Catalitzador contra enzim
Quan un o més reactius es converteixen en productes, poden passar per diferents modificacions i canvis d'energia. Els enllaços químics dels reactius es trenquen i es formen nous enllaços per generar productes, totalment diferents dels reactius. Aquest tipus de modificació química es coneix com a reaccions químiques. Una molècula s'ha d'activar abans que puguin reaccionar. Les molècules normalment no tenen molta energia amb elles, només de tant en tant algunes molècules es troben en estat energètic, per experimentar reaccions. Quan hi ha dos reactius, perquè la reacció es produeixi, els reactius han de xocar entre ells en l'orientació adequada. Tot i que els reactius només es troben entre ells, la majoria de trobades no donen lloc a una reacció. Aquestes observacions han donat la idea de tenir una barrera energètica a les reaccions.
Què és Catalyst?
Un catalitzador redueix la barrera energètica d'una reacció, fent que la reacció sigui més ràpida en qualsevol direcció. Els catalitzadors es poden definir com una espècie, que augmenta la velocitat d'una reacció, però es manté in alterada després d'una reacció. Tot i que el catalitzador pot canviar de forma durant una reacció, torna a la forma original quan acaba la reacció. Encara que un catalitzador augmenta la velocitat d'una reacció, no afecta la posició d'equilibri. En una reacció no catalitzada, la barrera d'energia d'activació és alta en comparació amb una reacció catalitzada. L'activació d'una reacció pot ser més alta si l'estat de transició té una conformació molt improbable. Els catalitzadors poden reduir aquesta energia unint la molècula reactiva en un estat intermedi que s'assembla a l'estat de transició. En aquest cas, la unió redueix l'energia que catalitza la reacció. A més, el catalitzador pot unir dues molècules que reaccionen i orientar-les per augmentar les seves possibilitats de reaccionar. Així, el catalitzador augmenta la velocitat reduint l'entropia d'acció en la reacció. La catàlisi es pot classificar en catàlisi heterogènia i catàlisi homogènia. Si el catalitzador i els reactius es troben en dues fases, es diu que és una catàlisi heterogènia (per exemple: catàlisi sòlida amb reactius líquids). I si estan en la mateixa fase (sòlid, líquid o gas), és una catàlisi homogènia. Els catalitzadors s'utilitzen àmpliament en laboratoris i indústries químiques, per augmentar l'eficiència de les reaccions. La majoria dels metalls del bloc d com Pt, Pd, Cu són comuns per la seva activitat catalítica.
Què és l'enzim?
Els enzims són macromolècules biològiques essencials. Són molècules de proteïnes, de vegades unides amb altres metalls, coenzims o grups protèsics. Els enzims són els catalitzadors biològics, que augmenten la velocitat de les reaccions biològiques en condicions molt suaus. Normalment els enzims necessiten condicions molt específiques per funcionar. Per exemple, funcionen a temperatures òptimes, condicions de pH, etc. Els enzims són proteïnes, de manera que quan estan sotmesos a un alt nivell de calor, concentracions de sal, forces mecàniques, dissolvents orgànics i solucions concentrades d'àcids o bases, tendeixen a desnaturalitzar-se. Dues propietats que aparentment fan d'un enzim un catalitzador potent són:
– La seva especificitat d'unió al substrat.
– Disposició òptima dels grups catalítics en un lloc actiu de l'enzim
Quina diferència hi ha entre el catalitzador i l'enzim?
• Els enzims són catalitzadors biològics i se sap que són molt eficients. Provoquen millores de velocitat, que són en ordres de magnitud superiors a les dels millors catalitzadors químics.
• Els catalitzadors poden ser orgànics o inorgànics, i els enzims són catalitzadors orgànics.
• Els enzims són específics per a substrats. Però altres catalitzadors no ho són.
• Només una petita part d'un enzim, conegut com a lloc actiu, participa en el procés catalític, que els diferencia d' altres catalitzadors.
