Torna al llistat dels Diccionaris en Línia

Diccionari de química (històric complet)

Presentació

Cerca bàsica

Cerca avançada

  • ca  catàlisi acidobàsica, n f
  • ca  catàlisi àcid-base, n f sin. compl.
  • es  catálisis ácido-base
  • en  acid-base catalysis

Química física

Definició
Catàlisi homogènia en què una reacció és catalitzada com a conseqüència de la transferència d'un protó entre el substrat i el catalitzador.

Nota

  • Si l'àcid o la base que participen en la reacció catalítica són exclusivament els ions hidroni i els ions hidroxil, respectivament, es parla d'una catàlisi acidobàsica específica. Si hi poden intervenir àcids i bases diferents, es parla d'una catàlisi acidobàsica general.

    Una catàlisi acidobàsica pot ser una ^catàlisi àcida^ o una ^catàlisi bàsica^.

    Si es considera la ^teoria d'acids i bases de Lewis^, cal incloure aquelles reaccions catalitzades que procedeixen via formació d'un complex entre el substrat i el catalitzador. En aquests casos, es distingeix entre catàlisi àcida electrofílica, en què el substrat es comporta com una base de Lewis i el catalitzador es comporta com un àcid de Lewis, i catàlisi bàsica nucleofílica, en què el substrat es comporta com un àcid de Lewis i el catalitzador es comporta com una base de Lewis. Les ^reaccions de Friedel i Crafts^ en presència de clorur d'alumini i la hidròlisi del iodur de metil en presència d'ions bromur en són exemples, respectivament.
  • ca  catàlisi àcida, n f
  • es  catálisis ácida
  • en  acid catalysis

Química física

Definició
Catàlisi acidobàsica que implica la transferència d'un protó del catalitzador al substrat.

Nota

  • La catàlisi àcida esdevé important, per exemple, en la solvòlisi dels èsters i en la ^tautomeria cetoenòlica^.

    Hi ha reaccions que veuen incrementada la seva velocitat de reacció amb la catàlisi àcida, com ara la hidròlisi de les amides.
  • ca  catàlisi acidobàsica, n f
  • ca  catàlisi àcid-base, n f sin. compl.
  • es  catálisis ácido-base
  • en  acid-base catalysis

Química física

Definició
Catàlisi homogènia en què una reacció és catalitzada com a conseqüència de la transferència d'un protó entre el substrat i el catalitzador.

Nota

  • Si l'àcid o la base que participen en la reacció catalítica són exclusivament els ions hidroni i els ions hidroxil, respectivament, es parla d'una catàlisi acidobàsica específica. Si hi poden intervenir àcids i bases diferents, es parla d'una catàlisi acidobàsica general.

    Una catàlisi acidobàsica pot ser una ^catàlisi àcida^ o una ^catàlisi bàsica^.

    Si es considera la ^teoria d'acids i bases de Lewis^, cal incloure aquelles reaccions catalitzades que procedeixen via formació d'un complex entre el substrat i el catalitzador. En aquests casos, es distingeix entre catàlisi àcida electrofílica, en què el substrat es comporta com una base de Lewis i el catalitzador es comporta com un àcid de Lewis, i catàlisi bàsica nucleofílica, en què el substrat es comporta com un àcid de Lewis i el catalitzador es comporta com una base de Lewis. Les ^reaccions de Friedel i Crafts^ en presència de clorur d'alumini i la hidròlisi del iodur de metil en presència d'ions bromur en són exemples, respectivament.
  • ca  catàlisi bàsica, n f
  • es  catálisis básica
  • en  base catalysis

Química física

Definició
Catàlisi acidobàsica que implica una transferència d'un protó del substrat al catalitzador.

Nota

  • La catàlisi bàsica és especialment rellevant en la ^condensació de Claisen^, en la ^condensació aldòlica^ i en l'^halogenació^ de compostos orgànics.

    Hi ha reaccions que veuen incrementada la seva velocitat de reacció amb la catàlisi bàsica, com ara la hidròlisi de les amides.
  • ca  catàlisi enzimàtica, n f
  • es  catálisis enzimática
  • en  enzymatic catalysis

