Катализатор ба фермент
Нэг буюу хэд хэдэн урвалж бүтээгдэхүүн болж хувирах үед тэдгээр нь өөр өөр өөрчлөлт, энергийн өөрчлөлтийг туулж болно. Урвалж буй бодисууд дахь химийн холбоо тасарч, урвалд орох бодисоос тэс өөр бүтээгдэхүүн үүсгэх шинэ холбоо үүсч байна. Энэ төрлийн химийн өөрчлөлтийг химийн урвал гэж нэрлэдэг. Молекулууд урвалд орохын өмнө идэвхжсэн байх ёстой. Молекулууд ихэвчлэн тэдэнтэй маш их энерги байдаггүй, зөвхөн заримдаа зарим молекулууд урвалд орох энергийн төлөвт байдаг. Хоёр урвалж байгаа тохиолдолд урвал явагдахын тулд тэдгээр нь зохих чиглэлд бие биетэйгээ мөргөлдөх ёстой. Хэдийгээр урвалд ордог бодисууд хоорондоо тааралддаг ч ихэнх уулзалтууд нь урвалд хүргэдэггүй. Эдгээр ажиглалтууд нь урвалд эрчим хүчний саад тотгор болох санааг өгсөн.
Катализатор гэж юу вэ?
Катализатор нь урвалын энергийн саадыг бууруулж, урвалыг аль ч чиглэлд хурдасгадаг. Катализаторыг урвалын хурдыг нэмэгдүүлдэг төрөл зүйл гэж тодорхойлж болно, гэхдээ урвалын дараа өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна. Хэдийгээр катализатор нь урвалын явцад хэлбэрээ өөрчилж чаддаг ч урвал дуусахад анхны хэлбэрээ өөрчилдөг. Хэдийгээр катализатор нь урвалын хурдыг нэмэгдүүлдэг боловч энэ нь тэнцвэрийн байрлалд нөлөөлдөггүй. Катализаторгүй урвалын үед идэвхжүүлэлтийн энергийн саад нь катализлагдсан урвалтай харьцуулахад өндөр байдаг. Шилжилтийн төлөв нь маш боломжгүй конформацтай бол урвалын идэвхжил өндөр байж болно. Катализаторууд нь урвалжийн молекулыг шилжилтийн төлөвтэй төстэй завсрын төлөвт холбож энэ энергийг бууруулж чадна. Энэ тохиолдолд холболт нь урвалыг хурдасгах энергийг бууруулдаг. Түүнээс гадна катализатор нь урвалд орж буй хоёр молекулыг холбож, урвалд орох боломжийг нэмэгдүүлэхийн тулд чиглүүлж чаддаг. Тиймээс катализатор нь урвалын үйл ажиллагааны энтропийг бууруулж хурдыг нэмэгдүүлдэг. Катализийг гетероген катализ ба нэгэн төрлийн катализ гэж ангилж болно. Хэрэв катализатор ба урвалж хоёр үе шаттай бол түүнийг гетероген катализ гэж нэрлэдэг (жишээ нь: шингэн урвалд орох бодистой хатуу катализ). Хэрэв тэдгээр нь ижил үе шатанд (хатуу, шингэн эсвэл хий) байвал энэ нь нэгэн төрлийн катализ юм. Катализаторыг химийн лаборатори, үйлдвэрлэлд ихэвчлэн урвалын үр ашгийг нэмэгдүүлэх зорилгоор ашигладаг. Pt, Pd, Cu зэрэг d блок металлуудын ихэнх нь катализаторын үйл ажиллагаагаараа түгээмэл байдаг.
Фермент гэж юу вэ?
Ферментүүд нь амин чухал биологийн макромолекулууд юм. Эдгээр нь уургийн молекулууд бөгөөд заримдаа бусад металл, фермент эсвэл протезийн бүлгүүдтэй холбогддог. Ферментүүд нь биологийн катализаторууд бөгөөд маш зөөлөн нөхцөлд биологийн урвалын хурдыг нэмэгдүүлдэг. Ер нь ферментүүд ажиллахын тулд маш тодорхой нөхцөл шаарддаг. Жишээлбэл, тэдгээр нь оновчтой температур, рН-ийн нөхцөл гэх мэт үйлчилдэг. Ферментүүд нь уураг байдаг тул өндөр дулаан, давсны концентраци, механик хүч, органик уусгагч, төвлөрсөн хүчил эсвэл суурь уусмалд өртөхөд тэдгээр нь денатуризаци хийх хандлагатай байдаг. Ферментийг хүчирхэг катализатор болгодог хоёр шинж чанар нь:
– Тэдний субстрат холбох өвөрмөц байдал.
– Ферментийн идэвхтэй газар дахь катализаторын бүлгийн оновчтой зохион байгуулалт
Катализатор ба ферментийн ялгаа нь юу вэ?
• Ферментүүд нь биологийн катализатор бөгөөд маш үр дүнтэй байдаг. Эдгээр нь хамгийн сайн химийн катализаторын хурдыг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг.
• Катализатор нь органик болон органик бус байж болох ба ферментүүд нь органик катализатор юм.
• Ферментүүд нь субстратуудад зориулагдсан байдаг. Гэхдээ бусад катализаторууд тийм биш.
• Идэвхтэй хэсэг гэгддэг ферментийн зөвхөн өчүүхэн хэсэг нь катализаторын процесст оролцдог нь бусад катализаторуудаас ялгардаг.
