STRUKE:

kataliza

kataliza (grč. ϰατάλυσıς: razrješenje, razlaganje).

1. U glosematici, postupak s pomoću kojega se sintagmatski niz, ili lanac (npr. sintagma plešu), dopunjava tako da zadovolji sve funkcije koje uvjetuje oblik niza, a u ovome konkretnom primjeru on mora zadovoljiti »plural« i »3. lice« od plešu. Sintagma plešu može se katalizirati primjerice s pomoću djevojčice ili vesele djevojke, jer funkcija »subjekt – glagol« određuje lice (3. lice) i broj (plural) segmenta plešu. Niz uspostavljen katalizom mora u promatranome jeziku biti prihvatljiv, a značenje polazišnog elementa ne smije katalizom biti izmijenjeno.

2. U kemiji, skup pojava koje se očituju u pokretanju kemijskih reakcija, mijenjanju njihovih brzina i usmjeravanju na određeni put djelovanjem malih količina tvari, katalizatora, koje ne ulaze u konačne produkte reakcije i koje se tijekom reakcije ne mijenjaju u stehiometrijskim omjerima s reaktantima i produktima. Reakcije koje nastaju u prisutnosti katalizatora nazivaju se katalitičkim reakcijama. Katalitičko djelovanje objašnjava se stvaranjem nestabilnih međuprodukata (aktiviranih kompleksa) između katalizatora i reaktanata, koji dalje reagiraju oslobađajući katalizator i dajući konačne produkte reakcije.

Obično se pod katalizom u užem smislu riječi podrazumijeva samo ubrzanje kemijskih reakcija katalizatorima; tada se govori o pozitivnoj katalizi i pozitivnim katalizatorima. Analogno, u negativnoj katalizi, negativni katalizatori usporavaju ili zaustavljaju kemijske reakcije. Kako se ta pojava znatno razlikuje od pozitivne katalize, prikladniji je naziv inhibicija, a inhibitori su tvari koje ju uzrokuju. Sličnim se specifičnostima odlikuje i kataliza pokretanja kemijskih reakcija, koju je prikladnije zvati inicijacija, a tvari koje ju uzrokuju inicijatorima. Inicijaciji je vrlo slična autokataliza, u kojoj kao katalizator djeluje jedan od produkata reakcije. Kada katalizatori mijenjaju brzinu samo ili pretežno poželjne reakcije i tako sprječavaju ili smanjuju nastajanje nepoželjnih produkata, govori se o selektivnoj katalizi, odn. o selektivnim katalizatorima.

Katalitičke se reakcije obično dijele prema agregatnim stanjima reaktanata, produkata i katalizatora. Ako su svi oni u istoj fazi, plinovitoj ili kapljevitoj, govori se o homogenoj katalizi. Kao homogeni katalizatori u kapljevitoj fazi djeluju male količine kiselina ili baza, spojevi i ioni koji mogu stvarati koordinativne komplekse te slobodni radikali. Ako je katalizator drugog agregatnog stanja nego što su reaktanti i produkti, govori se o heterogenoj katalizi. Katalizator je tada obično čvrst, dok su reaktanti i produkti plinoviti i/ili kapljeviti. Osim jednostavnih katalizatora (metali, oksidi, sulfidi, halogenidi), često se rabe i višekomponentni katalizatori, kojima je katalitički aktivna uglavnom jedna komponenta, dok druge pridonose ukupnoj aktivnosti katalizatora. Kada se kao katalizatori rabe enzimi, koji ubrzavaju kemijske reakcije u živim organizmima i nekim industrijskim procesima, govori se o biokatalizi.

Upotreba katalizatora omogućila je da se u industrijskom mjerilu provode i reakcije između tvari koje inače reagiraju vrlo sporo. Pritom katalizatori omogućuju bolju kontrolu procesa, provedbu procesa pri nižoj temperaturi ili tlaku te maksimiziraju nastajanje željenog i minimiziraju nastajanje neželjenoga produkta, smanjujući tako utrošak energije i stvaranje otpada.

Procjenjuje se da se 90% svih suvremenih kemijskih procesa odvija uz katalizatore, od kojih je četiri petine u čvrstom stanju. Među vrlo poznate reakcije homogene katalize ubrajaju se npr. alkiliranje i aciliranje aromatskih ugljikovodika uz metalne halogenide (Friedel-Craftsova reakcija) te reakcije polimerizacije uz Ziegler-Nattin katalizator (smjesa metalnih halogenida i organometalnih spojeva). U heterogenoj katalizi među najvažnijima su katalizatori za hidrogenaciju, dehidrogenaciju i oksidaciju (prijelazni metali: platina, paladij, nikleni prah ili Raney-nikal, kobalt, željezo, molibden, bakar te njihovi oksidi i sulfidi), za kiselo-bazne reakcije alkilacije, izomerizacije, hidratizacije, razgradnju ugljikovodika i krekiranje nafte (Al2O3, Al2O3/SiO2, zeoliti), za reformiranje nafte (bifunkcionalni katalizatori kao Pt/Al2O3 ili Pt-Re/Al2O3), za pročišćavanje automobilskih ispušnih plinova (monolitni katalizatori Pt/Al2O3/keramika). Od ukupne tržišne vrijednosti katalizatora godišnje se 36% troši u reakcijama kojima je svrha zaštita okoliša, 25% u proizvodnji kemikalija, 22% u preradbi nafte i 17% u proizvodnji plastike.

kataliza. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2018. Pristupljeno 15.12.2018. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=30820>.