Физическая и коллоидная химия. Балдынова Ф.П. - 28 стр.

       В гомогенных каталитических реакциях (в качестве          чительная избирательность действия гетерогенных катали-
катализаторов здесь часто выступают растворы активных            заторов.
веществ в воде или органических растворителях) скорость               Дополнительные вещества, повышающие активность
реакции пропорциональна концентрации добавленного ка-            катализатора, называются активаторами или промотора-
тализатора, хотя количество последнего обычно невелико.          ми. Вещества, понижающие активность катализаторов, на-
Во многих случаях гомогенный катализ может быть вызван           зываются каталитическими ядами.
ионами водорода или гидроксила (кислотно-основной ката-               Ферментативный катализ (или биокатализ), иг-
лиз). Так, при инверсии тростникового сахара (расщепление        рающий исключительную роль в жизнедеятельности жи-
его на глюкозу и фруктозу) по реакции:                           вотных и растений, реализуется в природе с помощью фер-
С 12 Н 22 О11 (сахароза) + Н2О = С6Н12О6(глюкоза) + С6 Н12 О6    ментов. Ферменты состоят либо целиком, либо в основном
(фруктоза)                                                       из белков, т.е. они образованы из аминокислот с определен-
энергия активации составляет 32,0 ккал/моль, тогда как при       ной пространственной структурой полипептидных цепей. В
наличии катализаторов (ионы водорода) она снижается до           состав небелковой части фермента могут входить ионы ме-
25,6 ккал/моль и даже до 9,4 ккал/моль в присутствии фер-        таллов и некоторые органические вещества. При этом ката-
мента сахаразы.                                                  литической активностью обладает только определенный
       В гетерогенном катализе катализатор обычно пред-          участок молекулы фермента – ее активный центр, образую-
ставляет собой твердое вещество, а участники реакции -           щий с молекулой реагирующего вещества промежуточное
жидкости или газы. Реакция протекает на поверхности ка-          соединение, способное к дальнейшим превращениям. Отли-
тализатора, адсорбирующего одно или оба реагирующих              чительной чертой ферментов–катализаторов, наряду с их
вещества, которые образуют с поверхностью нестойкие              высокой эффективностью, является и резко выраженное
промежуточные соединения (химическая адсорбция). Затем           дифференцированное каталитическое действие, что прояв-
адсорбированные молекулы вступают в целевую реакцию,             ляется в ускорении только очень узкого круга реакций. Так,
что сопровождается меньшей величиной энергии актива-             время «полупревращения» для реакции разложения моче-
ции. Свойства адсорбированной молекулы в энергетическом          вины водой при 250С составляет 109с, а в присутствии фер-
смысле заметно изменяются и при простой физической ад-           мента уреазы-104с. Отметим, что активность ферментов за-
сорбции, т.е. протекающей без образования промежуточно-          висит в значительной мере от рН среды, концентрации фер-
го комплекса. В этом случае происходит «разрыхление»,            мента и температуры.
ослабление связей у реагирующих веществ, что также при-                Комплексное соединение кобальта (витамин В12) не-
водит к снижению энергии активации. При гетерогенном             обходимо для процессов кроветворения. Металлопорфири-
(поверхностном) катализе важную роль для активности ка-          ны железа входят в состав гемоглобина, а также ферментов
тализатора играют свойства поверхности - удельная по-            каталазы, пероксидазы. Энзимы, гормоны, витамины явля-
верхность, химический состав поверхностного слоя, его            ются активными биокатализаторами в биохимических про-
структура (неоднородность, существование активных цен-           цессах и участвуют в процессах пищеварения, в различном
тров) и др. С этими факторами часто бывает связана и зна-

                                                            57   58