katalyse

Katalyse er navnet på det forhold at noen stoffer øker eller nedsetter hastigheten av kjemiske reaksjoner, uten selv å inngå i utgangsstoffene eller reaksjonsproduktene, og også uten å bli oppbrukt eller forandret. Slike stoffer kalles katalysatorer.

Katalytiske reaksjoner deles i homogen katalyse og heterogen katalyse. I det første tilfellet er så vel katalysatoren som de reagerende stoffene jevnt fordelt i samme homogene fase (væskefase eller gassfase). I det andre tilfellet foregår katalysen ved overflaten til en annen fase enn den som de reagerende stoffer befinner seg i. Katalysatoren og de reagerende stoffer er således atskilt gjennom en grenseflate. Heterogen katalyse involverer typisk reaksjoner hvor katalysatoren er et fast stoff og reaktantene foreligger i løsning eller gassfase.

Heterogen katalyse betegnes iblant kontakt-katalyse og katalysatoren blir kalt kontakten eller kontaktstoffet. Det finnes også situasjoner mellom den typiske homogene og heterogene analyse.

Med auto-katalyse forstås en kjemisk reaksjon som fører til dannelse av et stoff som virker som katalysator for reaksjonen. Reaksjonen vil til å begynne med forløpe tregt, men etter hvert som det katalytisk virksomme reaksjonsproduktet dannes, øker reaksjonshastigheten.

Som eksempel på homogen katalyse nevnes fremstilling av svovelsyre etter den såkalte blykammermetoden (se svovelsyre). Som eksempel på heterogen katalyse nevnes Haber–Bosch-prosessen for fremstilling av ammoniakk med metallisk jern, tilsatt noe aluminium-, kalium- og kalsiumoksid, som katalysator (se ammoniakk). Ved fettherdning, oljeraffinering, omdannelse av naturgass til mer høyverdige hydrokarboner, nedbryting av langkjedede hydrokarboner, fremstilling av hydrogen fra oljeprodukter og ved tallrike andre prosesser benytter man seg av heterogen katalyse.

For livsprosessene i alle levende organismer spiller katalyse en fundamental rolle. En hel rekke av livsfunksjonene som åndedrettet, fordøyelsesprosessene m.fl. reguleres av katalytiske prosesser som forløper med stor hastighet. De katalytisk virkende stoffer ved disse prosesser er forskjellige enzymer.

Begrepet katalyse ble innført av Jøns J. Berzelius i 1835, men først Wilhelm Ostwald  i begynnelsen av 1900-tallet definerte begrepet slik vi bruker det i dag. For det fikk han Nobelprisen i kjemi i 1909.