Deel dit artikel

zowel in ons eigen lichaam als in onze dagelijkse interacties met gebruiksvoorwerpen en producten worden voortdurend atoomverbindingen gevormd en verbroken. dat gaat niet altijd vanzelf: sommige chemische veranderingen zijn in principe alleen mogelijk onder heel specifieke omstandigheden, bijvoorbeeld erg hoge druk en/of temperatuur. er bestaan echter producten, katalysatoren genaamd, die de herschikking van atomen een pak vlotter laten verlopen. tot zo’n twintig jaar geleden lag de nadruk vooral op metaalgebaseerde katalysatoren, maar tegenwoordig worden er steeds meer metaalvrije alternatieven ontwikkeld. hun ontdekking heeft geleid tot een nieuw onderzoeksdomein, de organokatalyse, waarvoor benjamin list en david macmillan vorig jaar de nobelprijs chemie ontvingen.

Moleculen, maar dan makkelijk: de Nobelprijs Chemie 2021

David Salazar Marcano en Tatjana Parac-Vogt

Chemische reacties zijn de drijvende kracht achter bijna alle aspecten van ons leven. Alles om ons heen bestaat uit atomen, met elkaar verbonden tot moleculen door chemische verbindingen. In ons lichaam worden die verbindingen voortdurend gemaakt en weer verbroken in een breed scala aan levensbelangrijke biochemische processen. Daarbij gaat het onder andere over het vormen en doen functioneren van de meest fundamentele bouwstenen van het leven: eiwitten, koolhydraten, vetten en dna. Ook de productie van heel wat industriële producten die we dagelijks gebruiken, zoals medicijnen, plastics, parfums en smaakstoffen, steunt op chemische transformaties.

In de meeste gevallen gebeurt dat vormen en verbreken van verbindingen om nieuwe moleculaire structuren te vormen echter niet vanzelf. Als er niet genoeg energie ter beschikking is, bijvoorbeeld in de vorm van verhitting, zal de ordening van atomen binnen moleculen doorgaans niet veranderen. Gelukkig bestaan er chemische producten die het vereiste energieniveau bij chemische reacties kunnen veranderen, waardoor de atomen toch herschikt kunnen worden en nieuwe moleculen kunnen vormen. Deze chemische producten worden katalysatoren genoemd. Bepaalde chemische veranderingen, die normaal heel traag gaan tenzij de temperatuur en/of druk heel hoog is, kunnen door de aanwezigheid van een katalysator snel en vlot plaatsvinden in gemakkelijkere en veiligere omstandigheden. Doordat de katalysator zelf intact blijft, kan die meerdere keren hergebruikt worden voor hetzelfde herschikkingsproces. Dankzij het gebruik van katalysatoren worden er dus veel meer chemische transformaties mogelijk waarvoor de temperatuur of druk niet buitensporig hoog moet zijn en de reactietijd niet overdreven lang.

Het vervolg van dit artikel lees je in de papieren versie van Karakter 79. De volledige tekst verschijnt later online.

Deel dit artikel
Gerelateerde artikelen