Catalyst vs Enzyme
כאשר מגיבים אחד או יותר הופכים למוצרים, הם עשויים לעבור שינויים ושינויי אנרגיה שונים. הקשרים הכימיים במגיבים מתפרקים, וקשרים חדשים נוצרים ליצירת מוצרים, שהם שונים לחלוטין מהמגיבים. סוג זה של שינוי כימי ידוע בשם תגובות כימיות. יש להפעיל מולקולה לפני שהיא יכולה לעבור תגובה. למולקולות בדרך כלל אין איתן הרבה אנרגיה, רק שמדי פעם חלק מהמולקולות נמצאות במצב אנרגיה, כדי לעבור תגובות. כאשר יש שני מגיבים, כדי שהתגובה תתרחש, המגיבים חייבים להתנגש זה בזה בכיוון הנכון.למרות שהמגיבים פשוט נתקלים זה בזה, רוב המפגשים אינם מובילים לתגובה. תצפיות אלו נתנו את הרעיון שיש מחסום אנרגיה לתגובות.
מהו Catalyst?
זרז מוריד את מחסום האנרגיה לתגובה, ובכך גורם לתגובה לעבור מהר יותר בכל כיוון. ניתן להגדיר זרזים כמינים, אשר מגבירים את קצב התגובה, אך נותרים ללא שינוי לאחר תגובה. למרות שהזרז יכול לשנות את צורתו במהלך תגובה, הוא משתנה בחזרה לצורה המקורית כאשר התגובה מסתיימת. למרות שזרז מגביר את מהירות התגובה, הוא אינו משפיע על מיקום שיווי המשקל. בתגובה לא מזורזת, מחסום אנרגיית ההפעלה גבוה בהשוואה לתגובה מזורזת. הפעלה של תגובה יכולה להיות גבוהה יותר אם למצב המעבר יש קונפורמציה מאוד לא סבירה. זרזים יכולים להפחית אנרגיה זו על ידי קשירת מולקולת המגיב במצב ביניים הדומה למצב המעבר.במקרה זה, הקישור מוריד את האנרגיה המזרזת את התגובה. יתר על כן, זרז יכול לקשור שתי מולקולות מגיבות ולכוון אותן כדי להגדיל את הסיכוי שלהן להגיב. לפיכך, זרז מגביר את הקצב על ידי הורדת האנטרופיה של הפעולה בתגובה. ניתן לסווג קטליזה כקטליזה הטרוגנית וקטליזה הומוגנית. אם הזרז והמגיבים נמצאים בשני שלבים, אזי אומרים שמדובר בקטליזה הטרוגנית (למשל: קטליזה מוצקה עם מגיבים נוזליים). ואם הם נמצאים באותו שלב (מוצק, נוזל או גז), זוהי קטליזה הומוגנית. זרזים משמשים בעיקר במעבדות כימיות ובתעשיות, כדי להגביר את יעילות התגובות. רוב המתכות בלוק d כמו Pt, Pd, Cu נפוצות בשל הפעילות הקטליטית שלהן.
מהו אנזים?
אנזימים הם מקרומולקולות ביולוגיות חיוניות. הן מולקולות חלבון, לעיתים קשורות למתכות אחרות, אנזימים משותפים או קבוצות תותבות. אנזימים הם הזרזים הביולוגיים, מה שמגביר את קצב התגובות הביולוגיות בתנאים קלים מאוד.בדרך כלל אנזימים זקוקים לתנאים מאוד ספציפיים כדי לתפקד. לדוגמה, הם פועלים בטמפרטורות אופטימליות, תנאי pH וכו'. אנזימים הם חלבונים, ולכן כאשר הם נתונים לרמה גבוהה של חום, ריכוזי מלחים, כוחות מכניים, ממיסים אורגניים ותמיסות חומצה או בסיס מרוכזות, הם נוטים לדנטורציה. שתי תכונות שהופכות כנראה אנזים לזרז רב עוצמה הן:
– הספציפיות שלהם לקשירת המצע.
– סידור אופטימלי של קבוצות קטליטיות באתר פעיל של האנזים
מה ההבדל בין Catalyst לאנזים?
• אנזימים הם זרזים ביולוגיים, והם ידועים כיעילים מאוד. הם גורמים לשיפורי קצב, שהם בסדרי גודל גדולים יותר מזה של הזרזים הכימיים הטובים ביותר.
• זרזים יכולים להיות אורגניים או אנאורגניים, ואנזימים הם זרזים אורגניים.
• אנזימים הם ספציפיים למצעים. אבל זרזים אחרים אינם כאלה.
• רק חלק קטן מאנזים, המכונה האתר הפעיל, משתתף בתהליך הקטליטי, המבדיל אותם מזרזים אחרים.
