Катализ – изменение скорости хим. реакций с помощью веществ (катализаторов), которые после завершения реакции остаются в неизменном виде и количестве

Гомогенный катализ – катализатор и реагирующие вещества образуют одну фазу (газовая смесь или раствор), катализатор вступает во взаимодействие с реагирующими веществами с образованием промежуточных соединений, это приводит к снижению энергии активации.

Примером гомогенного катализа является разложение пероксида водорода в присутствии ионов йода. Реакция протекает в две стадии:

H₂О₂ + I → H₂О + IO

H₂О₂ + IO → H₂О + О₂ + I

Гетерогенный катализ – катализатор и реагирующие вещества находятся в разных фазах, ускорение процесса обычно происходит на поверхности твердого тела — катализатора, поэтому активность катализатора зависит от величины и свойств его поверхности. На практике катализатор обычно наносят на твердый пористый носитель.

Механизм гетерогенного катализа сложнее, чем у гомогенного, и включает 5 стадий:

1. Диффузия реагирующих веществ к поверхности твердого вещества

2. Физическая адсорбция на активных центрах поверхности твердого вещества реагирующих молекул и затем хемосорбция их

3. Химическая реакция между реагирующими молекулами

4. Десорбция продуктов с поверхности катализатора

5. Диффузия продукта с поверхности катализатора в общий поток

Примером гетерогенного катализа является окисление SO₂ в SO₃ на катализаторе V₂O₅ при производстве серной кислоты (контактный метод).

Энергетический профиль каталитической реакции:

Особенности каталитической активности ферментов:

Ферментами называются природные катализаторы, ускоряющие протекание биохимических реакций в животных и растительных клетках, а также в клетках человека. Как правило, они имеют белковую природу и отличаются от обычных катализаторов рядом особенностей.

1. Ферменты обладают более высокой каталитической эффективностью. Так, например, реакцию разложения пероксида водорода

2Н₂О₂ → 2Н₂О + О₂

мелкодисперстная платина ускоряет примерно в 10³ раз, а каталаза, содержащаяся во всех клетках и тканях организма – в 10⁹ раз.

Ферменты обнаруживают в клетках и тканях организмов по их способности катализировать биохимические реакции, которая выражается специальным показателем, называемым активностью фермента. Этот показатель можно определить по количеству прореагировавшего субстрата или по накоплению продуктов реакции в единицу времени. При этом создаются оптимальные условия для действия фермента (оптимальные температура, рН и ионный состав среды).

№9