katalysaatoreita

Katalysaattoreita ovat aineet, jotka nopeuttavat kemiallista reaktiota ilman, että niiden oma määrä muuttuu reaktiossa. Ne tarjoavat reaktiolle vaihtoehtoisen kulun, jolla aktivoitumisenergia on pienempi, mikä nopeuttaa reaktiota. Katalysaattorit eivät yleensä muuta reaktion lopullista tasapainoa, mutta ne kiihdyttävät sekä eteen- että taaksepäin tapahtuvia reaktioita ja lyhentävät ajan, jonka kuluu tasapainotilaan pääsemiseen.

Katalysaattoreita jaotellaan pääasiallisesti kolmeen ryhmään: heterogeenisiin (kiinteässä faasissa olevat katalyytit, kun reaktiot ovat kaasumaisia tai liuoksia), homogeenisiin (katalyytti ja reaktiot ovat samassa faasissa) sekä biokatalyytteihin eli entsyymeihin.

Käytännön esimerkkejä on paljon. Teollisuudessa yleisiä ovat heterogeeniset katalyytit: rautakatalyytit ammoniakin valmistuksessa (Haber-Bosch), nikkelikatalyytit monissa hydrogenointireaktioissa sekä zeoliittikatalyytit öljynjalostuksessa katalyyttisessä rikkomisessa. Autojen pakokaasujen puhdistuksessa käytetään platina-, palladium- ja rhodium -metalleista koostuvia katalysaattoreita, jotka helpottavat NOx-, CO- ja hiilivety-yhdisteiden muuntumista vähemmän saastuttaviksi yhdisteiksi. Biokatalyytteinä toimivat entsyymit nopeuttavat biologisia reaktioita ja ovat keskeisiä esimerkiksi elintarvikkeiden valmistuksessa sekä biopetrokemiallisissa prosesseissa.

Katalysaattoreiden toiminta on herkkää lämpötilalle, paineelle ja epäpuhtaudelle. Ne voivat deaktivoitua myrkytyksen, sinteringin tai karbonaation seurauksena, mutta monet niistä voidaan regeneroida tai korvata.