Wanneer je wasmiddel gebruikt om een vlek op een shirt te verwijderen, kijk je naar een katalysator in actie tijdens een chemische reactie. Wasmiddelen bevatten enzymen, dit zijn katalysatoren die vuil en andere vlekken op kleding afbreken. Hoewel ze helpen om de favoriete outfits van mensen schoon te maken, zijn ze niet de enige voorbeelden van krachtige katalysatoren.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Een katalysator versnelt een chemische reactie. De katalysator blijft na de reactie onveranderd.
Het effect van een katalysator op een chemische reactie
Een katalysator beïnvloedt een chemische reactie door deze te versnellen. Het biedt ook een alternatieve manier om de reactie te laten plaatsvinden die de benodigde hoeveelheid energie verlaagt. Reacties vereisen activeringsenergie om te starten, en katalysatoren kunnen helpen. Katalysatoren overleven de reacties echter onveranderd.
Twee manieren waarop katalysatoren een chemische reactie beïnvloeden
De twee belangrijkste manieren waarop katalysatoren chemische reacties beïnvloeden, zijn door een manier te creëren om de activeringsenergie te verlagen of door de manier waarop de reactie plaatsvindt te veranderen. Ze kunnen de energie van de overgangstoestand verlagen, dus de totale activeringsenergie die nodig is voor de reactie neemt af, of ze kunnen de mechanismen van een reactie veranderen en zo de overgang veranderen staat.
Katalysatoren doen hun werk op verschillende manieren. Een optie is dat deze stoffen ervoor zorgen dat de reactantmoleculen hun bindingen verbreken en nieuwe vormen met de katalysatoren. Deze bindingen zijn niet permanent, dus de katalysatoren kunnen de reacties onveranderd overleven. Een andere manier waarop katalysatoren werken, is door de configuratie van de reactanten te veranderen en hun bindingen te verzwakken.
Voorbeelden van katalysatoren in chemische reacties
Twee soorten katalysatoren zijn homogeen en heterogeen. Homogene katalysatoren bestaan in dezelfde fase als de reactanten in de chemische reactie. Als de reactanten bijvoorbeeld gassen zijn, dan is de katalysator ook een gas. Heterogene katalysatoren bevinden zich in een andere fase dan de reactanten. De reactanten kunnen bijvoorbeeld vast zijn, maar de katalysator is een vloeistof.
Enzymen zijn een typisch voorbeeld van een biologische katalysator. Deze eiwitten kunnen op verschillende manieren vouwen om reacties te helpen door reactanten te binden. Katalysatoren kunnen helpen bij het hydrolyseren van sucrose of tafelsuiker. Invertase is een enzym dat helpt bij het afbreken van sucrose: sucrose + H2O levert glucose + fructose op.
Katalysatoren in auto's zijn een ander veelvoorkomend voorbeeld van hoe katalysatoren werken. De katalysatoren in de converters zijn meestal edele metalen zoals platina of rhodium. Gassen komen de convertor binnen en komen in contact met de katalysatoren. Dan reageren schadelijke verontreinigende stoffen met de metalen en worden ze minder giftig.