Bioquímica

Definició
Acció per la qual un enzim augmenta la velocitat d'una reacció química, en disminuir la barrera d'energia lliure que existeix entre els reactius i els productes. Alguns enzims necessiten, per actuar, la col·laboració d'altres substàncies, els coenzims. La hipòtesi de Michaelis-Menten explica un dels mecanismes del seu funcionament per la formació d'un complex enzim-substrat: E + S <fletxa dreta> ES, el qual es dissocia després en l'enzim no transformat més els productes de la reacció. El substrat es fixa a l'enzim a través de determinades zones de la superfície enzimàtica, anomenades <i>centres actius</i>, on la reacció té lloc. Tal com succeeix en qualsevol reacció catalitzada en general, el centre actiu torna al seu estat inicial, el mateix en què es trobava abans que se li unís el substrat, un cop l'enzim ha alliberat els productes de reacció. L'estructura del centre actiu és específica per a la reacció que catalitza. Els estudis cinètics de la catàlisi enzimàtica se solen dur a terme mesurant la velocitat de reacció inicial en una dissolució en què la concentració d'enzim és molt baixa. Hi ha tres propietats que s'observen en la majoria de reaccions catalitzades per enzims: <i>a</i>) per a una determinada concentració inicial de substrat, la velocitat inicial a la qual es forma el producte de reacció és proporcional a la concentració total d'enzim; <i>b</i>) per a una determinada concentració inicial d'enzim i concentracions inicials baixes de substrat, l'esmentada velocitat inicial és proporcional a la concentració inicial de substrat; <i>c</i>) per a una determinada concentració inicial d'enzim i concentracions inicials elevades de substrat, l'esmentada velocitat ateny el seu valor màxim (l'anomenada <i>velocitat màxima</i>) i esdevé independent de la concentració inicial de substrat. Totes aquestes observacions experimentals es justifiquen postulant que la majoria de reaccions catalitzades per enzims segueixen l'anomenat <i>mecanisme de reacció de Michaelis-Menten</i>. Les velocitats de reacció de les reaccions catalitzades per enzims són extremament sensibles a les variacions de temperatura, del pH del medi i a la presència d'inhibidors, els quals són substàncies que disminueixen l'activitat catalítica d'un enzim perquè s'uneixen a l'enzim en el seu centre actiu o bé al complex que formen l'enzim i el substrat, o bé a l'enzim i al complex enzim-substrat simultàniament. En aquests casos es parla d'inhibició competitiva, d'inhibició acompetitiva o d'inhibició no competitiva o mixta, respectivament. Els diferents tipus d'inhibicions donen lloc a diferents comportaments cinètics de les reaccions catalitzades per enzims. Vegeu també ^cinètica de reacció^.

Nota

  • En catàlisi enzimàtica, el centre actiu és el fragment d'un enzim on s'ancoren els reactius en una configuració més favorable per a la reacció respecte de la que poden adoptar en absència de l'enzim. La configuració més favorable s'obté gràcies al fet que la interacció entre determinats grups funcionals de l'enzim i el substrat deforma els reactius en el sentit requerit per tal que la reacció tingui lloc. L'energia necessària per a aquesta deformació prové de la pròpia energia interna de l'enzim.
  • ca  catàlisi heterogènia, n f
  • es  catálisis heterogénea
  • en  heterogeneous catalysis

Química física

Definició
Catàlisi en què la mescla reaccionant i el catalitzador es troben en fases diferents.

Nota

  • Els catalitzadors sòlids són els més utilitzats en la catàlisi heterogènia i poden ser porosos o no porosos.

    Quan el catalitzador heterogeni és un sòlid, la reacció catalítica té lloc a la seva superfície després que els reactius s'hi adsorbeixin químicament. Es considera que la adsorció física no és rellevant en el camp de la catàlisi heterogènia. Un cop els reactius han estat adsorbits, la seva estructura electrònica es modifica respecte a la que tenien abans de l'adsorció sobre la superfície del sòlid, de manera que esdevenen més reactius. En moltes ocasions aquesta modificació de l'estructura electrònica implica una fragmentació de les molècules reaccionants.

    L'activitat catalítica d'un catalitzador heterogeni es localitza majoritàriament en els ^centres actius^.

    Les reaccions de catàlisi heterogènia, deixant de banda la difusió dels reactius fins a la superfície del catalitzador i la difusió dels productes de reacció des de la superfície del catalitzador cap al medi de reacció, consten d'una etapa dadsorció d'almenys un dels reactius, una etapa de reacció química superficial i una etapa de desorció dels productes adsorbits.

    L'etapa de la reacció química superficial normalment consta de més d'una reacció elemental. A més, pot ocórrer que la reacció tingui lloc entre dues espècies que es troben adsorbides, com en el ^mecanisme de Langmuir-Hinshelwood^, o bé entre una espècie adsorbida i una de la fase gasosa o líquida, com en el ^mecanisme d'Eley-Rideal^. Resulta essencial fer aquesta distinció atès que el comportament cinètic d'ambdós mecanismes de reacció és completament diferent. Val a dir que en les reaccions de catàlisi heterogènia que segueixen un mecanisme de Langmuir-Hinshelwood i en què la reacció superficial consta de diverses etapes, la mobilitat sobre la superfície de les espècies adsorbides adquireix especial rellevància.

    Es considera que la gran majoria de les reaccions catalitzades sobre superfícies segueixen mecanismes de Langmuir-Hinshelwood, per bé que cal tenir en compte que també existeixen casos en els quals es posen de manifest característiques de tots dos tipus de mecanismes de reacció.

    Les reaccions catalitzades sobre superfícies tenen una importància industrial cabdal. En són exemples la síntesi d'amoníac a partir de nitrogen molecular i hidrogen molecular sobre una superfície de ferro, i la síntesi de Fischer-Tropsch, que permet obtenir hidrocarburs a partir d'hidrogen molecular i monòxid de carboni, i usa cobalt, ruteni, rodi o ferro com a catalitzadors.
  • ca  catàlisi homogènia, n f
  • es  catálisis homogénea
  • en  homogeneous catalysis

Química física

Definició
Catàlisi en què la mescla reaccionant i el catalitzador es troben en la mateixa fase.

