Un catalizador modifica la velocidad de una reacción química sin ser utilizado o aparecer como uno de los productos de la reacción. Una reacción química en la que un substrato(S) se transforma en un producto (P): Sla_res2.jpg (719 bytes) P, ocurre por que cierta fracción de moléculas de S, posee mucho más energía que el resto de ellas, lo que es suficiente para que alcancen un estado activado, en el que pueda formarse o romperse un enlace químico y se forme el producto (P).
La energía de activación es la cantidad de energía expresada en calorías, necesaria para que todas las moléculas de un mol, a una temperatura dada alcancen el estado reactivo. Mientras que, el estado de transición es el estado rico en energía de lasmoléculas que interaccionan en la cima de la barrera de activación. La velocidad de una reacción química es proporcional a la concentración del complejo en el estado de transición.
La energía de activación es la cantidad de energía expresada en calorías, necesaria para que todas las moléculas de un mol, a una temperatura dada alcancen el estado reactivo. Mientras que, el estado de transición es el estado rico en energía de lasmoléculas que interaccionan en la cima de la barrera de activación. La velocidad de una reacción química es proporcional a la concentración del complejo en el estado de transición.
Una reacción química se puede acelerar de la siguiente forma: 1) Al aumentar la temperatura se incrementa la energía cinética, por lo que es mayor el número de moléculas que alcanzan el estado de transición. Generalmente el Q10 =2,, lo que indica que la velocidad de una reacción química se duplica al aumentar la temperatura en 100C. 2) Añadiendo un catalizador, que disminuye la energía de activación y aumenta la velocidad de reacción.
La enzima (E), se combina con el substrato (S) formando el complejo de transición, enzima-substrato (E-S), mediante una reacción reversible, cuya energía de activación es menor que la de la reacción no catalizada. Cuando se forma el producto de la reacción (P), se regenera de nuevo la enzima (E) de forma libre, la que puede combinarse de nuevo con otra molécula de substrato (S).
La enzima (E), se combina con el substrato (S) formando el complejo de transición, enzima-substrato (E-S), mediante una reacción reversible, cuya energía de activación es menor que la de la reacción no catalizada. Cuando se forma el producto de la reacción (P), se regenera de nuevo la enzima (E) de forma libre, la que puede combinarse de nuevo con otra molécula de substrato (S).
Una enzima reduce más eficientemente la energía de activación (Ea) de una reacción que un catalizador inorgánico, lo que permite que una reacción se realice a menor temperatura.
El siguiente ejemplo ilustra mejor lo que estamos tratando:
a) el peróxido de hidrógeno se descompone en:
H2 O2 ------> H2 O + O2
Energía de activación (Kcal*mol-1):18
b) el hierro catalítico (Fe) realiza la reacción
H2 O2 ----------> H2 O + O2
Energía de activación (Kcal*mol-1):13
c) el platino catalítico (Pt) realiza la reacción
H2 O2 ----------> H2 O + O2
Energía de activación (Kcal*mol-1):12
d) la catalasa, una enzima hepática la realiza
H2O2 -----------> H2O + O2
Energía de activación (Kcal*mol-1):5
Una enzima no modifica la energía libre, ni la constante de equilibrio, sino que disminuye la energía de activación de la reacción.
