I catalizzatori biologici: definizione e ruolo

Il catalizzatore è una sostanza che accelera una reazione chimica senza consumarsi e senza modificare la stechiometria globale. Agisce abbassando l'energia di attivazione ($E_a$), cioè la barriera per raggiungere il complesso attivato: più molecole possono superarla e la reazione procede più rapidamente. Non rende possibile una reazione termodinamicamente impossibile e non sposta l'equilibrio; accelera sia la formazione dei prodotti sia la reazione inversa.

Catalisi omogenea ed eterogenea

Nella catalisi omogenea catalizzatore e reagenti sono nella stessa fase. Un esempio è l'ossidazione di $SO_2$ a $SO_3$ con vapori di $NO$: il catalizzatore forma un intermedio e viene rigenerato. Nella catalisi eterogenea il catalizzatore è in fase diversa, spesso solido, e la reazione avviene sulla sua superficie per adsorbimento. È il caso del platino ($Pt$) nella marmitta catalitica.

Aiutanti, inibitori ed enzimi

• I promotori aumentano l'efficacia di un catalizzatore.
• Gli inibitori bloccano o rallentano la catalisi; il piombo ($Pb$) avvelena il platino.
• Gli enzimi sono catalizzatori biologici, nella maggior parte dei casi proteine, molto potenti e specifici: consentono le reazioni della vita a temperature compatibili con le cellule, circa $37^\circ C$.