Неке хемијске интеракције саме по себијављају се веома тешко или се уопште не јављају. А онда посебне супстанце - катализатори - долазе у помоћ. Они вам омогућавају да "заобиђете баријеру" - и реакција почиње, иако без њих она или никада не би почела или би била веома спора. Јавља се хомогена и хетерогена катализа. Шта значе ове речи?
Име може да варира у зависности од тога да лида ли су катализатор и реагенси у истој фази. Сам катализатор се не троши у реакцији. Ако видите две фазе са границом између супстанце и катализатора, онда ће катализа бити хетерогена. Исто се може рећи и за случај када се стање агрегације супстанце и катализатора разликује. Хомоген се јавља у хомогеној средини, у једној фази.
Код хетерогене катализе, катализатор често -чврста материја, а реактанти су или течности, растворене у течности, или гасови. У овом случају, реагенси се адсорбују на активним местима катализатора (не мешајте адсорпцију и апсорпцију. Први значи неку врсту "лепљења" на површини, други - када једна супстанца продире у структуру друге).
У овом случају, између молекула реагенса и катализаторадолази до хемијске интеракције. Може укључивати и хемијску реакцију на површини и слабљење веза унутар молекула реагенса. Затим долази до реакције у којој често молекули преостале супстанце ударају у молекуле првог реагенса. Резултат реакције се десорбује, "одлепи" од активних центара. Као што је раније поменуто, катализатор се не троши у реакцији. Мења се само количина реагенаса и производа.
Хомогена и хетерогена катализа се широко користе у индустрији. Хајде да дамо пример другог, пошто смо га теоретски већ разматрали.
Као што знате, маргарин је засићена маст.Чврсте је конзистенције. А биљне масти од којих се производи углавном су течне. Како постајеш тежак? Уз помоћ хидрогенације, односно, двоструке везе атома угљеника постају једноструке услед додавања атома водоника. А метал никла у чврстом стању делује као катализатор. Масти које се добијају овом реакцијом називају се хидрогенизоване масти. Наравно, као и све засићене масти, оне нису много корисне, али ни њих не треба демонизовати.
Потреба за катализом хомогена и хетерогена катализаразумеју јер помажу у објашњењу не само индустријских већ и природних процеса. На пример, оштећење озона је пример хомогене катализе.
Озон се уништава и поново ствара одизлагање молекула ултраљубичастом зрачењу. Међутим, нормалан процес је поремећен у присуству молекула хлора и флуороугљеника, који су присутни у атмосфери у облику гасова и производи су индустријских емисија. Шта се онда дешава? Молекули угљеникових једињења хлора и флуора се сударају са молекулима озона и одузимају им један атом кисеоника. Затим се једињење, рецимо, хлора са кисеоником судара са другим молекулом озона, што резултира молекулом кисеоника и регенерисаном честицом једињења хлора која може даље да уништи хиљаде молекула озона. Дакле, долази до хомогене катализе. Као што видите, познавање овог процеса нам омогућава да схватимо да морамо бити опрезни са употребом неких дезодоранса и течности у фрижидеру.
Међутим, треба напоменути да супстанцехомогена и хетерогена катализа, која обезбеђује катализу, може не само да убрза реакцију, већ је и успори. У овом случају се зову инхибитори. А на било који катализатор, заузврат, могу утицати неке супстанце: акцелератори или отрови за катализатор. Дакле, процес катализе је вишестепени, а да бисмо га разумели, потребно је разумети разлоге за катализу. А то се дешава зато што овај процес захтева мање енергије активације, јер процес иде другачијим путем него да иде сам.
Као што смо видели, примери катализе могу бити веома различити у својим користима за људе. Међутим, да бисте променили свет, морате га разумети. Стога, не учите хемију само „лукаво”.
