Nasıl oluyor da katalizörler tepkimelerin aktivasyon enerjilerini de değiştirebiliyor?

Katalizörler, kimyasal tepkimelerin başlaması için gereken aktivasyon enerjisinin aşağı çekilmesine yarayan maddelerdir. Katalizörler, tepkimeye ara ürün olarak dahil olur ve tepkime sonucunda ürünlerde aynı şekilde çıkarlar. Bu doğrultuda tepkimede harcanmaz, yeniden kullanılabilirler. Katalizörler, biyolojik sistemlerde enzimler olarak yer alırlar ve biyokimyasal reaksiyonun aktivasyon enerjisini düşürerek reaksiyonun hızını artırırlar.

Katalizörler, aktivasyon enerjisini değiştiren tek yöntemdir. Aktivasyon enerjisi, bir kimyasal reaksiyonun başlaması için gerekli olan minimum enerji seviyesidir. Katalizörler, tepkimenin başlaması için gerekli olan bu enerji seviyesini düşürerek tepkimenin daha hızlı gerçekleşmesine yardımcı olurlar.

Bunu anlamak için öncelikle aktivasyon enerjisinin ne olduğuna bakmak lazım. Aktivasyon enerjisi tepkimenin başlaması için geçilmesi gereken enerji olarak tanımlanabilir. Geçilmesi gereken enerji potansiyeli enerjinin en yüksek olduğu konumdur. Bu konumda da moleküllerin çarpıştıklarında oluşturduğu aktifleşmiş kompleks vardır.

Tepkimelerin aktivasyon enerjisini düşürmenin tek yolu katalizörlerdir. Katalizörlerin işlevi girenlerdeki moleküllere veya elementlere kendine bağlayarak aktifleşmiş kompleksin kendisi üzerinden oluşmasını sağlamaktır. Moleküllerin çarpıştığı zaman aktifleşmiş kompleks oluşturma olasılığını arttırır ve de aktifleşmiş kompleks başka bir moleküle(katalizöre) bağlı olduğu için daha kararlı yani daha düşük potansiyel enerjili olurlar. İlk başta söylediğim üzere aktifleşmiş kompleks potansiyelinin düşmesi aktivasyon enerjisini de azaltmaktadır.

Katalizör tepkimeden değişmeden çıkar. İleri ve geri hız sabitini aynı miktarda değiştirdiği için denge sabitini etkilemez. Katalizörlere en iyi örnek enzimleridir. Fakat başka katalizörlerde mevcuttur. Örneğin platin yüzeyde gerçekleşen alken ve alkinlerin hidrojenleme tepkimeleri örnek verilebilir.

Özet olarak katalizörler girenlerdeki moleküllere veya elementlere bağlanarak aktifleşmiş kompleksin kendine bağlı bir şekilde oluşmasını sağlamaktadır. Bu da kompleksi daha kararlı yaptığı için eşik enerjisi azalır.^[1]