Wenn Sie Waschmittel verwenden, um einen Fleck auf einem Hemd zu entfernen, beobachten Sie, wie ein Katalysator während einer chemischen Reaktion in Aktion tritt. Waschmittel enthalten Enzyme, die als Katalysatoren Schmutz und andere Flecken auf der Kleidung auflösen. Obwohl sie dazu beitragen, die Lieblingsoutfits der Menschen zu reinigen, sind sie nicht die einzigen Beispiele für starke Katalysatoren.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Ein Katalysator beschleunigt eine chemische Reaktion. Der Katalysator bleibt nach der Reaktion unverändert.
Die Wirkung eines Katalysators auf eine chemische Reaktion
Ein Katalysator beeinflusst eine chemische Reaktion, indem er sie beschleunigt. Es bietet auch eine alternative Möglichkeit für die Reaktion, die die benötigte Energiemenge senkt. Reaktionen erfordern Aktivierungsenergie, um zu starten, und Katalysatoren können helfen. Katalysatoren überstehen die Reaktionen jedoch unverändert.
Zwei Wege, wie Katalysatoren eine chemische Reaktion beeinflussen
Katalysatoren beeinflussen chemische Reaktionen hauptsächlich, indem sie die Aktivierungsenergie senken oder den Reaktionsablauf ändern. Sie können die Energie des Übergangszustands senken, sodass die gesamte Aktivierungsenergie für die Reaktion abnimmt, oder sie können die Mechanismen einer Reaktion verändern und damit den Übergang verändern Zustand.
Katalysatoren verrichten ihre Arbeit auf unterschiedliche Weise. Eine Möglichkeit besteht darin, dass diese Stoffe den Reaktionspartnermolekülen erlauben, ihre Bindungen aufzubrechen und mit den Katalysatoren neue zu bilden. Diese Bindungen sind nicht permanent, sodass die Katalysatoren die Reaktionen unverändert überstehen. Eine andere Funktionsweise von Katalysatoren besteht darin, die Konfiguration der Reaktanten zu ändern und ihre Bindungen zu schwächen.
Beispiele für Katalysatoren in chemischen Reaktionen
Zwei Arten von Katalysatoren sind homogen und heterogen. Homogene Katalysatoren liegen in der gleichen Phase wie die Reaktionspartner in der chemischen Reaktion vor. Wenn die Reaktanten beispielsweise Gase sind, dann ist auch der Katalysator ein Gas. Heterogene Katalysatoren befinden sich in einer anderen Phase als die Reaktanten. Beispielsweise können die Reaktanten fest sein, aber der Katalysator ist eine Flüssigkeit.
Enzyme sind ein typisches Beispiel für einen biologischen Katalysator. Diese Proteine können sich auf unterschiedliche Weise falten, um Reaktionen durch Bindung von Reaktanten zu unterstützen. Katalysatoren können helfen, Saccharose oder Haushaltszucker zu hydrolysieren. Invertase ist ein Enzym, das beim Abbau von Saccharose hilft: Saccharose + H2O ergibt Glucose + Fructose.
Katalysatoren in Autos sind ein weiteres gängiges Beispiel für die Funktionsweise von Katalysatoren. Die Katalysatoren im Inneren der Konverter sind meist Edelmetalle wie Platin oder Rhodium. Gase treten in den Konverter ein und kommen mit den Katalysatoren in Kontakt. Dann reagieren schädliche Schadstoffe mit den Metallen und werden weniger giftig.