katalyytteja

Katalyytteja ovat aineita, jotka nopeuttavat kemiallista reaktiota ilman, että katalyytti itse kuluu pysyvästi reaktiossa. Ne tarjoavat reaktiolle vaihtoehtoisen, matalamman aktivaatioenergiaan perustuvan reitin, jolloin tuotosten muodostuminen tapahtuu nopeammin kuin ilman katalyyttiä.

Katalyysi ei muuta reaktion tasapainoa pysyvästi; se nopeuttaa sekä etu- että takaisireaktiota siten, että tasapainotila saavutetaan nopeammin.

Yleisimmät luokat ovat homogeeniset katalyytit, jotka ovat samaa faasia kuin reagoivat aineet, sekä heterogeeniset katalyytit, jotka ovat eri faasissa (esimerkiksi kiinteä katalyytti nesteessä). Lisäksi biokatalyytit eli entsyymit ovat biologisia katalyytteja, joilla on usein suuri spesifisyys.

Toimintamekanismeja on useita, kuten adsorptio eli kiinnittyminen katalyytin pintaan sekä aktivaatioenergian alentaminen. Joissakin tapauksissa katalyytti mahdollistaa elektroninsiirtomekanismeja tai muita monimutkaisempia reaktioketjuja.

Käyttökohteita ovat teollisuusprosessit sekä ympäristö- että bioteknologia. Esimerkkejä ovat Haber-Bosch -prosessi ammoniakintuotannossa, jossa rautakatalyytti nopeuttaa N2 ja H2 reagointia; Contact-prosessi rikkihapon valmistuksessa, jossa V2O5 toimii katalyyttinä; sekä auton päästöjen vähentämisessä käytetyt katalysaattorit, joissa platina-ryhmän metallit ovat aktiivisia. Biokatalyyttejä käytetään bioteknologian sovelluksissa, kuten entsymaattisissa muunnoksissa ja biopolttoaineiden tuotannossa.

Katalyyttejä voivat heikentää epäpuhtaudet, lämpötilan vaihtelut tai sintering sekä myrkytykset, minkä vuoksi niiden elinikä ja kustannustehokkuus ovat keskeisiä tekijöitä niiden käytössä.