Katalysatoren zijn onmisbare stoffen in zowel de natuur als in de industrie. Ze spelen een belangrijke rol in het versnellen van chemische reacties zonder daarbij zelf verbruikt te worden. In dit artikel bespreken we wat de betekenis van katalysator precies is, hoe het werkt en de veelzijdige toepassingen ervan. Die toepassingen vinden plaats in onze dagelijkse leven en in industriële processen.
Wat is de betekenis van katalysator?
Een katalysator is een stof die de activeringsenergie van een chemische reactie verlaagt. Dit maakt het mogelijk voor de reactie om sneller plaats te vinden bij een lagere temperatuur dan normaal nodig zou zijn. Interessant is dat het zelf onveranderd blijft tijdens de reactie; het wordt niet verbruikt of permanent gewijzigd, wat het een uniek en waardevol hulpmiddel maakt in vele chemische processen. Nu weet je de betekenis van katalysator, maar wat voor soorten zijn er?
Soorten katalysatoren
Katalysatoren komen in diverse vormen voor, die elk hun eigen specifieke functies en toepassingen hebben. We onderscheiden hoofdzakelijk twee types. Allereerst heb je organische katalysatoren. Deze zijn veelal biologisch van aard zoals enzymen die in levende organismen voorkomen. Enzymen helpen bij het versnellen van nodige biologische reacties. Denk bijvoorbeeld aan de afbraak van voedsel in het spijsverteringsproces. Dan heb je ook nog de anorganische katalysatoren. Deze zijn vaak gemaakt van metalen of mineralen en worden veel gebruikt in industriële processen. Platina wordt bijvoorbeeld gebruikt als een katalysator in auto-uitlaatsystemen om schadelijke gassen om te zetten in minder schadelijke stoffen.
Hoe werkt een katalysator precies?
Op moleculair niveau biedt een katalysator een alternatieve reactieroute aan die een lagere activeringsenergie vereist. Dit betekent dat de moleculen minder energie nodig hebben om met elkaar te reageren. Dat resulteert in een snellere reactie. Het fascinerende hieraan is dat ze na het voltooien van de reactie onveranderd blijven. Daarna zijn ze dus weer klaar om opnieuw te worden gebruikt. Zo zijn ze in industriële processen bijvoorbeeld fundamenteel voor de productie van kunststoffen, brandstoffen en andere chemicaliën. Ze maken het mogelijk om reacties uit te voeren die anders onpraktisch of economisch onhaalbaar zouden zijn. Dan heb je ook biologische processen. In levende organismen katalyseren enzymen bijvoorbeeld de chemische reacties die nodig zijn voor leven. Denk hierbij aan de stofwisseling en de energieproductie.
Toepassingen ervan
Een bekende toepassing van katalysatoren is in auto’s. Daar helpen ze de uitstoot van schadelijke gassen te verminderen. Ze zetten schadelijke uitlaatgassen zoals koolmonoxide en stikstofoxiden om in minder schadelijke stoffen. Die minder schadelijke stoffen zijn stikstof, koolstofdioxide en waterdamp. Vaak staat bijvoorbeeld in een sneeuwketting omleggen stappenplan dat je moet uitkijken voor de katalysator bij het leggen van kettingen. Je wilt die namelijk niet aanraken als de auto aan is geweest aangezien deze zeer heet wordt. Daar kun je lelijke brandwonden aan overhouden. Maar al met al hebben we ze wel nodig om minder schadelijke stoffen te hebben zweven in de lucht.
In chemische fabrieken versnellen ze juist de productieprocessen. Ook verbeteren ze de efficiëntie en helpen ze bij het verlagen van de energiekosten en milieu-impact. Dit is nodig voor het duurzaam produceren van chemicaliën op grote schaal.
Voordelen van het gebruik van katalysatoren
Eén van de grootste voordelen van de betekenis van katalysator is de verhoging van de efficiëntie in chemische processen. Door de noodzaak voor lagere temperaturen kunnen deze mechanismes een aanzienlijke vermindering van het energieverbruik bewerkstelligen. Dit leidt niet alleen tot kostenbesparingen op de lange termijn. Het draagt namelijk ook bij aan de vermindering van de carbon footprint van industriële activiteiten. Ze zijn erg belangrijk in milieubescherming. Ze worden bijvoorbeeld ingezet om de uitstoot van schadelijke gassen in fabrieken en voertuigen te verminderen. Dit helpt bij het tegengaan van luchtvervuiling en het beschermen van de ozonlaag. Dat is van enorm belang voor het behoud van ons milieu. In de autoindustrie gebruiken ze de betekenis van lambdasondes gecombineerd met deze mechanismes. Deze twee dingen worden vaak door elkaar gehaald..
Nu ken je de betekenis van een katalysator. Je weet dat het te maken heeft met chemische reacties. Je weet waar ze gebruikt worden, hoe ze gebruikt worden en je weet waarom ze gebruikt worden. Wij hopen je zo voldoende geholpen te hebben met deze informatie. En trouwens, het mechanisme moet goed werken anders kom je niet door de betekenis van aankoopkeuring. Tenminste niet als je het verstandig aanpakt.
