La catalyse
 

I. Définitions générales

1. Catalyse

La catalyse est l'action d'un catalyseur sur une transformation chimique.

2. Catalyseur

Un catalyseur est une espèce qui augmente la vitesse d'une transformation, sans figurer dans l'équation de la réaction et sans modifier la composition du système à l'état final.
 

II. Différents types de catalyse

1. Catalyse homogène

1. Définition

On dit d'une catalyse qu'elle est homogène si le catalyseur et les réactifs ne forment qu'une seule phase.

2. Exemple

La réaction de décomposition (dismutation) de l'eau oxygénée (ou peroxyde d'hydrogène: H2O2) peut être catalysée par les ions fer (III) en solution aqueuse. Il n' y a qu'une seule phase, la phase aqueuse.

2. Catalyse hétérogène

1. Définition

On dit d'une catalyse qu'elle est hétérogène si le catalyseur et les réactifs forment plusieurs phases.

2. Exemple

La réaction de synthèse de l'eau à partir du dihydrogène et du dioxygène peut être catalysée par le platine solide (mousse de platine). Les réactifs sont en phase gazeuse et le catalyseur est en phase solide.

3. Catalyse enzymatique

Le catalyseur est une enzyme, c'est-à-dire une protéine élaborée par un organisme vivant. Cette catalyse s'apparente à la fois à une catalyse homogène (le catalyseur et les réactifs du milieu biologique ne forment qu'une seule phase aqueuse) et à une catalyse hétérogène (par le mode d'action (présence de site actif)).
 

III. Propriétés de la catalyse

1. Rôle purement cinétique du catalyseur

Un catalyseur a un rôle purement cinétique. Cela signifie qu'il ne peut accélérer qu'une réaction qui peut avoir lieu sans lui.

Il ne modifie ni le sens d'évolution d'une transformation ni la composition du système à l'état final.

Tout catalyseur d'une réaction dans le sens direct catalyse aussi la réaction en sens inverse (H3O+ catalyse aussi bien l'estérification que l'hydrolyse de l'ester).

2. Sélectivité d'un catalyseur

1. Définition

Un catalyseur est sélectif si son action est spécifique.

Cela signifie qu'un système peut évoluer différemment selon le catalyseur utilisé, ou encore, qu'un catalyseur peut orienter une transformation chimique.

2. Exemple

L'évolution de l'éthanol lors de son chauffage dépend du catalyseur utilisé.

En présence de cuivre  (catalyseur), l'éthanol subit une déshydrogénation pour donner de l'éthanal.

 

En présence d'alumine (oxyde d'aluminium Al2O3) il subit une déshydratation pour donner de l'éthylène.

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