Katalizálás

Katalizálás olyan kémiai folyamat, amely során egy katalizátor hatására a reakció sebessége megnő anélkül, hogy a katalizátor véglegesen reagálna vagy elhasználódna a folyamat során. A katalizátor a reakció útját megváltoztatja úgy, hogy alacsonyabb aktiválási energiával valósul meg a reakció, ezáltal gyorsabbá válik a termékek képződése. A katalizátor mindvégig megmarad a reakció végén is, és újra felhasználható.

Katalízálás típusai közé tartozik a homogén és a heterogén katalízis, valamint a biokatalizálás. Homogén katalízisnél a katalizátor és a reagensek ugyanabban a fázisban vannak (például oldatban), míg heterogén katalízisnél külön fázisokban találhatóak (általában a szilárd katalizátor a gázos vagy folyadék fázisban lejátszódó reakciókhoz). Biokatalizálás alatt olyan enzimek által végzett reakciók értendők, ahol a biológiai molekulák gyorsítják a kémiai átalakításokat.

A mechanizmusok között szerepel az adszorpció a katalizátor felületére, reagensek aktiválása és átalakítása, valamint az új, energiahatékonyabb reakcióútnak a létrehozása. A katalizálás gyakran nemcsak sebességet, hanem szelektivitást is növel, vagy lehetővé teszi olyan reakciók végrehajtását, amelyek egyébként nehezen vagy egyáltalán nem mennének végbe.

Jellemző példák közé tartozik ipari folyamatok, például a Haber-Bosch eljárás, amely nitrogént ammóniává alakít vas-katalizátorral; a kontakt eljárás, amely kénsav előállításához használt vanádium-oxid katalizátor a SO2-ből SO3-t készít; valamint autók katalitikus konverterei, amelyek platinum-, palladium- és rhodium-katalizátorokkal csökkentik a CO és NOx mennyiségét. Enzimek például élelmiszer- és gyógyszeripari reakciók gyorsítását végzik.