Die Katalyse und Inhibition

Die Katalyse ist die Beschleunigung einer chemischen Reaktion durch die Anwesenheit eines anderen Stoffes, dem so genannten Katalysator. Die Inhibition ist das Gegenteil - die Verlangsamung.

Katalyse

Der Schwede Jöns Jakob Berzelius prägte 1835 als erster den Begriff Katalyse. Ihm war aufgefallen, dass die Gegenwart eines weiteren Stoffes bei bestimmten chemischen Reaktionen vorteilhaft war. Der weitere Stoff sorgte für eine Beschleunigung der Reaktion ohne dabei selbst verbraucht zu werden. Die eigentliche Definition der Katalyse lieferte aber erst Jahre später Wilhelm Ostwald. Im Jahr 1908 wurde er unter anderem für seine Forschung auf diesem Gebiet mit den Nobelpeis in Chemie belohnt. Die Katalyse ist in der Natur ein wichtiger Prozess. Ohne diese könnten viele Vorgänge nicht stattfinden. Im Körper laufen beispielsweise ständig eine Vielzahl an chemischer Reaktionen ab. Biologen bezeichnen diese als „Stoffwechsel“. Hierbei spielen sogenannte Enzyme, das sind biologische Katalysatoren, eine entscheidende Rolle. Ohne deren Arbeit würden nur sehr wenige Reaktionen in ausreichend schneller Zeit ablaufen. Und aus gesundheitlicher Sicht ist es für den Körper nicht ratsam seine Temperatur beliebig zu erhöhen, damit die Reaktionsgeschwindigkeit steigt. Auch in der Technik und Industrie setzt man auf Katalyse. Dadurch kann eine langsame verlaufende Reaktion leicht beschleunigen. Da der Katalysator, der Stoff der für die Katalyse verantwortlich ist, dabei nicht verbraucht wird, ist es eine recht kostengünstige Methode. Das heute jedes Auto einen Katalysator als Bauteil besitzt ist nicht verwunderlich. So werden die schädlichen Abgase so schnell als möglich in etwas weniger schädliche Abgase umgewandelt, bevor sie den Auspuff verlassen. Die Funktionsweise eines Katalysators ist im Grund recht einfach. Der Katalysator bildet eine Übergangs-Reaktion mit den Reaktionspartnern. Dadurch wird die benötigte Aktivierungsenergie herabgesetzt. Nach der eigentlichen Reaktion liegt der Katalysator unverändert vor und kann erneut katalysieren. Katalysierte Reaktionen laufen daher schneller ab als nicht-katalysierte Reaktionen. Es eignet sich jedoch nicht jeder Katalysator für jede chemische Reaktion. Vielmehr ist es so, dass ein Katalysator nur eine bestimmte Anzahl an chemischen Reaktionen beschleunigt. Für andere chemische Reaktionen ist er hingegen nutzlos. Bildlich lässt sich ein Katalysator mit einem „Schrankenwärter“ vergleichen. Der Katalysator öffnet eine Schranke. Dadurch ist ein kürzerer und schnellerer Weg möglich, der nicht über den Gipfel führt und somit weniger Energie benötigt. Da der Katalysator nur ein “Schrankenwächter” ist, geschieht mit ihm nichts.

Inhibition

Inhibition spielt vor allem in Organismen eine große Rolle und ist deswegen auch für die Biochemie und Medizin von großer Bedeutung. Die Inhibition ist das Gegenteil der Katalyse. Das bedeutet die Verlangsamung einer chemischen Reaktion durch die Anwesenheit eines anderen Stoffes, dem Inhibitor. So kann beispielsweise der Körper durch das Aussenden der Inhibitoren die Enzyme und damit den Stoffwechsel regulieren. So kommt es zu keiner Überproduktion im Körper, die schädlich sein könnte.
Allgemein Experiment zur Katalyse
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Jöns Jakob Berzelius Wilhelm Ostwald Menge an  „Innerer Energie“ Zeit der Reaktion Edukte Produkte Menge an freiwerdender Energie Normalerweise benötigte Aktivierungsenergie damit die Reaktion  startet. Menge an freiwerdender Energie Dank der Katalyse tatsächlich benötigte Aktivierungsenergie