Katalyse
von altgriechisch: κατάλυσις ("katalysis") - Auflösung
Englisch: catalysis
Definition
Als Katalyse bezeichnet man das Herabsetzen der Aktivierungsenergie (ΔG#) einer chemischen Reaktion durch einen Katalysator. Dabei wird der Katalysator selbst nicht verbraucht und kann somit mehrere Katalysezyklen durchlaufen. Durch die Katalyse wird üblicherweise die Wahrscheinlichkeit eines Reaktionsablaufes oder dessen Geschwindigkeit erhöht.
Geschichte
Der Begriff Katalyse wurde vom schwedischen Chemiker Jöns Jakob Berzelius geprägt und erstmalig definiert.
Mechanismus
Ein Katalysator senkt die Aktivierungsenergie einer Reaktion, indem er einen alternativen Reaktionsweg mit energetisch günstigeren Übergangszuständen anbietet. Dabei verändert er weder die Reaktionsenthalpie noch das chemische Gleichgewicht. Er beschleunigt lediglich das Erreichen dieses Gleichgewichts.
Einteilung
In der Chemie lassen sich grundsätzlich vier Katalysetypen unterscheiden:
- Heterogene Katalyse: Die Katalysatoren befinden sich in einer anderen Phase als die Reaktanten (meist Feststoff-Katalysator in Kontakt mit Gasen oder Flüssigkeit).
- Homogene Katalyse: Die Katalysatoren sind in der gleichen Phase wie die Reaktanten (meist beide Flüssigkeit).
- Autokatalyse: Das Endprodukt einer Reaktion wirkt als Katalysator.
- Biokatalyse: Katalyse durch Enzyme und Ribozyme in biologischen Systemen
Andere Katalyseeinteilungen umfassen die Säure-Base-Katalyse und die Metallkomplexkatalyse.