Katalüüsimisel

Katalüüsimisel (katalüüs) on reaktsiooni kiiruse suurendamine katalüütide toimel. Katalüüt osaleb reaktsioonis ajutiselt ja taastub lõpuks, nii et ta ei muuda lõplikku koostist ega kogust lõppprodukti puhul.

Peamised katalüüdi tüübid on homogeensed (lahuses) ja heterogeensed (faasis eralduvad), ning kolmas kategooria on biokatalüüsid, mis kasutavad ensüüme. Homogeense katalüüsi puhul toimuvad reaktsioonid samas faasis; see annab sageli kõrgema selektiivsuse, kuid eraldamine võib olla keeruline. Heterogeenne katalüüüs esineb erinevates faasides, on tööstuslikes protsessides levinud ja hõlpsamini eraldatav. Biokatalüüsid kasutavad ensüüme ja võivad pakkuda väga kõrget spetsiifilisust ning madalaid töökeskkonna nõudeid.

Katalüüsi mehhanism keskendub aktiveerimisenergia alandamisele ning alternatiivse reaktsioonitee pakkumisele. Tihti tekivad vaheproduktid, mis muudetakse edasi lõppsaaduseks, ja katalüüt taastub protsessis.

Olulised näited: Haber-Boschi protsess ammoniaki süntees rauakatalüütidega; katalüütiline kraking ja reformimisega nafta töötlemisel; biokatalüüs ensüümidega, näiteks suhkru ning piimatoodete töötlemisel; fotokatalüüs TiO2-ga UV-valguse mõjul; elektrokatalüüs ja redoksprotsessid vesiniku tootmisel ning akude tehnoloogias.

Järeldus: katalüüsimisel on keskne roll nii tööstuses kui elus, suurendades reaktsioonide efektiivsust, võimaldades suuremat valikut ja vähendades energiahulka.