Είναι οι καταλύτες αναστολείς ή δηλητήρια
Η χημεία επιφανειών είναι ένα από τα βασικά θέματα βαθμολόγησης στη χημεία. Έννοιες όπως προσρόφηση, διασπορά, εκρόφηση, απορροφητικό και προσροφητικό ή απόφραξη είναι κρίσιμες πτυχές της χημείας της επιφάνειας. Ένα από τα πιο κρίσιμα θέματα μεταξύ αυτών είναι η κατάλυση. Για να κατανοήσουμε την κατάλυση, είναι απαραίτητο να κατανοήσουμε τι είναι ο καταλύτης και τι είναι τα δηλητήρια ή οι αναστολείς του καταλύτη. Είναι εξίσου σημαντικό να γνωρίζουμε πώς λειτουργούν οι αναστολείς, τους τύπους των αναστολέων και τη διαφορά μεταξύ αναστολέων και δηλητηρίων.
Σύμφωνα με τον επιστημονικό ορισμό, ένας καταλύτης είναι μια ξένη ουσία που προστίθεται σε μια αντίδραση για να επιταχύνει ή να επιβραδύνει τον ρυθμό της αντίδρασης. Ένας αρνητικός καταλύτης επιβραδύνει τη χημική αντίδραση, ενώ ένας θετικός καταλύτης την επιταχύνει. Οι ομογενείς, ετερογενείς, θετικοί, αρνητικοί, αυτοκαταλύτες και επαγόμενοι καταλύτες είναι μερικοί τύποι καταλυτών.
Βασικά χαρακτηριστικά των καταλυτών και των καταλυτικών αναστολέων
Ένας καταλύτης διατηρεί τη μάζα και τη σύνθεσή του μέχρι την ολοκλήρωση μιας χημικής αντίδρασης και δεν μπορεί να ξεκινήσει μια αντίδραση ή να αλλάξει τη θέση της ισορροπίας. Οι καταλύτες έχουν συγκεκριμένο χαρακτήρα.
Ένας καταλυτικός αναστολέας είναι μια χημική ουσία που επηρεάζει την απόδοση του καταλύτη επιβραδύνοντάς τον. Με απλά λόγια, είναι μια ουσία που καταστρέφει τη δραστηριότητα του καταλύτη με την παρουσία του.
Πώς οι καταλυτικοί αναστολείς μειώνουν την απόδοση ενός καταλύτη
Γνωρίζουμε ότι ένας καταλύτης έχει κάποιες ενεργές θέσεις στην επιφάνειά του. Μια ενεργή θέση είναι μια συγκεκριμένη περιοχή ενός ενζύμου όπου το υπόστρωμα ή το είδος του αντιδρώντος δεσμεύεται και λαμβάνει χώρα η διαδικασία κατάλυσης ή η χημική αντίδραση. Ένας αναστολέας επηρεάζει την απόδοση ενός καταλύτη δεσμεύοντας με τις ενεργές θέσεις στην επιφάνειά του.
Οι περισσότεροι από τους καταλυτικούς αναστολείς δρουν εμποδίζοντας τα αντιδρώντα να έρθουν πιο κοντά το ένα στο άλλο, δεσμεύοντας με ένα από τα αντιδρώντα μόνιμα ή προσωρινά. Μπορούν να συντονιστούν με τις ενεργές θέσεις για να επιβραδύνουν τη διαδικασία αντίδρασης.
Ένα παράδειγμα καταλυτικού αναστολέα είναι η μεθοτρεξάτη – ένα φάρμακο χημειοθεραπείας που δρα ως ανταγωνιστικός αναστολέας.
Οι κύριες αιτίες αναστολής είναι η μείωση της συγκέντρωσης ενός από τα αντιδρώντα στη χημική αντίδραση, η μείωση της συγκέντρωσης ενός ενεργού καταλύτη ή ο τερματισμός μιας αλυσιδωτής αντίδρασης.
