Catalyst vs Enzyme
Όταν ένα ή περισσότερα αντιδρώντα μετατρέπονται σε προϊόντα, ενδέχεται να υποστούν διαφορετικές τροποποιήσεις και αλλαγές ενέργειας. Οι χημικοί δεσμοί στα αντιδρώντα σπάνε και νέοι δεσμοί σχηματίζονται για να δημιουργήσουν προϊόντα, τα οποία είναι εντελώς διαφορετικά από τα αντιδρώντα. Αυτό το είδος χημικής τροποποίησης είναι γνωστό ως χημικές αντιδράσεις. Ένα μόριο πρέπει να ενεργοποιηθεί για να μπορέσει να υποστεί αντίδραση. Τα μόρια συνήθως δεν έχουν πολλή ενέργεια μαζί τους, μόνο περιστασιακά ορισμένα μόρια βρίσκονται σε ενεργειακή κατάσταση, για να υποστούν αντιδράσεις. Όπου υπάρχουν δύο αντιδρώντα, για να συμβεί η αντίδραση, τα αντιδρώντα πρέπει να συγκρούονται μεταξύ τους με τον κατάλληλο προσανατολισμό. Αν και τα αντιδρώντα απλώς συναντούν το ένα το άλλο, οι περισσότερες συναντήσεις δεν οδηγούν σε αντίδραση. Αυτές οι παρατηρήσεις έδωσαν την ιδέα της ύπαρξης ενεργειακού φραγμού στις αντιδράσεις.
Τι είναι ο Καταλύτης;
Ένας καταλύτης μειώνει το ενεργειακό φράγμα σε μια αντίδραση, κάνοντας έτσι την αντίδραση να εξελιχθεί πιο γρήγορα προς οποιαδήποτε κατεύθυνση. Οι καταλύτες μπορούν να οριστούν ως είδη, τα οποία αυξάνουν τον ρυθμό μιας αντίδρασης, αλλά παραμένουν αναλλοίωτα μετά από μια αντίδραση. Αν και ο καταλύτης μπορεί να αλλάξει τη μορφή του κατά τη διάρκεια μιας αντίδρασης, αλλάζει ξανά στην αρχική του μορφή όταν τελειώσει η αντίδραση. Αν και ένας καταλύτης αυξάνει την ταχύτητα μιας αντίδρασης, δεν επηρεάζει τη θέση ισορροπίας. Σε μια μη καταλυόμενη αντίδραση, το ενεργειακό φράγμα ενεργοποίησης είναι υψηλό σε σύγκριση με μια καταλυόμενη αντίδραση. Η ενεργοποίηση μιας αντίδρασης μπορεί να είναι υψηλότερη εάν η μεταβατική κατάσταση έχει μια πολύ απίθανη διαμόρφωση. Οι καταλύτες μπορούν να μειώσουν αυτή την ενέργεια δεσμεύοντας το μόριο του αντιδραστηρίου σε μια ενδιάμεση κατάσταση που μοιάζει με τη μεταβατική κατάσταση. Σε αυτή την περίπτωση, η δέσμευση μειώνει την ενέργεια που καταλύει την αντίδραση. Επιπλέον, ο καταλύτης μπορεί να δεσμεύσει δύο αντιδρώντα μόρια και να τα προσανατολίσει για να αυξήσει την πιθανότητα να αντιδράσουν. Έτσι, ο καταλύτης αυξάνει τον ρυθμό μειώνοντας την εντροπία δράσης στην αντίδραση. Η κατάλυση μπορεί να κατηγοριοποιηθεί ως ετερογενής κατάλυση και ομοιογενής κατάλυση. Εάν ο καταλύτης και τα αντιδρώντα είναι σε δύο φάσεις, τότε λέγεται ότι είναι μια ετερογενής κατάλυση (π.χ.: κατάλυση στερεών με υγρά αντιδρώντα). Και αν βρίσκονται στην ίδια φάση (στερεά, υγρά ή αέρια), είναι ομοιογενής κατάλυση. Οι καταλύτες χρησιμοποιούνται σε μεγάλο βαθμό σε χημικά εργαστήρια και βιομηχανίες, για να αυξήσουν την αποτελεσματικότητα των αντιδράσεων. Τα περισσότερα από τα μέταλλα d μπλοκ όπως Pt, Pd, Cu είναι κοινά για την καταλυτική τους δράση.
Τι είναι το ένζυμο;
Τα ένζυμα είναι απαραίτητα βιολογικά μακρομόρια. Είναι μόρια πρωτεΐνης, μερικές φορές συνδεδεμένα με άλλα μέταλλα, συνένζυμα ή προσθετικές ομάδες. Τα ένζυμα είναι οι βιολογικοί καταλύτες, οι οποίοι αυξάνουν τον ρυθμό των βιολογικών αντιδράσεων κάτω από πολύ ήπιες συνθήκες. Κανονικά τα ένζυμα χρειάζονται πολύ συγκεκριμένες συνθήκες για να λειτουργήσουν. Για παράδειγμα, λειτουργούν σε βέλτιστες θερμοκρασίες, συνθήκες pH κ.λπ. Τα ένζυμα είναι πρωτεΐνες, επομένως όταν υποβάλλονται σε υψηλά επίπεδα θερμότητας, συγκεντρώσεις αλάτων, μηχανικές δυνάμεις, οργανικούς διαλύτες και πυκνά διαλύματα οξέος ή βάσης, τείνουν να μετουσιωθούν. Δύο ιδιότητες που προφανώς κάνουν ένα ένζυμο ισχυρό καταλύτη είναι:
– Η ειδικότητά τους στη δέσμευση του υποστρώματος.
– Βέλτιστη διάταξη των καταλυτικών ομάδων σε μια ενεργή θέση του ενζύμου
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Catalyst και Enzyme;
• Τα ένζυμα είναι βιολογικοί καταλύτες και είναι γνωστό ότι είναι πολύ αποτελεσματικά. Προκαλούν βελτιώσεις ρυθμού, οι οποίες είναι τάξεις μεγέθους μεγαλύτερες από αυτές των καλύτερων χημικών καταλυτών.
• Οι καταλύτες μπορεί να είναι είτε οργανικοί είτε ανόργανοι και τα ένζυμα είναι οργανικοί καταλύτες.
• Τα ένζυμα είναι ειδικά για υποστρώματα. Αλλά οι άλλοι καταλύτες δεν είναι έτσι.
• Μόνο ένα μικρό μέρος ενός ενζύμου, γνωστό ως ενεργό κέντρο, συμμετέχει στην καταλυτική διαδικασία, η οποία το διαφοροποιεί από άλλους καταλύτες.
