Catalyseur - Définition et Explications

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En chimie, un catalyseur est une substance qui augmente la vitesse d'une réaction chimique ; il participe à la réaction mais il ne fait partie ni des produits, ni des réactifs et n'apparaît donc pas dans l'équation-bilan de cette réaction.

Le catalyseur (En chimie, un catalyseur est une substance qui augmente la vitesse d'une réaction chimique ;...) accélère, parfois dans des proportions considérables, la réaction chimique, mais il n'est pas consommé : soit il ne participe pas à la réaction mais sa présence facilite la rupture des liaisons, soit il y participe mais est régénéré à la fin.

Les catalyseurs sont largement utilisés dans l'industrie et en laboratoire.

Dans la nature et en biochimie (La biochimie est la discipline scientifique qui étudie les réactions chimiques ayant lieu...), certaines protéines possèdent une activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) catalytique. Ils s'agit des enzymes.

Le catalyseur (En chimie, un catalyseur est une substance qui augmente la vitesse d'une réaction chimique ;...) augmente la vitesse (On distingue :) de réaction en introduisant de nouveaux chemins de réaction (mécanisme), et en abaissant son énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) d'activation (Activation peut faire référence à :), ou énergie libre (En thermodynamique l’énergie libre F (appelée aussi "énergie libre de Helmholtz") est une...) de Gibbs d'activation. Ce faisant il permet d'augmenter la vitesse, ou d'abaisser la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) de la réaction. Il est important de noter que le catalyseur ne modifie pas l'énergie libre de Gibbs totale 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 paramètres :

  • la sélectivité : un catalyseur sélectif va favoriser la production du produit désiré par rapport aux produits secondaires. Par exemple, quand on utilise l'argent (L’argent ou argent métal est un élément chimique de symbole Ag — du...) métallique pour catalyser la réaction de formation de l'oxyde (Un oxyde est un composé de l'oxygène avec un élément moins...) d'éthylène, à partir d'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de...) 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 (La vie est le nom donné :), une faible quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire,...) de catalyseur doit pouvoir survivre à plusieurs cycles de réaction

Exemple simple d'un catalyseur :

La cendre (La cendre est un résidu basique de combustion ou incinération de matières...) sur le sucre (Ce que l'on nomme habituellement le sucre est, dès 1406, une "substance de saveur douce...) est un bon catalyseur : Essayez d'allumer un sucre avec un briquet (Un briquet est un dispositif pyrotechnique autonome, destiné à produire une flamme. Le...). 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 (Un catalyseur est dit homogène lorsqu'il ne forme qu'une seule phase avec les réactifs. Jouant...)
  • Catalyseur hétérogène (Un catalyseur hétérogène est généralement un catalyseur à l'état solide alors que la phase...)
  • Réaction autocatalytique (Une réaction autocatalytique est une réaction chimique dont le catalyseur figure parmi les...)
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