Sự khác biệt giữa chất xúc tác và enzyme

Xúc tác vs Enzyme
 

Khi một hoặc nhiều chất phản ứng đang chuyển đổi thành sản phẩm, chúng có thể trải qua các sửa đổi và thay đổi năng lượng khác nhau. Các liên kết hóa học trong các chất phản ứng bị phá vỡ, và các liên kết mới đang hình thành để tạo ra các sản phẩm, hoàn toàn khác với các chất phản ứng. Loại sửa đổi hóa học này được gọi là phản ứng hóa học. Một phân tử phải được kích hoạt trước khi chúng có thể trải qua phản ứng. Các phân tử thường không có nhiều năng lượng với chúng, chỉ thỉnh thoảng một số phân tử ở trạng thái năng lượng, để trải qua các phản ứng. Khi có hai chất phản ứng, để phản ứng xảy ra, các chất phản ứng phải va chạm với nhau theo hướng thích hợp. Mặc dù các chất phản ứng chỉ gặp nhau, nhưng hầu hết các cuộc gặp gỡ đều không dẫn đến phản ứng. Những quan sát này đã đưa ra ý tưởng có một rào cản năng lượng cho các phản ứng.

Chất xúc tác là gì?

Một chất xúc tác làm giảm hàng rào năng lượng cho một phản ứng, do đó làm cho phản ứng diễn ra nhanh hơn theo cả hai hướng. Chất xúc tác có thể được định nghĩa là loài, làm tăng tốc độ phản ứng, nhưng vẫn không thay đổi sau một phản ứng. Mặc dù chất xúc tác có thể thay đổi dạng của nó trong một phản ứng, nhưng nó sẽ thay đổi trở lại dạng ban đầu khi phản ứng kết thúc. Mặc dù chất xúc tác làm tăng tốc độ của phản ứng, nhưng nó không ảnh hưởng đến vị trí cân bằng. Trong phản ứng không có xúc tác, hàng rào năng lượng kích hoạt cao so với phản ứng được xúc tác. Kích hoạt phản ứng có thể cao hơn nếu trạng thái chuyển tiếp có cấu trúc rất khó khả thi. Chất xúc tác có thể làm giảm năng lượng này bằng cách liên kết phân tử chất phản ứng ở trạng thái trung gian giống với trạng thái chuyển tiếp. Trong trường hợp này, liên kết làm giảm năng lượng xúc tác cho phản ứng. Hơn nữa, chất xúc tác có thể liên kết hai phân tử phản ứng và định hướng chúng để tăng cơ hội phản ứng. Do đó, chất xúc tác làm tăng tốc độ bằng cách hạ thấp entropy của hành động trong phản ứng. Xúc tác có thể được phân loại thành xúc tác không đồng nhất và xúc tác đồng nhất. Nếu chất xúc tác và chất phản ứng ở hai pha, thì nó được gọi là chất xúc tác không đồng nhất (ví dụ: xúc tác rắn với chất phản ứng lỏng). Và nếu chúng ở cùng pha (rắn, lỏng hoặc khí) thì đó là chất xúc tác đồng nhất. Chất xúc tác được sử dụng chủ yếu trong các phòng thí nghiệm hóa học và công nghiệp, để tăng hiệu quả của các phản ứng. Hầu hết các kim loại khối d như Pt, Pd, Cu là phổ biến cho hoạt động xúc tác của chúng.

Enzyme là gì?

Enzyme là các đại phân tử sinh học thiết yếu. Chúng là các phân tử protein, đôi khi liên kết với các kim loại khác, enzyme đồng hoặc các nhóm giả. Enzyme là chất xúc tác sinh học, làm tăng tốc độ phản ứng sinh học trong điều kiện rất nhẹ. Thông thường các enzyme cần điều kiện rất cụ thể để hoạt động. Ví dụ, chúng hoạt động ở nhiệt độ tối ưu, điều kiện pH, v.v ... Enzyme là protein, vì vậy khi chúng chịu nhiệt độ cao, nồng độ muối, lực cơ học, dung môi hữu cơ và dung dịch axit hoặc bazơ đậm đặc, chúng có xu hướng làm mất màu. Hai tính chất rõ ràng làm cho enzyme trở thành chất xúc tác mạnh là:

- Tính đặc hiệu của chúng liên kết cơ chất.

- Sắp xếp tối ưu các nhóm xúc tác trong một vị trí hoạt động của enzyme