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Quando usi il detersivo per il bucato per eliminare una macchia su una maglietta, stai osservando un catalizzatore in azione durante una reazione chimica. I detersivi contengono enzimi, che sono catalizzatori che disgregano lo sporco e altre macchie sui vestiti. Anche se aiutano a pulire gli abiti preferiti delle persone, non sono gli unici esempi di potenti catalizzatori.
Un catalizzatore accelera una reazione chimica. Il catalizzatore rimane invariato dopo la reazione.
Un catalizzatore influenza una reazione chimica accelerandola. Offre anche un modo alternativo affinché avvenga la reazione che riduce la quantità di energia necessaria. Le reazioni richiedono energia di attivazione per iniziare e i catalizzatori possono aiutare. Tuttavia, i catalizzatori sopravvivono inalterati alle reazioni.
I due modi principali in cui i catalizzatori influenzano le reazioni chimiche sono creando un modo per ridurre l’energia di attivazione o modificando il modo in cui avviene la reazione. Possono abbassare l'energia dello stato di transizione, quindi diminuisce l'energia di attivazione complessiva necessaria per la reazione, oppure possono alterare i meccanismi di una reazione e quindi cambiare lo stato di transizione.
I catalizzatori svolgono il loro lavoro in modi diversi. Una possibilità è che queste sostanze permettano alle molecole dei reagenti di rompere i loro legami e formarne di nuovi con i catalizzatori. Questi legami non sono permanenti, quindi i catalizzatori possono sopravvivere invariati alle reazioni. Un altro modo in cui funzionano i catalizzatori è modificando la configurazione dei reagenti e indebolendo i loro legami.
Due tipi di catalizzatori sono omogenei ed eterogenei. I catalizzatori omogenei esistono nella stessa fase dei reagenti nella reazione chimica. Ad esempio, se i reagenti sono gas, anche il catalizzatore è un gas. I catalizzatori eterogenei si trovano in una fase diversa rispetto ai reagenti. Ad esempio, i reagenti possono essere solidi, ma il catalizzatore è un liquido.
Gli enzimi sono un tipico esempio di catalizzatore biologico. Queste proteine possono ripiegarsi in diversi modi per facilitare le reazioni legando i reagenti. I catalizzatori possono aiutare a idrolizzare il saccarosio o lo zucchero da tavola. L'invertasi è un enzima che aiuta a scomporre il saccarosio:saccarosio + H2O producono glucosio + fruttosio.
I convertitori catalitici nelle automobili sono un altro esempio comune di come funzionano i catalizzatori. I catalizzatori all'interno dei convertitori tendono ad essere metalli preziosi come platino o rodio. I gas entrano nel convertitore ed entrano in contatto con i catalizzatori. Quindi, gli inquinanti nocivi reagiscono con i metalli e diventano meno tossici.
