Теория:
Катализ — изменение скорости химических реакций с помощью катализаторов.
Катализатор — вещество, которое изменяет скорость химической реакции, но само в ней не расходуется.
Катализ бывает положительный (реакция ускоряется) и отрицательный (реакция замедляется). Обычно катализаторами называются вещества, ускоряющие реакции, а вещества, замедляющие реакции, — ингибиторами.
Действие катализатора основано на ослаблении химических связей в реагирующих веществах.
Рис. \(1\). Действие катализатора
В некоторых реакциях катализатор образует с реагентами неустойчивое промежуточное соединение, а из промежуточного соединения затем восстанавливается исходный катализатор:
Катализатор изменяет ход химической реакции и снижает энергию активации.
Рис. \(2\). Снижение энергии активации при катализе
Обрати внимание!
Катализаторы в химических реакциях не расходуются. Их можно использовать многократно.
Катализ бывает гомогенный (катализатор и реагенты — в газообразном или жидком состоянии) и гетерогенный (катализатор и реагенты — в разных агрегатных состояниях).
Скорость каталитической реакции зависит от концентрации катализатора при гомогенном катализе или от его поверхности при гетерогенном катализе.
Действие катализатора специфично, т. е. он может изменять скорость одной реакции или группы сходных реакций.
Обрати внимание!
Катализатор не оказывает действия на состояние химического равновесия. Он одинаково ускоряет как прямую, так и обратную реакцию.
В живых организмах функцию катализаторов выполняют белки-ферменты. Каждый фермент катализирует только одну определённую реакцию. В молекуле фермента есть активный центр — группа атомов, которая связывает вещество-субстрат и обеспечивает его изменение.
Рис. \(3\). Механизм действия фермента
Источники:
Рис. 1. Действие катализатора, https://image.shutterstock.com/image-vector/surface-catalyst-carbon-monoxide-dioxide-600w-1971129149.jpg, дата обращения: 12.10.2022.
Рис. 2. Снижение энергии активации при катализе, https://image.shutterstock.com/image-vector/catalyst-based-water-electrolysis-electrochemical-260nw-2109667361.jpg, дата обращения: 12.10.2022.
Рис. 3. Механизм действия фермента, https://image.shutterstock.com/image-vector/enzymes-catalysts-chemical-reaction-substrate-600w-1954394779.jpg, дата обращения: 12.10.2022.