Materia martwa rywalizuje z materią żywą

Obce domieszki w katalizatorze mogą niekiedy działać szkodliwie jako „zatruwacze“ katalizatora czyli tzw. inhibitory. O ile są jednak, jak to wyżej wspomniano,, zespołowo dobrane, wówczas zwiększają jako aktywatory czynność właściwego katalizatora, z czego korzysta się w całej pełni w technice. Jest dużo reakcji chemicznych, które bez katalizatora nie zachodzą lub też przebiegają bardzo wolno. Tak np. wytwarzanie alkoholu metylowego z tlenku węgla i wodoru jest możliwe tylko w obecności pewnych katalizatorów i to zespołowych, mianowicie złożonych tlenków metali (cynku i chromu). Takie zespołowe katalizatory, jak powiedziano już na wstępie, mogą szczególnie dobrze działać, o ile poszczególne składniki katalizatora są „dobranym towarzystwem’!. Również fermenty naturalne, działające w naszym organizmie, są właściwie takimi zespołami, gdyż każdy ferment składa się z grupy czynnej i białka specyficznego, tzw. nośnika. Dopiero taki zespół staje się w pełni czynny jako ferment.

Katalizatory są nam przeważnie potrzebne i ich wpływ uważamy za zbawienny, gdyż nie potrafilibyśmy uruchomić wielu reakcji, gdybyśmy ich nie posiadali. Niekiedy jednak działanie ich jest szkodliwe, o ile wywołują reakcje niepożądane, jak w przypadku wyżej cytowanej korozji. Niekiedy nawet mogą nas prześladować jak „złe duchy“. Takie wypadki miały miejsce na terenie jednej fabryki, gdzie przechowywano stężoną wodę utlenioną. Stężona woda utleniona może być bardzo niebezpieczna i łatwo wywołać pożary. Gdy np. polać nią bibułę, wióry lub inne substancje organiczne, nie widać wprawdzie od razu reakcji. Przy dodaniu jednak do takiej mieszaniny nieco katalizatora, np. rdzy lub innego tlenku metalu (manganu, miedzi, ołowiu), pojawia się raptownie płomień, a bibuła lub inny materiał spala się gwałtownie i doszczętnie. Na tym przykładzie wis dać najwyraźniej, w jakim stopniu odpowiedni katalizator może uiatwic i przyspieszyć reakcję utleniania (spalania). Takie wypadki są w praktyce nieuniknione, o ile nie przestrzega się ścisłych przepisów ostrożnościowych. Każde dotknięcie przedmiotami niestarannie oczyszczonymi, jak np. używanym (nieczystym) patykiem drewnianym lub wężem gumowym, w celu przelania stężonej wody utlenionej z jednego naczynia w drugie, lub też przypadkowe wylanie się jej na gruncie fabrycznym, kończy się zazwyczaj pożarem, gdyż ślady rdzy i odpowiednie substancje organiczne w postaci zanieczyszczeń i odpadków znajdują się na każdym terenie fabrycznym. Z tych powodów przede wszystkim jej transport jest kłopotliwy. Należy przechowywać ją najlepiej w naczyniach aluminiowych, gdyż metaliczny glin, o ile jest wolny od domieszek ciężkich metali, zachowuje się stosunkowo biernie wobec wody utlenionej.

Podobna żywiołowa reakcja, jak w przypadku stężonej wody utlenionej, groziłaby również naszemu organizmowi, gdyby efekt kaloryczny, osiągnięty w oksydacyjnej przemianie materii człowieka, nie był rozłożony jakby na raty. Proces ten zachodzi stopniowo i bierze w nim udział szereg fermentów, działających w określonym układzie hierarchicznym.

Ogólnie biorąc, zjawiska katalityczne związane są z uruchomieniem tej części energii atomu, która ma swe źródło na zewnętrznej powłoczce elektronów. Czy mimo to działanie katalizatora nie pozostaje czymś tajemniczym? Uważam, że nie i nie widzę powodów, które usprawiedliwiałyby odmienne zdanie. Oczywiście nie należy się trzymać dawnej definicji Ostwalda, jakoby katalizator działał jedynie dzięki swej obecności, sam zaś nie podlegał zasadniczym zmianom. Taki pogląd jest przestarzały, a co najmniej prymitywny. Wprawdzie zmiany, jakim podlega katalizator, mogą być niekiedy bardzo subtelne i trudno dostępne naszej obserwacji. W sposób ogólny najlepiej wytłumaczyć rolę katalizatora jako czynnika, który ułatwia partnerom reakcji skontaktowanie się na jego powierzchni, wskutek czego wchodzą one w reakcję chemiczną. Gotowe produkty reakcji opuszczają następnie powierzchnię katalizatora, zwalniając miejsce dla skontaktowania się dalszych jednostek reagujących. Proces tego rodzaju zasadniczo może się powtarzać do nieskończoności i jeżeli szybko się odbywa, całą pracę pośredniczą (mediatorską) może wykonać minimalna już ilość katalizatora. Z powodu znacznej szybkości reakcji, zmiany na katalizatorze mogą zachodzić tak prędko, że trudno je dostrzec. Podobnie jak żarówka włączona do sieci prądu zmiennego powinna „migać“, a jednak nie zauważymy tego, gdy prąd zmienny ma bardzo dużą częstotliwość drgań.

Powstaje teraz pytanie, na czym polega rola katalizatora jako czynnika ułatwiającego reakcję między jednostkami chemicznymi, które bez udziału katalizatora trudno lub w ogóle nie reagują. Ogólnie można to wytłumaczyć w sposób następujący. Katalizator ułatwia trudno reagującym partnerom chemicznym przekształcenie się na jednostki łatwo ze sobą reagujące. Takimi łatwo reagującymi jednostkami są wolne rodniki, czyli pseuuoaioiny. Po reakcji powstają nowe produkty, które jako jednostki trwałe i nic nie mające wspólnego z działaniem katalizatora, wyłączają się spod jego opieki. Powtarzanie się całego procesu jest oczywiście uwarunkowane tym, że potrzebne rodniki powstają na nowo lub też się regenerują w stale powtarzającym się rytmie wahadłowym, który koniec końcem polega na tzw. rezonansie elektronowym. Taki łańcuch reakcji, jakkolwiek wydaje się skomplikowany, można w wielu przypadkach przedstawić przy pomocy prostych równań chemicznych.

Dodaj komentarz