Τύποι καταλυτικών αναστολέων
Οι χημικοί καταλυτικοί αναστολείς χωρίζονται ευρέως σε δύο τύπους
- Αναστρέψιμος καταλυτικός αναστολέας
- Μη αναστρέψιμοι καταλυτικοί αναστολείς
Αναστρέψιμος καταλυτικός αναστολέας
Οι αναστρέψιμοι καταλυτικοί αναστολείς επιβραδύνουν την αντίδραση αντί να σταματήσουν εντελώς τη διαδικασία αντίδρασης. Μετά την αφαίρεση αυτού του είδους αναστολέα, τα επηρεαζόμενα ένζυμα αρχίζουν να λειτουργούν ξανά. Ουσιαστικά δεν έχουν μόνιμη επίδραση στη χημική αντίδραση. Οι αναστρέψιμοι αναστολείς ταξινομούνται περαιτέρω σε ανταγωνιστικούς, μη ανταγωνιστικούς και μη ανταγωνιστικούς αναστολείς.
Μη αναστρέψιμος καταλυτικός αναστολέας
Οι αναστολείς που σταματούν την εμφάνιση ανεπιθύμητων αντιδράσεων στην πρωτογενή αντίδραση είναι μη αναστρέψιμοι καταλυτικοί αναστολείς. Απλώς απενεργοποιούν το ένζυμο δεσμεύοντας τις ενεργές θέσεις. Και πάλι, υπάρχουν τρεις τύποι μη αναστρέψιμων αναστολέων:αντιδραστήρια ειδικά για ομάδες, ανάλογα αντιδρώντων υποστρωμάτων και αναστολείς αυτοκτονίας.
Καταλυτικά Δηλητήρια
Οι ουσίες που καταστρέφουν τη δραστηριότητα του καταλύτη με την παρουσία τους είναι γνωστές ως καταλυτικά δηλητήρια. Η δηλητηρίαση των καταλυτών λαμβάνει χώρα λόγω της προτιμησιακής προσρόφησης του δηλητηρίου στην επιφάνειά του, μειώνοντας έτσι τον διαθέσιμο χώρο για την προσρόφηση των μορίων που αντιδρούν. Με απλά λόγια, τα καταλυτικά δηλητήρια είναι ουσίες που αλλάζουν τη σύνθεση της αντίδρασης.
Μερικά παραδείγματα καταλυτικών δηλητηρίων είναι το μονοξείδιο του άνθρακα, τα αλογονίδια, τα σουλφίδια, τα θειώδη, τα φωσφορικά άλατα, τα φωσφορικά άλατα και τα οργανικά μόρια όπως τα νιτρίλια, οι νιτροενώσεις, οι οξίμες και οι ετερόκυκλοι του αζώτου.
Συμπέρασμα
Ο καταλύτης είναι μια ξένη χημική ουσία που βοηθά στην αλλαγή ή την αλλαγή του ρυθμού μιας χημικής αντίδρασης. Συνήθως, ένας καταλύτης χρησιμοποιείται σε μια χημική αντίδραση για να αυξήσει την ταχύτητα μιας χημικής αντίδρασης. Έξι κοινοί καταλύτες είναι ομογενείς, ετερογενείς, επαγόμενοι, αυτοκαταλύτης, αρνητικός και θετικός. Από την άλλη πλευρά, οι καταλυτικοί αναστολείς επηρεάζουν τη δραστηριότητα ενός καταλύτη σε μια χημική αντίδραση και τα καταλυτικά δηλητήρια σταματούν μια ανεπιθύμητη αντίδραση στην πρωτογενή χημική αντίδραση.
Η κύρια διαφορά μεταξύ ενός καταλυτικού αναστολέα και ενός καταλυτικού δηλητηρίου είναι ότι ο αναστολέας επιβραδύνει την καταλυτική αντίδραση επηρεάζοντας τη δραστηριότητα του καταλύτη. Από την άλλη πλευρά, τα δηλητήρια εμποδίζουν άμεσα την εμφάνιση ανεπιθύμητων αντιδράσεων.
