H8 8.2 Katalyse

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

8.2 Katalyse

Leerdoelen:

Je leert over de activeringsenergie en de overgangstoestand in een energiediagram.

Je leert over de werking van een katalysator op microniveau.

Je leert over enzymen en het temperatuuroptimum.

Activeringsenergie

De meeste reacties verlopen niet bij kamertemperatuur, er is een activeringsdrempel. 

Dit is een energieniveau die overbrugd moet worden voordat de reactie kan lopen.

De steen die van de heuvel geduwd moet worden voordat deze vanzelf naar beneden rolt. 

Activeringsenergie

Katalyse op microniveau

Voor sommige reacties is er best veel energie nodig om ze te laten verlopen, en energie kost geld. Zeker nu.

Een katalysator versnelt een reactie zonder daarbij verbruikt te worden. 

Om dat deze dus niet reageert staat het ook niet in de reactievergelijking.

Katalyse op mycroniveau

Wat een katalysator doet is de activeringsenergie verlagen zodat de reactie ook bij lage temperaturen kan lopen. 

Vanuit het botsende deeltjesmodel is de werking te verklaring doordat er meer effectieve botsingen plaatsvinden. De botsingen hoeven niet zo hard te zijn om effectief te zijn. 

Hierdoor neemt de reactiesnelheid toe. 

Katalyse op microniveau

Katalyse en duurzaamheid

Volgens principe 9 van de groene chemie moet je waar mogelijk een katalysator gebruiken. 

Deze zijn vaak ook zo selectief te maken dat alleen het gewenste product ontstaat. 

Dit bespaard scheidingsstappen en dat is ook weer goed.

Heterogeen of homogeen

De katalysator kan in in dezelfde fase zijn als de reactieproducten of een andere fase. 

Als het in een andere fase is dan heet het een heterogene katalysator en vaak is deze dan vast, een honinggraadstructuur. 

Heterogeen of homogeen

Soms is heterogeen niet mogelijk en zal het een homogene katalysator moeten worden. 

De katalysator zal geen deel uitmaken van de reactie maar zal wel uit de reactieproduct gescheiden moeten worden. 

Katalyse en petrochemie

Bij processen in de petrochemie zijn vaak katalysatoren nodig. 

Bij kraken worden langere fractie opgebroken in kleinere.

Hier worden zeolieten gebruikt als katalysatoren. 

Een ander proces is katalytisch reformen. 

Onvertakte alkanen worden vertakte alkanen gemaakt. 

Biokatalysatoren/ enzymen

In ons lichaam hebben we veel biokatalysatoren, namelijk enzymen die helpen om veel processen soepel te regelen. 

Deze enzymen zorgen er voor dat processen bij de lage lichaamstemp van 37 graden verlopen. 

Enzymen werken beter bij hogere temperaturen, totdat de temp te hoog wordt en het enzym vervormd. 

Leerdoelen

Je leert over de activeringsenergie en de overgangstoestand in een energiediagram.

Je leert over de werking van een katalysator op microniveau.

Je leert over enzymen en het temperatuuroptimum.