Елементи теорії каталізу

Вплив різних сторонніх речовин на швидкість хімічних реакцій був відмічений вченими ще на початку дев’ятнадцятого сторіччя (К.С.Кірхгофф). У 1835 р. Берцеліус запропонував для таких речовин назву “каталізатори”, яка зберіглася до теперішніх часів.

Каталізатор ¾ це така речовина, яка змінює швидкість хімічного процесу, а склад і кількість її до кінця реакції залишаються без зміни. Дія каталізатора зводиться до зменшення енергії активації Еакт.

Явище зміни швидкості хімічної реакції у присутності каталізатора називається каталізом.

Розрізняють каталіз гомогенний і гетерогенний, у залежності від того, чи знаходиться каталізатор і реагуючі речовини в одній або різних фазах. У гетерогенному каталізі є межа розподілу фаз.

Якщо каталізатор перебуває в колоїдному стані, маємо справу з мікрогетерогенним каталізом. До цього роду каталізу відносяться біокаталітичні процеси, що відбуваються в живих організмах із величезною швидкістю й обумовлені наявністю в клітинах спеціальних каталізаторів-ферментів або ензимів.

Поряд із речовинами, що прискорюють реакцію, застосовують також речовини, які її сповільнюють. Такі речовини називають інгібіторами. Вони використовуються в техніці в ролі сповільнювачів процесів окиснення, корозії, як антидетонатори тощо.

Речовини, які навіть у малих кількостях знижують активність каталізаторів чи зовсім зупиняють його дію, називають каталітичними отрутами. Як і сам каталізатор, ці так звані каталітичні отрути діють специфічно: отруюють один каталізатор і не зашкоджують іншим. Причиною отруєння мабуть являється адсорбція поверхнею каталізатора каталітичних отрут, внаслідок чого останні оточують каталізатор і заважають підходу до нього молекул реагуючих речовин.

Якщо деякі речовини визивають отруєння каталізаторів, то інші, навпаки, під час додавання до каталізатору у невеликій кількості, сильно збільшують його активність, хоча самі не являються каталізаторами для цієї реакції. Такі речовини називаються промоторами.