კატალიზატორი vs ფერმენტი
როდესაც ერთი ან მეტი რეაგენტი გარდაიქმნება პროდუქტად, მათ შეიძლება გაიარონ სხვადასხვა ცვლილებები და ენერგეტიკული ცვლილებები. რეაგენტებში ქიმიური ობლიგაციები იშლება და ახალი ობლიგაციები იქმნება პროდუქტების წარმოქმნის მიზნით, რომლებიც სრულიად განსხვავდება რეაგენტებისგან. ამ სახის ქიმიური მოდიფიკაცია ცნობილია როგორც ქიმიური რეაქციები. მოლეკულა უნდა გააქტიურდეს, სანამ ისინი რეაქციას განიცდიან. მოლეკულებს, როგორც წესი, არ აქვთ ბევრი ენერგია მათთან, მხოლოდ ზოგჯერ ზოგიერთი მოლეკულა ენერგეტიკულ მდგომარეობაშია, რათა მოხდეს რეაქციები. იქ, სადაც ორი რეაგენტია, რეაქცია რომ მოხდეს, რეაგენტები უნდა შეეჯახონ ერთმანეთს სათანადო ორიენტაციაში.მიუხედავად იმისა, რომ რეაგენტები უბრალოდ ხვდებიან ერთმანეთს, შეტაკებების უმეტესობა არ იწვევს რეაქციას. ამ დაკვირვებებმა წარმოშვა რეაქციებზე ენერგეტიკული ბარიერის არსებობის იდეა.
რა არის კატალიზატორი?
კატალიზატორი აქვეითებს ენერგეტიკულ ბარიერს რეაქციისთვის, რითაც რეაქცია უფრო სწრაფად მიმდინარეობს ორივე მიმართულებით. კატალიზატორები შეიძლება განისაზღვროს, როგორც სახეობები, რომლებიც ზრდის რეაქციის სიჩქარეს, მაგრამ უცვლელი რჩება რეაქციის შემდეგ. მიუხედავად იმისა, რომ კატალიზატორს შეუძლია შეცვალოს თავისი ფორმა რეაქციის დროს, ის უბრუნდება საწყის ფორმას, როდესაც რეაქცია დასრულდება. მიუხედავად იმისა, რომ კატალიზატორი ზრდის რეაქციის სიჩქარეს, ის არ მოქმედებს წონასწორობის პოზიციაზე. არაკატალიზირებული რეაქციის დროს, აქტივაციის ენერგიის ბარიერი მაღალია კატალიზირებულ რეაქციასთან შედარებით. რეაქციის გააქტიურება შეიძლება იყოს უფრო მაღალი, თუ გარდამავალ მდგომარეობას აქვს ძალიან წარმოუდგენელი კონფორმაცია. კატალიზატორებს შეუძლიათ შეამცირონ ეს ენერგია რეაქტიული მოლეკულის შუალედურ მდგომარეობაში შეკვრით, რომელიც წააგავს გარდამავალ მდგომარეობას.ამ შემთხვევაში, შებოჭვა ამცირებს რეაქციის კატალიზატორის ენერგიას. გარდა ამისა, კატალიზატორს შეუძლია დააკავშიროს ორი მოლეკულა, რომელიც რეაგირებს მოლეკულაზე და მოახდინოს მათი ორიენტირება, რათა გაზარდოს მათი რეაქციის შანსი. ამრიგად, კატალიზატორი ზრდის სიჩქარეს რეაქციაში მოქმედების ენტროპიის შემცირებით. კატალიზი შეიძლება დაიყოს როგორც ჰეტეროგენული კატალიზი და ჰომოგენური კატალიზი. თუ კატალიზატორი და რეაგენტები ორ ფაზაშია, მაშინ ამბობენ, რომ ეს არის ჰეტეროგენული კატალიზი (მაგ.: მყარი კატალიზი თხევადი რეაქტანტებით). და თუ ისინი ერთსა და იმავე ფაზაში არიან (მყარი, თხევადი ან აირი), ეს არის ჰომოგენური კატალიზი. კატალიზატორები ძირითადად გამოიყენება ქიმიურ ლაბორატორიებში და მრეწველობაში, რათა გაზარდონ რეაქციების ეფექტურობა. d ბლოკის მეტალების უმეტესობა, როგორიცაა Pt, Pd, Cu საერთოა მათი კატალიზური აქტივობის გამო.
რა არის ფერმენტი?
ფერმენტები აუცილებელი ბიოლოგიური მაკრომოლეკულებია. ისინი წარმოადგენენ ცილის მოლეკულებს, რომლებიც ზოგჯერ დაკავშირებულია სხვა ლითონებთან, კოენზიმებთან ან პროთეზირებულ ჯგუფებთან. ფერმენტები არის ბიოლოგიური კატალიზატორები, რომლებიც ზრდის ბიოლოგიური რეაქციების სიჩქარეს ძალიან რბილ პირობებში.ჩვეულებრივ ფერმენტებს ფუნქციონირებისთვის ძალიან სპეციფიკური პირობები სჭირდებათ. მაგალითად, ისინი ფუნქციონირებენ ოპტიმალურ ტემპერატურაზე, pH პირობებში და ა.შ. ფერმენტები არის ცილები, ამიტომ როდესაც ისინი ექვემდებარებიან მაღალი დონის სითბოს, მარილის კონცენტრაციას, მექანიკურ ძალებს, ორგანულ გამხსნელებს და კონცენტრირებულ მჟავას ან ფუძე ხსნარებს, ისინი დენატურიზდებიან. ორი თვისება, რაც ფერმენტს ძლიერ კატალიზატორად აქცევს, არის:
– სუბსტრატის შებოჭვის მათი სპეციფიკა.
– კატალიზური ჯგუფების ოპტიმალური განლაგება ფერმენტის აქტიურ ადგილზე
რა განსხვავებაა კატალიზატორსა და ფერმენტს შორის?
• ფერმენტები ბიოლოგიური კატალიზატორებია და ცნობილია, რომ ისინი ძალიან ეფექტურია. ისინი იწვევენ სიჩქარის გაძლიერებას, რაც ზომით აღემატება საუკეთესო ქიმიურ კატალიზატორებს.
• კატალიზატორები შეიძლება იყოს ორგანული ან არაორგანული, ფერმენტები კი ორგანული კატალიზატორებია.
• ფერმენტები სპეციფიკურია სუბსტრატებისთვის. მაგრამ სხვა კატალიზატორები ასე არ არის.
• ფერმენტის მხოლოდ მცირე ნაწილი, რომელიც ცნობილია როგორც აქტიური ადგილი, მონაწილეობს კატალიზურ პროცესში, რაც განასხვავებს მათ სხვა კატალიზატორებისგან.
