանքներ, որոնք բոլորովին տարբերվում են ռեակտիվներից: Այս տեսակի քիմիական մոդիֆիկացիան հայտնի է որպես քիմիական ռեակցիաներ: Մոլեկուլը պետք է ակտիվացվի, նախքան նրանք կարող են ենթարկվել ռեակցիայի: Մոլեկուլները սովորաբար իրենց հետ շատ էներգիա չունեն, միայն երբեմն որոշ մոլեկուլներ գտնվում են էներգետիկ վիճակում, որպեսզի ենթարկվեն ռեակցիաների: Այնտեղ, որտեղ կան երկու ռեակտիվներ, որպեսզի ռեակցիան տեղի ունենա, ռեակտիվները պետք է բախվեն միմյանց հետ ճիշտ կողմնորոշմամբ:Չնայած ռեակտիվները պարզապես հանդիպում են միմյանց, հանդիպումների մեծ մասը չի հանգեցնում ռեակցիայի: Այս դիտարկումները տվել են ռեակցիաների էներգետիկ արգելք ունենալու գաղափարը։
Ի՞նչ է կատալիզատորը:
Կատալիզատորը նվազեցնում է էներգիայի արգելքը դեպի ռեակցիա՝ դրանով իսկ դարձնելով ռեակցիան ավելի արագ ընթանալով երկու ուղղությամբ: Կատալիզատորները կարող են սահմանվել որպես տեսակներ, որոնք մեծացնում են ռեակցիայի արագությունը, բայց ռեակցիայից հետո մնում են անփոփոխ: Չնայած կատալիզատորը կարող է փոխել իր ձևը ռեակցիայի ընթացքում, այն վերադառնում է սկզբնական ձևի, երբ ռեակցիան ավարտվում է: Չնայած կատալիզատորը մեծացնում է ռեակցիայի արագությունը, այն չի ազդում հավասարակշռության դիրքի վրա: Չկատալիզացված ռեակցիայի դեպքում ակտիվացման էներգիայի արգելքը բարձր է համեմատած կատալիզացված ռեակցիայի հետ: Ռեակցիայի ակտիվացումը կարող է ավելի բարձր լինել, եթե անցումային վիճակն ունի շատ անհավանական կոնֆորմացիա։ Կատալիզատորները կարող են նվազեցնել այս էներգիան՝ կապելով ռեակտիվ մոլեկուլը միջանկյալ վիճակում, որը նման է անցումային վիճակին:Այս դեպքում կապը նվազեցնում է ռեակցիան կատալիզացնող էներգիան: Ավելին, կատալիզատորը կարող է կապել երկու արձագանքող մոլեկուլներ և կողմնորոշել դրանք՝ մեծացնելու նրանց արձագանքելու հնարավորությունը: Այսպիսով, կատալիզատորը մեծացնում է արագությունը՝ նվազեցնելով ռեակցիայի էնտրոպիան: Կատալիզը կարելի է դասակարգել որպես տարասեռ կատալիզի և միատարր կատալիզի: Եթե կատալիզատորը և ռեակտիվները երկու փուլով են, ապա ասում են, որ դա տարասեռ կատալիզ է (օրինակ՝ պինդ կատալիզ հեղուկ ռեակտիվներով): Իսկ եթե դրանք գտնվում են նույն փուլում (պինդ, հեղուկ կամ գազ), ապա դա միատարր կատալիզ է։ Կատալիզատորները մեծապես օգտագործվում են քիմիական լաբորատորիաներում և արդյունաբերություններում՝ ռեակցիաների արդյունավետությունը բարձրացնելու համար։ D բլոկների մետաղների մեծ մասը, ինչպիսիք են Pt, Pd, Cu, տարածված են իրենց կատալիտիկ ակտիվությամբ:
Ի՞նչ է ֆերմենտը:
Ֆերմենտները կենսաբանական կարևոր մակրոմոլեկուլներ են: Դրանք սպիտակուցային մոլեկուլներ են, որոնք երբեմն կապված են այլ մետաղների, կոֆերմենտների կամ պրոթեզային խմբերի հետ։ Ֆերմենտները կենսաբանական կատալիզատորներ են, որոնք շատ մեղմ պայմաններում մեծացնում են կենսաբանական ռեակցիաների արագությունը:Սովորաբար ֆերմենտներին անհրաժեշտ են շատ հատուկ պայմաններ գործելու համար: Օրինակ, նրանք գործում են օպտիմալ ջերմաստիճաններում, pH պայմաններում և այլն: Ֆերմենտները սպիտակուցներ են, հետևաբար, երբ դրանք ենթարկվում են բարձր ջերմության, աղի կոնցենտրացիաների, մեխանիկական ուժերի, օրգանական լուծիչների և թթվային կամ հիմնային լուծույթների խտացված լուծույթների, նրանք հակված են ապանատուրիզացման: Երկու հատկություններ, որոնք ակնհայտորեն ֆերմենտը դարձնում են հզոր կատալիզատոր, հետևյալն են.
– Սուբստրատի կապակցման նրանց առանձնահատկությունը:
– կատալիտիկ խմբերի օպտիմալ դասավորվածություն ֆերմենտի ակտիվ վայրում
Ո՞րն է տարբերությունը կատալիզատորի և ֆերմենտի միջև:
• Ֆերմենտները կենսաբանական կատալիզատորներ են, և հայտնի է, որ դրանք շատ արդյունավետ են: Նրանք առաջացնում են արագության բարձրացում, որոնք մեծության կարգերով ավելի մեծ են, քան լավագույն քիմիական կատալիզատորները:
• Կատալիզատորները կարող են լինել օրգանական կամ անօրգանական, իսկ ֆերմենտները օրգանական կատալիզատորներ են:
• Ֆերմենտները հատուկ են սուբստրատների համար: Բայց մյուս կատալիզատորներն այդպես չեն։
• Ֆերմենտի միայն մի փոքր մասը, որը հայտնի է որպես ակտիվ տեղամաս, մասնակցում է կատալիտիկ գործընթացին, ինչը նրանց տարբերում է այլ կատալիզատորներից:
