Catalyseur
En chimie, un catalyseur est une substance qui augmente la vitesse de réaction ; il participe à la réaction mais il ne fait ni partie des produits, ni des réactifs, il est régénéré à la fin de la réaction.
Les catalyseurs sont nombreux dans la nature, sous forme de protéines que l'on appelle les enzymes. Ils sont aussi largement utilisés dans l'industrie et au laboratoire.
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Le catalyseur augmente la vitesse de réaction en introduisant de nouveaux chemins de réaction (méchanisme), et en abaissant son énergie d'activation, ou énergie libre de Gibbs d'activation. Ce faisant il permet d'augmenter la vitesse, ou d'abaisser la température de la réaction. Il est important de noter que le catalyseur ne modifie pas l'énergie libre de Gibbs total de la réaction qui est une fonction d'état du système et n'a donc aucun effet sur la constante d'équilibre.
En plus d'augmenter la vitesse de réaction, le choix d'un catalyseur peut reposer sur d'autres choix :
- la sélectivité : Un catalyseur sélectif va favoriser la production du produit désiré par rapport aux produits secondaires. Par exemple, quand on utilise l'argent métallique pour catalyser la réaction de formation de l'oxyde d'éthylène, à partir d'oxygène et d'éthylène, cette réaction est accompagnée par la formation plus favorable thermodynamiquement de CO2 et H2O. C'est pour cette raison qu'il est important de trouver un catalyseur favorisant le produit désiré.
- La durée de vie, une faible quantité de catalyseur doit pouvoir survivre à plusieurs cycle de réaction
Exemple simple d'un catalyseur :
La cendre sur le sucre est un bon catalyseur : Essayez d'allumer un sucre avec un briquet. Cela fait au mieux du caramel. Maintenant, mettez un peu de cendre sur le sucre, et essayez d'allumer à l'endroit où vous avez mis la cendre. le sucre brûle alors avec une flamme bleue, jusqu'a ce qu'il n'y ait plus que de la cendre.
Différents types de catalyseurs :
- Catalyseur homogène
- Catalyseur hétérogène
- Réaction autocatalytique