Orgaaniliste ja anorgaaniliste katalüsaatorite peamine erinevus seisneb selles, et orgaanilised katalüsaatorid sisaldavad keemilises struktuuris sisuliselt C-, H- ja O-aatomeid, samas kui anorgaanilise katalüsaatori keemilises struktuuris ei ole sisuliselt C-, H- ja O-aatomeid.
Katalüsaator on keemiline osa, mis osaleb keemilises reaktsioonis reaktsioonikiiruse suurendamiseks, kuid ei kulu reaktsiooni käigus ära. Katalüsaatoreid on nelja tüüpi; need on homogeensed, heterogeensed, heterofeniseeritud ja biokatalüsaatorid.
Mis on orgaanilised katalüsaatorid?
Orgaanilised katalüsaatorid on katalüsaatorid, millel on orgaaniline keemiline struktuur, mis võib osaleda keemilises reaktsioonis, et suurendada reaktsiooni kiirust. Need katalüsaatorid osalevad organokatalüüsi protsessides. Seetõttu tuntakse seda ka organokatalüsaatorina. See koosneb süsinikust, vesinikust, väävlist ja muudest keemilistest elementidest, mis on orgaanilistes ühendites leiduvad mittemetallid.
Orgaanilisi katalüsaatoreid peetakse sageli ekslikult ensüümide väärnimetuseks nende keemilise koostise ja kirjelduse sarnasuse tõttu. Nendel ühenditel on võrreldav toime reaktsioonikiirusele ja reaktsiooniga seotud katalüüsi vormidele.
Orgaanikatalüüsi protsess näitab sekundaarset amiini funktsionaalsust. Võime kirjeldada, et see teostab enamiin- või imiinikatalüüsi.
Enamiini katalüüs – aktiivse enamiini nukleofiili katalüütilise koguse moodustamisega.
Imiiniumkatalüüs – aktiveeritud imiiniumelektrofiili katalüütiliste koguste moodustamisega.
Need mehhanismid on tavaliselt tüüpilised kovalentsele organokatalüüsile.
Orgaaniliste katalüsaatorite kasutamisel on mitmeid erinevaid eeliseid. See ei vaja metallipõhist katalüüsi; seetõttu annab see panuse rohelisesse keemiasse. Lisaks on lihtsad orgaanilised happed olnud kasulikud katalüsaatoritena tselluloosi modifitseerimisel vees mitme tinaga skaalal. Veelgi enam, kui orgaaniline katalüsaator on kiraalne, avab see tee asümmeetrilisele katalüüsile, näiteks proliinile, mis osaleb aldoolireaktsioonides.
Lisaks on tavalistes akiraalsetes orgaanilistes katalüsaatorites lämmastik piperidiini kujul, mida kasutatakse Knoevenageli kondensatsioonis.
Mis on anorgaanilised katalüsaatorid?
Anorgaanilised katalüsaatorid on katalüütilised ühendid, millel on anorgaaniline keemiline struktuur ja mis aitavad keemilises reaktsioonis reaktsiooni kiirust suurendada. Neid nimetatakse ka heterogeenseteks katalüsaatoriteks. Nad toetavad metalle, mis jäljendavad ensüümide oivalist funktsiooni. Hea näide anorgaanilisest katalüsaatorist on kaaliumpermanganaat.
Kaaliumpermanganaadi juuresolekul võib vesinikperoksiid suure reaktsioonikiirusega laguneda veeks ja gaasiks hapnikku ning kahe vesinikperoksiidi molekuli kasutamisel saadakse sellest reaktsioonist kaks mooli vett ja ühe mooli hapnikku.
Tavaliselt on seda tüüpi katalüsaatorid valmistatud metallidest ja metallioksiididest. Selle põhjuseks on kõrge termiline stabiilsus. Paljud tööstuslikud rakendused nõuavad termilist stabiilsust.
Mis vahe on orgaanilistel ja anorgaanilistel katalüsaatoritel?
Keemilise reaktsiooni tõhustamiseks saame kasutada erinevat tüüpi katalüsaatoreid. Peamine erinevus orgaaniliste ja anorgaaniliste katalüsaatorite vahel on see, et orgaanilised katalüsaatorid sisaldavad keemilises struktuuris sisuliselt C, H ja O aatomeid, samas kui anorgaaniline katalüsaator ei sisalda keemilises struktuuris sisuliselt C, H ja O aatomeid. Ensüümid nagu kinaasid, invertaas ja polümeraas on orgaanilised katalüsaatorid, samas kui metallid nagu pallaadium, koob alt ja vask on anorgaanilised katalüsaatorid. Peale selle saab orgaanilisi katalüsaatoreid sünteesida elusrakkudes või valmistada kunstlikult, samas kui anorgaanilisi katalüsaatoreid ei saa elusrakkudes sünteesida ainult kunstlikult.
Allpool olev infograafik esitab orgaaniliste ja anorgaaniliste katalüsaatorite erinevused tabelina, et neid omavahel võrrelda.
Kokkuvõte – orgaanilised vs anorgaanilised katalüsaatorid
Orgaaniliste ja anorgaaniliste katalüsaatorite peamine erinevus seisneb selles, et orgaaniliste katalüsaatorite keemilises struktuuris on põhiliselt C-, H- ja O-aatom, samas kui anorgaaniline katalüsaator ei sisalda keemilises struktuuris põhiliselt C-, H- ja O-aatomeid. Mõlemat tüüpi katalüsaatorid aitavad kiirendada keemilist reaktsiooni
