Katalüsaatorit

Katalüsaator on aine või ühend, mis kiirendab keemilist reaktsiooni ilma, et ta ise lõppsaaduseks muutuks või hääbuks. Ta pakub alternatiivse reaktsioonitee, millel on madalam aktivatsioonienergia, ning seetõttu toimub reaktsioon kiirem kui ilma katalüsaatorita. Pärast reaktsiooni on katalüsaator tavaliselt tagasihoidlikult muutumatu või taastuv.

Katalüüsi ehitus ja tüübid sõltuvad faaside suhtest ja kasutusvaldkonnast. Heterogeenne katalüüs toimub, kui katalüsaator ja reageerimisvedelik eri faasides (tavaliselt tahke katalüsaator kontakti gaasiga). Homogeenne katalüüs toimub samas faasis kui reaktsioonisegu. Biokatalüüs hõlmab ensüüme, mis kiirendavad biologilisi reaktsioone ja mille aktiivsus on tihti väga spetsiifiline.

Kasutusalad on laiad. Tööstuses kasutatakse katalüsaatoreid keemiliste ühendite sünteesil ja nafta töötlemisel (näiteks ammoniak Süntees Haber-Bosch, lämmastiku oksüdatsioon Ostwaldi protsess, vesinikkatsetamine ja muud reaktsioonid). Autokemias on kõige tuntumad kütuste heitmete kontrolli katalüsaatorid: kolmekäigulised või kolme koostisosa katalüsaatorid, mis oksüdeerivad süsivesikud ja vähendavad NOx-i; need sisaldavad väärismetalle (platinat, paladiumi, rodiumi) ja nende toimivus sõltub vahendist ja aluspannist.

Mõjud ja piirangud: katalüsaatorid ei tohi hapuda või olla tsirkulaarseks toimimiseks sobimatud ning neid võivad “mürgitada” rasked ained (nt väävel). Nende efektiivsus sõltub temperatuurist ja rõhust ning sageli nõuab korralikku regeneraatori või puhastamist.

Katalüsaatoritel on oluline roll kaasaegses keemias, tööstuses ja keskkonnakaitses, võimaldades kiirem, energiasäästlikum ja vähem saastavate reaktsioonide läbiviimist.