I CATALIZZATORI

I CATALIZZATORI: Un catalizzatore è una sostanza (o dispositivo), che interviene in una reazione chimica aumentandone la velocità ma rimanendo inalterato al termine della stessa.

L'aumento di velocità viene reso possibile grazie alla diminuzione dell'energia di attivazione, che deve essere raggiunta per far sì che i reagenti evolvano poi spontaneamente verso il prodotto/i. L'effetto è tale da rendere possibili reazioni che in condizioni normali non procederebbero in maniera apprezzabile

Azione del catalizzatore: Un catalizzatore, in generale, modifica il "meccanismo di reazione" della reazione a cui partecipa tramite un percorso reattivo alternativo al quale compete una minore energia di attivazione. Lo schema più semplice di intervento di un catalizzatore C nella reazione fra due composti A e B è: A + C → AC AC + B → AB + C La reazione netta è sempre A + B → AB , mentre C viene rigenerato alla fine di ogni ciclo e non si consuma. Nel caso in cui un composto presente nell'ambiente di reazione si leghi al catalizzatore in modo permanente, si parla di avvelenamento del catalizzatore (o disattivazione), che perde così la sua efficacia.

La frequenza di turnover definisce il rendimento di un catalizzatore ed è data dalla formula: N=v/[Q] dove v è la velocità di reazione e [Q] la concentrazione molare del catalizzatore omogeneo. In caso di catalisi eterogenea, al denominatore compare la massa del catalizzatore o la sua estensione superficiale.

Una classe particolare di catalizzatori è rappresentata dai catalizzatori per trasferimento di fase, che permettono la reazione fra composti in fasi distinte, che non potrebbero reagire altrimenti. Ci sono sostanze che invece di aumentare la velocità di reazione, la diminuiscono. Questi composti vengono definiti catalizzatori negativi o inibitori.

Catalizzatori omogenei Un catalizzatore è detto omogeneo se si trova nella stessa fase dei reagenti. Il vantaggio dei catalizzatori omogenei sta nel miglior contatto con i reagenti; questo è al tempo stesso uno svantaggio, perché è difficile separare e recuperare il catalizzatore alla fine della reazione. Catalizzatori eterogenei Un catalizzatore è detto eterogeneo se non si trova nella stessa fase in cui sono presenti i reagenti. Un catalizzatore eterogeneo è in genere formato da un supporto su cui sono posizionati il catalizzatore vero e proprio, ed eventuali promotori (sostanze che migliorano o modulano la performance catalitica).

Catalizzatori di interesse industriale Dal punto di vista pratico, l'uso principale dei catalizzatori nell'industria chimica consente condizioni di reazione meno drastiche per fare procedere velocemente reazioni di sintesi. Si stima che almeno il 60% di tutte le sostanze commercializzate oggi richiedano l'uso di catalizzatori in qualche stadio della loro sintesi.

Biocatalizzatori Come biocatalizzatori si intendono i catalizzatori che agiscono in reazioni biochimiche, di solito proteine(enzimi), raramente RNA. Gli enzimi possono catalizzare molti tipi di reazioni chimiche, e ciascun tipo di enzima è specifico per un tipo di reazione. Le reazioni avvengono con grande velocità proprio grazie alla specificità degli enzimi.

La parte della molecola reagente con cui questi catalizzatori enzimatici hanno specificità è chiamata substrato. Si forma quindi un complesso enzima-substrato, la cui formazione è dovuta a interazioni deboli di tipo elettrostatico o legami covalenti. Non tutto l'enzima è interessato alla formazione del complesso enzima-substrato, ma solo una parte detta sito attivo.

The End 10 Daniele Maugeri Jake D’Addiego