Nota

  • La catàlisi homogènia més important és la que es duu a terme en solució.

    En són exemples la ^catàlisi acidobàsica^, la ^hidròlisi^ de l'acetat d'etil en medi aquós àcid, en la qual els protons actuen com a catalitzador accelerant la formació d'etanol i àcid acètic, i les reaccions d'^oxidació reducció^ en les quals intervenen metalls de transició. La ^catàlisi enzimàtica^ també es classifica, normalment, com a catàlisi homogènia.
  • ca  catalitzador, n m
  • es  catalizador
  • en  catalyst

Enginyeria química

Definició
Substància que modifica la velocitat de reacció sense ésser consumida en la reacció química. Cal remarcar que un catalitzador modifica la cinètica però no l'equilibri de la reacció. Els catalitzadors poden ésser sòlids o estar dissolts en un líquid. El concepte de catalitzador va ser proposat per Berzelius al 1836. Actualment, s'accepta que el catalitzador es combina amb el substrat, amb el qual forma un compost intermedi el qual es descompon regenerant el catalitzador i originant els productes de la reacció química, és a dir, el catalitzador actua intervenint en el mecanisme de reacció química, alterant la seqüència de les etapes elementals. D'aquesta manera, el catalitzador disminueix l'energia d'activació i, en conseqüència, augmenta la velocitat de reacció. D'entre el conjunt d'espècies químiques de què se n'ha determinat l'acció catalítica, destaquen: l'ió hidroni, catalitzador àcid en dissolució; diversos anions inorgànics; metalls de transició en diversos estats d'oxidació (Fe<sup>3+</sup>, Mn<sup>2+</sup>...); els enzims, proteïnes amb acció catalítica altament específica; els metalls de transició en estat sòlid i els seus aliatges (Pt, Rh...) i els catalitzadors tipus zeolita, silicats d'alumini i altres cations, d'acció catalítica genèrica i, a més, notablement adaptables en funció de la seva síntesi i estructura espacial microscòpica. Amb el temps els catalitzadors van perdent activitat. Aquesta pèrdua d'activitat pot ser de diferents tipus: envelliment, embrutiment, emmetzinament. A la taula es resumeixen alguns dels diferents catalitzadors inorgànics i les seves funcions. Són substàncies que s'utilitzen com a catalitzadors l'^alúmina^, la ^sílice^, els metalls i els òxids de metalls, entre d'altres.
  • ca  catalitzador de Ziegler-Natta, n m
  • es  catalizador de Ziegler-Natta
  • en  Ziegler-Natta catalyst

Química orgànica

Definició
Qualsevol catalitzador d'un complex organometàl·lic d'un àcid de Lewis.

Nota

  • Hi ha moltes sals de metalls de transició, a més dels halurs de titani utilitzats per Ziegler, que fan possible l'obtenció de polímers regulars, d'alta massa molar i lineals. Ziegler va preparar el catalitzador de Ziegler-Natta tractant un triclorur de titani o un tetraclorur de titani amb un derivat d'alquil-alumini dissolt en un dissolvent apolar, medi en el qual precipita el complex. Aquests catalitzadors tenen interès en les reaccions de polimerització del propilè amb estereoquímica regular i, en general, en l'obtenció d'un polietilè regular d'alta densitat, amb més resistència mecànica i tèrmica. Les forces de Van der Waals entre cadenes amb disposició regular són més fortes que les que es produeixen entre cadenes amb grups orientats a l'atzar, i per això l'isopropilè isotàctic és més dur i rígid que l'atàctic. Les molècules del monòmer insaturat s'adhereixen en la superfície del catalitzador, en ser deficient d'electrons, en la interfase sòlid-líquid de l'etapa de propagació. Així, la cadena de polímer creix del catalitzador, insoluble, cap al dissolvent. L'efecte solvatant del dissolvent sobre el polímer atrau les cadenes, les allunya del catalitzador i les orienta. Aquest procés s'efectua a temperatures suaus, la qual cosa permet obtenir el polímer regular i lineal. Si es treballés a temperatures altes, es podrien trencar els enllaços a l'entorn del catalitzador i, en conseqüència, es perdria l'estereoespecifitat.
  • ca  catepsina, n f
  • es  catepsina
  • en  cathepsin

Bioquímica

Definició
Enzim hidrolític intracel·lular del grup de les endopeptidases, com ara la catepsina C i la catepsina D. Les catepsines són localitzades en diversos teixits, principalment en el fetge, el ronyó i la melsa. Per a actuar necessiten la presència de determinades substàncies reductores, com la cisteïna o el glutatió. S'admet que intervenen en la biosíntesi d'enllaços peptídics i que són els principals responsables de l'autòlisi <i>post mortem</i> dels teixits.