Catalyst vs Enzyme
Wanneer een of meer reactanten worden omgezet in producten, kunnen ze verschillende modificaties en energieveranderingen ondergaan. De chemische bindingen in de reactanten worden verbroken en er worden nieuwe bindingen gevormd om producten te genereren die totaal anders zijn dan de reactanten. Dit soort chemische modificatie staat bekend als chemische reacties. Een molecuul moet worden geactiveerd voordat ze een reactie kunnen ondergaan. Moleculen hebben normaal gesproken niet veel energie bij zich, alleen af en toe zijn sommige moleculen in een energietoestand om reacties te ondergaan. Als er twee reactanten zijn, moeten de reactanten in de juiste richting met elkaar botsen om de reactie te laten plaatsvinden. Hoewel reactanten elkaar gewoon tegenkomen, leiden de meeste ontmoetingen niet tot een reactie. Deze waarnemingen hebben het idee gegeven van een energiebarrière voor reacties.
Wat is Catalyst?
Een katalysator verlaagt de energiebarrière voor een reactie, waardoor de reactie in beide richtingen sneller verloopt. Katalysatoren kunnen worden gedefinieerd als soorten die de reactiesnelheid verhogen, maar ongewijzigd blijven na een reactie. Hoewel de katalysator tijdens een reactie van vorm kan veranderen, verandert hij weer in de oorspronkelijke vorm wanneer de reactie is afgelopen. Hoewel een katalysator de snelheid van een reactie verhoogt, heeft deze geen invloed op de evenwichtsstand. In een niet-gekatalyseerde reactie is de activeringsenergiebarrière hoog in vergelijking met een gekatalyseerde reactie. Activering van een reactie kan hoger zijn als de overgangstoestand een zeer onwaarschijnlijke conformatie heeft. Katalysatoren kunnen deze energie verminderen door het reactantmolecuul te binden in een tussentoestand die lijkt op de overgangstoestand. In dit geval verlaagt de binding de energie die de reactie katalyseert. Bovendien kan katalysator twee reagerende moleculen binden en oriënteren om hun kans op reactie te vergroten. Aldus verhoogt de katalysator de snelheid door de entropie van actie in de reactie te verlagen. Katalyse kan worden onderverdeeld in heterogene katalyse en homogene katalyse. Als de katalysator en de reactanten in twee fasen zijn, dan is er sprake van een heterogene katalyse (bijvoorbeeld: vaste katalyse met vloeibare reactanten). En als ze zich in dezelfde fase bevinden (vast, vloeibaar of gas), is het een homogene katalyse. Katalysatoren worden grotendeels gebruikt in chemische laboratoria en industrieën om de efficiëntie van reacties te verhogen. De meeste d-blokmetalen zoals Pt, Pd en Cu zijn gebruikelijk vanwege hun katalytische activiteit.
Wat is enzym?
Enzymen zijn essentiële biologische macromoleculen. Het zijn eiwitmoleculen, soms gebonden met andere metalen, co-enzymen of prosthetische groepen. Enzymen zijn de biologische katalysatoren, die de snelheid van biologische reacties verhogen onder zeer milde omstandigheden. Normaal gesproken hebben enzymen zeer specifieke omstandigheden nodig om te kunnen functioneren. Ze functioneren bijvoorbeeld bij optimale temperaturen, pH-omstandigheden, enz. Enzymen zijn eiwitten, dus wanneer ze worden blootgesteld aan een hoge mate van hitte, zoutconcentraties, mechanische krachten, organische oplosmiddelen en geconcentreerde zuur- of baseoplossingen, hebben ze de neiging te denatureren. Twee eigenschappen die een enzym blijkbaar tot een krachtige katalysator maken, zijn:
– Hun specificiteit van substraatbinding.
– Optimale rangschikking van katalytische groepen in een actieve plaats van het enzym
Wat is het verschil tussen katalysator en enzym?
• Enzymen zijn biologische katalysatoren en het is bekend dat ze zeer efficiënt zijn. Ze veroorzaken snelheidsverhogingen, die in de orde van grootte groter zijn dan die van de beste chemische katalysatoren.
• Katalysatoren kunnen zowel organisch als anorganisch zijn, en enzymen zijn organische katalysatoren.
• Enzymen zijn specifiek voor substraten. Maar andere katalysatoren zijn niet zo.
• Slechts een klein deel van een enzym, bekend als de actieve plaats, neemt deel aan het katalytische proces, waardoor het zich onderscheidt van andere katalysatoren.
