katalyzátor

katalyzátor [gr.] —

1. látka, ktorá sa zúčastňuje chemickej reakcie a urýchľuje ju (→ katalýza), po reakcii však zostáva nezmenená. Katalyzátor znižuje aktivačnú energiu reakcie, čo má za následok zvýšenie jej rýchlosti, ale neovplyvňuje zloženie reakčnej zmesi po ustálení rovnováhy (rovnovážnu konštantu). Účinnosť katalyzátora sa posudzuje na základe jeho aktivity (→ aktivita katalyzátora, → enzýmová aktivita). Najmä v priemysle sa na charakterizovanie aktivity katalyzátora používajú čísla TON a TOF. Číslo TON (angl. turnover number) ako pomer mólov substrátu a katalyzátora vyjadruje, koľko katalytických cyklov (vytvorenie medziproduktu, jeho rozpad za vzniku produktu, uvoľnenie katalyzátora) prebehne na jednej molekule katalyzátora, kým stratí aktivitu. Číslo TOF (angl. turnover frequency) vyjadruje, koľko katalytických cyklov prebehne na molekule katalyzátora za jednotku času.

Katalyzátor zúčastňujúci sa homogénnej katalýzy sa označuje ako homogénny, katalyzátor zúčastňujúci sa heterogénnej katalýzy ako heterogénny. K homogénnym katalyzátorom patria Brønstedove a Lewisove kyseliny a bázy, organické zlúčeniny (organokatalyzátory) a i., k heterogénnym katalyzátorom prechodné kovy, ich oxidy a komplexy, povrchovo aktívne látky tvoriace micely a i. Heterogénne katalyzátory sú najčastejšie tuhé látky nerozpustné v reakčnej zmesi, ich pôsobenie je založené na adsorpcii reaktantov na ich povrchu v aktívnych miestach. Účinnosť heterogénnych katalyzátorov je možné zvýšiť ich dispergovaním, pôsobením tepla, svetla, mikrovlnného žiarenia alebo ultrazvuku, ale aj pomocou aktivátorov (→ aktivácia, význam 3); napr. metalocénové katalyzátory pri výrobe polypropylénu sa aktivujú metylalumoxánom (MAO, zlúčenina obsahujúca oligomérne reťazce [–Al(CH₃)–O–]_n). Heterogénny katalyzátor možno vytvoriť aj naviazaním homogénneho katalyzátora na nerozpustný nosič (oxid kremičitý, magnetit, nerozpustný polymér). Osobitným druhom katalyzátora sú enzýmy, ktoré katalyzujú biochemické reakcie v živých systémoch, využívajú sa však aj v priemyselných procesoch.

V chemickom priemysle sa uplatňujú katalyzátory hydrogenácií (napr. Adkinsov katalyzátor, Wilkinsonov katalyzátor, Raneyho kovy), katalyzátory polymerizačných reakcií (→ Zieglerove-Nattove katalyzátory) a i. Zvlášť veľký význam majú katalyzátory pri spracovaní ropy a pri výrobe motorových palív. Pri štiepení dlhých reťazcov uhľovodíkov získaných z ropy na kratšie a viac rozvetvené reťazce (krakovanie) sa používajú syntetické hlinitokremičitanové (zeolitové) katalyzátory. Pri hydrogenačnom krakovaní sa ako katalyzátory uplatňujú oxidy alebo sulfidy prechodných kovov (Co, Mo, Ni, W) a katalyzátory kyslého charakteru (Al₂O₃, SiO₂–TiO₂, zeolity a i.). Pri reformovaní je katalyzátorom dispergovaná platina nanesená na málo hydratovaný oxid hlinitý alebo na hlinitokremičitan. Katalyzátory na báze kobaltu a železa sa využívajú pri Fischerovej-Tropschovej syntéze.

Látky, ktoré aktivitu katalyzátora nevratne znižujú (môže aj zaniknúť), sa nazývajú katalyzátorové jedy (→ dezaktivácia katalyzátora). Opak inhibítor;

2. zaužívaný nesprávny názov katalytického konvertora výfukových plynov.