Katalizör ve Enzim
Bir veya daha fazla reaktan ürüne dönüştüğünde, farklı modifikasyonlardan ve enerji değişimlerinden geçebilirler. Reaktanlardaki kimyasal bağlar kopuyor ve reaktanlardan tamamen farklı ürünler üretmek için yeni bağlar oluşuyor. Bu tür kimyasal modifikasyonlar kimyasal reaksiyonlar olarak bilinir. Bir molekül reaksiyona girmeden önce aktive edilmelidir. Moleküllerin normalde çok fazla enerjisi yoktur, sadece ara sıra bazı moleküller reaksiyona girmek için enerji halindedir. İki reaktan olduğunda, reaksiyonun gerçekleşmesi için reaktanların uygun yönde birbirleriyle çarpışması gerekir. Tepkimeye girenler sadece birbirleriyle karşılaşsalar da, çoğu karşılaşma bir reaksiyona yol açmaz. Bu gözlemler, reaksiyonlara karşı bir enerji bariyerine sahip olma fikrini verdi.
Katalizör Nedir?
Bir katalizör, bir reaksiyonun enerji bariyerini düşürür, böylece reaksiyonun her iki yönde de daha hızlı ilerlemesini sağlar. Katalizörler, reaksiyon hızını artıran ancak reaksiyondan sonra değişmeden kalan türler olarak tanımlanabilir. Katalizör, reaksiyon sırasında şeklini değiştirebilse de, reaksiyon bittiğinde orijinal formuna geri döner. Katalizör reaksiyonun hızını artırsa da denge konumunu etkilemez. Katalizlenmemiş bir reaksiyonda, aktivasyon enerjisi bariyeri, katalize edilmiş bir reaksiyona kıyasla yüksektir. Geçiş durumu çok olası olmayan bir konformasyona sahipse, bir reaksiyonun aktivasyonu daha yüksek olabilir. Katalizörler, reaktant molekülünü geçiş durumuna benzeyen bir ara durumda bağlayarak bu enerjiyi az altabilir. Bu durumda bağlanma, reaksiyonu katalize eden enerjiyi düşürür. Ayrıca katalizör, reaksiyona giren iki molekülü bağlayabilir ve onları reaksiyona girme şanslarını artıracak şekilde yönlendirebilir. Böylece katalizör, reaksiyondaki etki entropisini düşürerek hızı arttırır. Kataliz, heterojen kataliz ve homojen kataliz olarak kategorize edilebilir. Katalizör ve reaktanlar iki fazdaysa, bunun heterojen bir kataliz olduğu söylenir (örneğin: sıvı reaktanlarla katı kataliz). Aynı fazda iseler (katı, sıvı veya gaz) homojen katalizdir. Katalizörler, reaksiyonların verimliliğini artırmak için büyük ölçüde kimya laboratuvarlarında ve endüstrilerde kullanılır. Pt, Pd, Cu gibi d blok metallerin çoğu katalitik aktiviteleri için ortaktır.
Enzim Nedir?
Enzimler temel biyolojik makromoleküllerdir. Bazen diğer metallere, yardımcı enzimlere veya prostetik gruplara bağlı protein molekülleridir. Enzimler, çok hafif koşullar altında biyolojik reaksiyonların hızını artıran biyolojik katalizörlerdir. Normalde enzimlerin çalışması için çok özel koşullara ihtiyacı vardır. Örneğin, optimum sıcaklıklarda, pH koşullarında vb. çalışırlar. Enzimler proteinlerdir, bu nedenle yüksek düzeyde ısıya, tuz konsantrasyonlarına, mekanik kuvvetlere, organik çözücülere ve konsantre asit veya baz çözeltilerine maruz kaldıklarında denatüre olma eğilimindedirler. Bir enzimi güçlü bir katalizör yapan iki özellik şunlardır:
– Substrat bağlamanın özgüllüğü.
– Enzimin aktif bir bölgesinde katalitik grupların optimal yerleşimi
Katalizör ve Enzim arasındaki fark nedir?
• Enzimler biyolojik katalizörlerdir ve çok verimli oldukları bilinmektedir. En iyi kimyasal katalizörlerinkinden daha büyük büyüklük sıralarında olan hız artışlarına neden olurlar.
• Katalizörler organik veya inorganik olabilir ve enzimler organik katalizörlerdir.
• Enzimler substratlara özeldir. Ama diğer katalizörler öyle değil.
• Aktif bölge olarak bilinen bir enzimin yalnızca küçük bir kısmı, onları diğer katalizörlerden ayıran katalitik sürece katılır.
