Katalyzátor vs enzým
Keď sa jeden alebo viac reaktantov premieňa na produkty, môžu prejsť rôznymi úpravami a energetickými zmenami. Chemické väzby v reaktantoch sa lámu a vytvárajú sa nové väzby, aby sa vytvorili produkty, ktoré sú úplne odlišné od reaktantov. Tento druh chemickej modifikácie je známy ako chemické reakcie. Molekula musí byť aktivovaná predtým, ako môže prejsť reakciou. Molekuly zvyčajne nemajú veľa energie, len občas sú niektoré molekuly v energetickom stave, aby prešli reakciami. Ak existujú dva reaktanty, aby reakcia prebehla, musia sa reaktanty navzájom zraziť v správnej orientácii. Aj keď sa reaktanty len stretávajú, väčšina stretnutí nevedie k reakcii. Tieto pozorovania priniesli myšlienku existencie energetickej bariéry pre reakcie.
Čo je katalyzátor?
Kalyzátor znižuje energetickú bariéru reakcie, čím reakciu zrýchľuje v oboch smeroch. Katalyzátory možno definovať ako druhy, ktoré zvyšujú rýchlosť reakcie, ale po reakcii zostávajú nezmenené. Hoci katalyzátor môže počas reakcie zmeniť svoju formu, po ukončení reakcie sa zmení späť na pôvodnú formu. Hoci katalyzátor zvyšuje rýchlosť reakcie, neovplyvňuje polohu rovnováhy. Pri nekatalyzovanej reakcii je bariéra aktivačnej energie vysoká v porovnaní s katalyzovanou reakciou. Aktivácia reakcie môže byť vyššia, ak má prechodový stav veľmi nepravdepodobnú konformáciu. Katalyzátory môžu znížiť túto energiu väzbou molekuly reaktantu v prechodnom stave, ktorý sa podobá prechodnému stavu. V tomto prípade väzba znižuje energiu katalyzujúcu reakciu. Okrem toho môže katalyzátor viazať dve reagujúce molekuly a orientovať ich, aby sa zvýšila ich šanca na reakciu. Katalyzátor teda zvyšuje rýchlosť znížením entropie pôsobenia v reakcii. Katalýzu možno kategorizovať ako heterogénnu katalýzu a homogénnu katalýzu. Ak sú katalyzátor a reaktanty v dvoch fázach, potom sa hovorí, že ide o heterogénnu katalýzu (napr.: pevná katalýza s kvapalnými reaktantmi). A ak sú v rovnakej fáze (tuhá látka, kvapalina alebo plyn), ide o homogénnu katalýzu. Katalyzátory sa vo veľkej miere používajú v chemických laboratóriách a priemysle na zvýšenie účinnosti reakcií. Väčšina blokových kovov ako Pt, Pd, Cu je spoločná pre svoju katalytickú aktivitu.
Čo je to enzým?
Enzýmy sú základné biologické makromolekuly. Sú to proteínové molekuly, niekedy viazané na iné kovy, koenzýmy alebo prostetické skupiny. Enzýmy sú biologické katalyzátory, ktoré zvyšujú rýchlosť biologických reakcií za veľmi miernych podmienok. Normálne potrebujú enzýmy na svoje fungovanie veľmi špecifické podmienky. Napríklad fungujú pri optimálnych teplotách, podmienkach pH atď. Enzýmy sú proteíny, takže keď sú vystavené vysokej úrovni tepla, koncentrácii solí, mechanickým silám, organickým rozpúšťadlám a koncentrovaným roztokom kyselín alebo zásad, majú tendenciu denaturovať. Dve vlastnosti, ktoré zjavne robia enzým silným katalyzátorom, sú:
– Ich špecifickosť väzby substrátu.
– Optimálne usporiadanie katalytických skupín v aktívnom mieste enzýmu
Aký je rozdiel medzi katalyzátorom a enzýmom?
• Enzýmy sú biologické katalyzátory a je známe, že sú veľmi účinné. Spôsobujú zvýšenie rýchlosti, ktoré je rádovo väčšie ako u najlepších chemických katalyzátorov.
• Katalyzátory môžu byť organické alebo anorganické a enzýmy sú organické katalyzátory.
• Enzýmy sú špecifické pre substráty. Ale iné katalyzátory nie sú také.
• Len malá časť enzýmu, známeho ako aktívne miesto, sa zúčastňuje katalytického procesu, čím sa odlišuje od iných katalyzátorov.
