catalizatorii sunt eroii necunoscuți ai reacțiilor chimice care fac ca societatea umană să bifeze. Un catalizator este un material care accelerează reacțiile chimice. Cu o mână de ajutor de la un catalizator, moleculele care ar putea dura ani de zile pentru a interacționa pot face acest lucru acum în câteva secunde. Fabricile se bazează pe catalizatori pentru a face totul, de la plastic la medicamente. Catalizatorii ajută la procesarea petrolului și a cărbunelui în combustibili lichizi. Sunt jucători cheie în tehnologiile energetice curate. Catalizatorii naturali din organism — cunoscuți sub numele de enzime — joacă chiar roluri importante în digestie și multe altele.
în timpul oricărei reacții chimice, moleculele rup legăturile chimice dintre atomii lor. Atomii fac, de asemenea, legături noi cu atomi diferiți. Acest lucru este ca schimbul de parteneri la un dans pătrat. Uneori, aceste parteneriate sunt ușor de rupt. O moleculă poate avea anumite proprietăți care îi permit să atragă atomii de la o altă moleculă. Dar în parteneriate stabile, moleculele sunt mulțumite așa cum sunt. Lăsați împreună pentru o perioadă foarte lungă de timp, câțiva ar putea schimba în cele din urmă partenerii. Dar nu există o frenezie în masă a ruperii și reconstrucției legăturilor.
educatori și părinți, Înscrieți-vă pentru foaia de înșelăciune
actualizări săptămânale pentru a vă ajuta să utilizați știrile științifice pentru studenții din mediul de învățare
catalizatorii fac ca o astfel de rupere și reconstrucție să se întâmple mai eficient. Ei fac acest lucru prin scăderea energiei de activare pentru reacția chimică. Energia de activare este cantitatea de energie necesară pentru a permite reacția chimică să aibă loc. Catalizatorul schimbă doar calea către noul parteneriat chimic. Construiește echivalentul unei autostrăzi pavate pentru a ocoli un drum murdar accidentat. Un catalizator nu se utilizează în reacție, totuși. Ca un camarad, încurajează alte molecule să reacționeze. Odată ce o fac, se înclină.
enzimele sunt catalizatorii naturali ai biologiei. Ele joacă un rol în orice, de la copierea materialului genetic la descompunerea alimentelor și a nutrienților. Producătorii creează adesea catalizatori pentru a accelera procesele din industrie.
o tehnologie care are nevoie de un catalizator pentru a funcționa este o celulă de combustibil cu hidrogen. În aceste dispozitive, gazul hidrogen (H2) reacționează cu gazul de oxigen (O2) pentru a produce apă (H2O) și electricitate. Aceste sisteme pot fi găsite într-un vehicul cu hidrogen, unde creează electricitatea pentru alimentarea motorului. Celula de combustibil trebuie să separe atomii din moleculele de hidrogen și oxigen, astfel încât acești atomi să se poată remodela pentru a crea noi molecule (apă). Fără o anumită asistență, însă, această remaniere ar avea loc foarte încet. Deci, celula de combustibil folosește un catalizator-platină-pentru a propulsa aceste reacții de-a lungul.
platina funcționează bine în celulele de combustibil, deoarece interacționează exact cu cantitatea potrivită cu fiecare gaz de pornire. Suprafața platinei atrage moleculele de gaz. De fapt, le trage aproape împreună, astfel încât să încurajeze — viteze de — a lungul-reacția lor. Apoi își lasă lucrarea să plutească liberă.
de ani de zile, alte tehnologii s-au bazat și pe catalizatori de platină. Pentru a elimina poluanții nocivi din gazele de eșapament, de exemplu, mașinile se bazează acum pe convertoare catalitice.
dar platina are unele dezavantaje. Este scump, pentru unul. (Oamenilor le place să-l folosească în bijuterii de lux.) Și nu este ușor de obținut.
alți catalizatori au ajuns la statutul de superstar. Acestea includ metale cu proprietăți chimice similare cu platina. printre acestea se numără paladiul și iridiul. La fel ca platina, cu toate acestea, ambele sunt scumpe și greu de obținut. De aceea, vânătoarea este pe pentru catalizatori mai puțin costisitoare pentru a utiliza în celulele de combustibil.
unii oameni de știință cred că moleculele de carbon ar putea funcționa. Ei cu siguranță ar fi mai puțin costisitoare și ușor abundente. O altă opțiune ar putea fi utilizarea enzimelor similare cu cele găsite în interiorul ființelor vii.