Quelles sont les substances qui contrôlent les taux de réactions chimiques?

La vitesse d`une réaction chimique est la variation de la concentration d`un réactif ou d`un produit de la réaction, par changement d`unité de temps. Étant donné que les produits chimiques réagissent et forment des produits, dans des rapports molaires spécifiques à une réaction, la vitesse de réaction doit être spécifiée en termes de réactifs et de produits individuels. Par exemple, dans la réaction: C3H8 + 3H2O = 3CO + 7H2, H2 (hydrogène gazeux) est formé à sept fois la vitesse à laquelle C3H8 (propane) est consommée.

Un catalyseur est une substance qui augmente la vitesse de réaction mais ne sont pas elle-même consommée dans la réaction de telle sorte que les concentrations initiales et finales du catalyseur sont égaux. Le procédé de catalyse diminue l`énergie nécessaire pour les réactions chimiques de se produire. Les réactions procèdent alors beaucoup plus rapide, dans certains cas, par de nombreux ordres de grandeur. Les catalyseurs ne changent pas la position d`une réaction d`équilibre. Les catalyseurs sont de deux types: homogène et hétérogène.

Un catalyseur homogène est dans la même phase que les réactifs, habituellement soit liquide ou en phase gazeuse. Un exemple est la décomposition du peroxyde d`hydrogène H2O2. La décomposition se produit en solution par un procédé en deux étapes, en utilisant un ion iodure (I) comme catalyseur: H2O2 + I- = IO- + H2O- H2O2 + IO- = H2O + O2 + I-. La réaction globale est obtenue en additionnant les deux réactions ensemble, avec le résultat suivant: 2H2O2 = 2H2O + O2. L`iodure est consommé dans la première réaction et régénéré dans la deuxième conséquent, il ne figure pas dans la réaction globale.

Un catalyseur hétérogène est dans une phase différente de celle des réactifs, le catalyseur étant souvent un solide qui fournit une surface pour agencer les réactifs d`une manière qui favorise la réaction. Par exemple, l`éthylène (C2H4) réagit avec de l`hydrogène (H2), en utilisant du platine solide (Pt) comme catalyseur, la formation d`éthane par la réaction: C2H4 + H2 + Pt = C2H6. H2 sont des molécules adsorbées sur la surface du Pt, où ils se dissocient en hydrogène (H) atomes de carbone. Les atomes d`hydrogène se déplacent alors sur la surface Pt, où ils rencontrent des molécules C2H4 adsorbées. La réaction est rapide parce que l`énergie nécessaire pour rompre la liaison H-H a déjà été dépensé.

La vie serait impossible sans catalyseurs organiques appelées enzymes, qui sont de grosses molécules protéiques. Plus de 2000 enzymes sont connues, et chaque réaction biochimique catalysée par une enzyme spécifique. Un exemple est "peptidase," une enzyme qui rompt les liaisons peptidiques dans des protéines. Peptidase ne fonctionne pas avec de l`amidon, qui est décomposé par "amylase" dans la bouche. Enzymes fonction en enveloppante réactifs dans leurs structures complexes, ce qui porte les réactifs rapprochés et dans une géométrie idéale pour la réaction.