Katalüsaatori ja ensüümi erinevus

Katalüsaator vs ensüüm
 

Kui üks või mitu reagenti muutuvad produktideks, võivad need toimuda erinevates modifikatsioonides ja energiamuutustes. Reagentide keemilised sidemed purunevad ja moodustuvad uued sidemed, et tekitada reagentidest täiesti erinevaid tooteid. Sellist keemilist modifikatsiooni nimetatakse keemilisteks reaktsioonideks. Enne kui molekulid saavad reaktsiooni läbi viia, tuleb need aktiveerida. Molekulidel pole tavaliselt palju energiat, vaid mõnikord on mõned molekulid energiaseisundis, et reageerida. Kui reagente on kaks, peavad reaktsiooni toimumiseks põrkuma omavahel õiges suunas. Ehkki reageerijad kohtuvad lihtsalt üksteisega, ei põhjusta enamik reageeringuid reaktsiooni. Need tähelepanekud on andnud idee energiareaktsioonist reaktsioonidele.

Mis on katalüsaator?

Katalüsaator alandab reaktsioonile energiabarjääri, muutes reaktsiooni kiiremaks mõlemas suunas. Katalüsaatoreid võib määratleda liikidena, mis suurendab reaktsiooni kiirust, kuid jääb pärast reaktsiooni muutumatuks. Ehkki katalüsaator võib reaktsiooni ajal oma vormi muuta, muutub see reaktsiooni lõppedes tagasi algkujul. Kuigi katalüsaator suurendab reaktsiooni kiirust, ei mõjuta see tasakaalu positsiooni. Katalüüsimata reaktsiooni korral on aktiveerimise energiabarjäär kõrge kui katalüüsitud reaktsiooniga. Reaktsiooni aktiveerimine võib olla suurem, kui siirdeseisundil on väga ebatõenäoline konformatsioon. Katalüsaatorid saavad seda energiat vähendada, sidudes reagendi molekuli vahepealses olekus, mis sarnaneb siirdeseisundiga. Sel juhul vähendab sidumine reaktsiooni katalüüsivat energiat. Lisaks saab katalüsaator siduda kaks reageerivat molekuli ja neid orienteerida, et suurendada nende reageerimise võimalust. Seega suurendab katalüsaator kiirust, vähendades reaktsiooni entroopiat. Katalüüsi võib liigitada heterogeenseks katalüüsiks ja homogeenseks katalüüsiks. Kui katalüsaator ja reagendid on kahes faasis, siis öeldakse, et see on heterogeenne katalüüs (nt tahke katalüüs vedelate reagentidega). Ja kui need on samas faasis (tahke, vedel või gaasiline), on see homogeenne katalüüs. Katalüsaatoreid kasutatakse reaktsioonide tõhususe suurendamiseks suures osas keemialaborites ja tööstuses. Enamik d-plokk-metalle nagu Pt, Pd, Cu on oma katalüütilise aktiivsuse jaoks tavalised.

Mis on ensüüm?

Ensüümid on olulised bioloogilised makromolekulid. Need on valgumolekulid, mõnikord seotud teiste metallide, koensüümide või proteesirühmadega. Ensüümid on bioloogilised katalüsaatorid, mis suurendab bioloogiliste reaktsioonide kiirust väga kergetes tingimustes. Tavaliselt vajavad ensüümid toimimiseks väga spetsiifilisi tingimusi. Näiteks toimivad nad optimaalsetel temperatuuridel, pH tingimustes jne. Ensüümid on valgud, nii et kõrge kuumuse, soola kontsentratsiooni, mehaaniliste jõudude, orgaaniliste lahustite ja kontsentreeritud happe või aluse lahuste mõjul kipuvad nad denatureerima. Kaks omadust, mis muudavad ensüümi ilmselt võimsaks katalüsaatoriks, on:

- Nende substraadi sidumise eripära.

- Katalüütiliste rühmade optimaalne paigutus ensüümi aktiivses kohas