Reaktiokierto

Reaktiokierto on kemian käsite, jolla tarkoitetaan katalyysiprosessiin liittyvää sarjaa toisiinsa liittyviä vaiheita, joiden aikana lähtöaineet muuntuvat tuotteiksi ja käytetty katalyytti palautuu kierron alkuperäiseen, aktiiviseen tilaan. Yhden täyden kiertokerran päätepiste on katalyytin aktiivisen tilan palautuminen, jolloin kiertoa voidaan toistaa uudestaan.

Kierrossa on tyypillisesti useita osavaiheita: substraatin sitoutuminen katalyytin keskukseen, välivaiheiden muodostuminen, reaktiomolekyylin muuntuminen ja lopulta tuotteen vapautuminen sekä katalyytin uudelleen aktivointi. Joissakin järjestelmissä kiertoa ohjaavat elektroninsiirrot ja oksidaatio- tai pelkistystilojen muutokset, jolloin puhutaan redoksikierroksesta. Kiertoihin voi sisältyä päällekkäisiä tai sivulle suuntautuvia reittejä sekä tiloja, jotka eivät kuulu kaikkiin kiertoihin.

Käytännössä reaktiokierrolla on merkittävä rooli katalyysijärjestelmien suunnittelussa ja analyysissä: sen avulla voidaan arvioida turnover-lukua sekä keston määrittäviä aspekteja katalyysikapasiteetin kannalta. Reaktiokiertoja käytetään myös mekanismin kuvauksessa: ne auttavat hahmottamaan, missä vaiheessa reaktioprosessi kääntyy nopeimmaksi tai hidastuu.

Reaktiokierto eroaa yksittäisestä reaktiosta siinä, että se on kokonaisuus, jossa lähtöaineet ja katalyytti palautuvat alkuperäiseen tilaan ja prosessi voidaan toistaa, toistuvasti.