Dabei ist der wahre Katalysator ein chemischer Stoff. Er sitzt also in dem Bauteil, das wir Katalysator nennen. In der Chemie braucht man Katalysatoren für die verschiedensten Vorgänge und Herstellungsprozesse.
Aber warum braucht man den Katalysator?
Ein Katalysator ist eine Art Hilfsmittel, um Reaktionen zu beschleunigen. Nicht alle Stoffe reagieren besonders gut oder besonders schnell miteinander. Das kennst du bestimmt aus dem Chemieunterricht. Viele Stoffe reagieren zum Beispiel nur, wenn man sie über einen Bunsenbrenner hält, ihnen also Hitze zuführt.
Bei einer Reaktion müssen die Stoffe, die miteinander reagieren sollen, eine energetische Hürde überwinden. Viele Stoffe schaffend das jedoch nicht allein. Dabei hilft der Katalysator. In der Regel setzen Katalysatoren diese Aktivierungsenergie herab.Sie erhöhen dadurch die Reaktionsgeschwindigkeit. So muss zum Beispiel weniger Energie, wie Hitze, für die Reaktion aufgebracht werden.
Und wie macht er das?
Dafür nimmt der Katalysator selbst an der Reaktion teil! Er verbindet sich vorübergehend also mit den Stoffen, die so schneller reagieren. Am Schluss trennt er sich jedoch wieder, so dass er nun wieder in der Ausgangsform vorliegt. Die Reaktion ist also durch den Katalysator abgelaufen, ohne dass er dauerhaft in der Endverbindung vorliegt. Stattdessen wurde er wieder in seiner Ursprungsform freigesetzt und kann nun weitere Reaktionen beschleunigen.
Aber: Nicht jeder Katalysator kann jede Reaktion beschleunigen. Katalysatoren wirken sehr selektiv. Außerdem gibt es auch Katalysatoren, die eine sonst explosionsartig ablaufende Reaktion verlangsamen. Sie setzten also die Aktivierungsenergie herauf.
Und wo kommen Katalysatoren vor?
In der Natur, also in uns Lebewesen finden fast alle chemischen Reaktionen mithilfe von Katalysatoren statt. Und zwar meistens über Biokatalysatoren, die sogenannten Enzyme. Die Atmung und auch die Photosynthese sind zum Beispiel Prozesse, die über Katalysatoren ablaufen. Auch in der Industrie werden häufig Katalysatoren verwendet, um bestimmte Reaktionen zu beschleunigen oder überhaupt erst zu ermöglichen. Wie oben schon erwähnt, ist der bekannteste Katalysator wohl der im Auto. Er wird vor allem aus Umweltgründen verbaut: Die Auspuffgase eines Verbrennungsmotors enthalten giftige Bestandteile und schaden Mensch und Umwelt. Die Katalysatoren wandeln die Giftgase in unschädliche Abgase um.
In den Autokatalysatoren befinden sich die Edelmetalle Platin, Rhodium und Palladium. Das Bauteilinnere besteht aus Keramik und Aluminiumoxid, auf das die Katalysatoren, die Edelmetalle, fein verteilt aufgetragen werden.
Quellen:
Katalysator • einfach erklärt: Funktion, Bedeutung · [mit Video] (studyflix.de)
Abgaskatalysator in Chemie | Schülerlexikon | Lernhelfer
Danke an Prof. Dr. Thomas Stumm und seinem Team von der Hochschule Kaiserslautern für die wissenschaftliche Begleitung.
