Katalysoida

Katalysoida on suomen verbi, jolla tarkoitetaan kemiallisen reaktion tai muun prosessin nopeuttamista katalyytin vaikutuksesta. Katalyytti osallistuu reaktioon, mutta sitä ei kuluta käytössä loppupäässä: lopullinen tasapainopiste on sama kuin ilman katalyyttiä, mutta reaktio etenee nopeammin.

Katalyysi tarkoittaa tätä nopeuden kasvua ja siihen liittyviä ilmiöitä. Katalyytti voi olla kiinteä, neste tai kaasu, ja se voi liittyä monin tavoin reaktion kulkuun. Sana pohjautuu kreikkalaisiin sanoihin katalysis ja siihen vakiintuneisiin suomenkielisiin muotoihin.

Mekanismina katalysointi perustuu siihen, että katalyytti tarjoaa vaihtoehtoisen reitin, jolla aktivaatioenergia on pienempi. Tämä nopeuttaa reaktiota, mutta ei muuta lopullista tasapainoa. Katalysointi voi vaikuttaa myös reaktion mekanismin yksittäisiin vaiheisiin.

Katsotaan päätyypit: homogeeninen katalyysi tapahtuu samassa faasissa kuin reagoivat aineet (esim. ratkaisuissa tapahtuvat reaktiot). Heterogeeninen katalyysi tapahtuu eri faasissa (esim. kiinteä katalyytti nesteessä tai kaasussa). Biokatalyysi, eli biokatalyysi, tarkoittaa catalyyssiä, jonka katalyytti on biologinen molekyyli, kuten entsyymi. Myös fotokatalyysi ja organokatalyysi ovat merkittäviä alagenrejä.

Käyttökohteita ovat laajat: teollisessa kemiassa ja lääkeaineiden synteissä, energian ja ympäristön aloilla (esim. katalysaattorit ajoneuvojen pakokaasujen puhdistuksessa), sekä bioteknologiassa ja ympäristötekniikassa. Katalyysin tutkimus on keskeinen osa modernia kemiaa ja teknologiaa.

Historian kantavia vaikutteita ovat 1800- ja 1900-lukujen tutkimukset; Ontilaisten ja Ørstwaldin sekä Arrheniuksen kautta kehitettiin käsityksiä aktivaatioenergiasta ja reaktioiden nopeuttamisesta.