Katalyse 



719 



Es sincl dies durchaus nicht inimer inir 

 Spaltungsvorgange, sondern hiiufig auch 

 synthetische Prozesse. So vermag Hefe- 

 extrakt Maltose aus Glukose, Pankreaslipase 

 Glyzerinmonoleat aus den Komponenten, 

 Hefemaltase Amygdalin aus Mandelsaure- 

 nitrilglukosid und Glukose aufznbauen. 



Auch die Eigentiimlichkeit der Enzyme, 

 auf spiegelbild-isomere Verbindungen in ver- 

 schiedenem MaBe einzuwirken, hat neuer- 

 dings auf dem Gebiete der rein chemischen 

 Katalysatoren ihr Analogon gefunden, inclem 

 es mit Hilfe von optisch aktiven Kataly- 

 satoren gelungen ist, racemische Gemische 

 zu spalten (Bredig und Fajans). Es liegt 

 daher nahe, auch den Fermenten einen 

 asymmetrischen Molekularbau zuzuschreiben. 



Die groBe Rolle der katalytisch-enzyma- 

 tischen Prozesse in der belebt'en Natur'wird 

 verstandlich, wenn man sich vergegenwartigt, 

 daB die beiden anderen Hilfsmittel, welche 

 die Chemie in unbelebten Systemen zur 

 Geschwindigkeitsregulierung von Reaktionen 

 besitzt, namlich die Aenclerung der Kon- 

 zentration der reagierenden Stoffe und der 

 Temperatur, in der belebten Natur meist 

 kaum in Betracht komnien. So verbleibt 

 als einzige Moglichkeit die Reaktionsbe- 

 schleunigung und Reaktionsauslese durch 

 Katalysatoren, und diese stehen in der Tat 

 den Organismen in Gestalt ihrer Enzyme in 

 solcher Mannigfaltigkeit zur Verfiiguiig, daB 

 ein und dieselbe Kb'rperfliissigkeit, z. B. das 

 Blut, in den einzelnen Teilen des Organismus 

 zu den verschiedenartigsten Reaktionen be- 

 t'ahigt wird. 



6. Theorien der Katalyse. Zur Er- 

 klarung der katalytischen Erscheinungen 

 sind im Laufe der Zeit zahlreiche mehr oder 

 minder voneinander im Wesen verschiedene 

 Erklarungsversuche gegeben worden, die 

 sich jedoch zum groBen Teil weder als 

 fruchtbar nodi als tier Priil'ung zuganglich 

 erwiesen haben. Wie schon erwahnt, kann 

 mit Sicherheit angenommen werden, daB die 

 verschiedenen Reaktionsbeschleunigungen 

 durch Fremdstoffe zurn Teil auf sehr ver- 

 schiedenartigen Ursachen beruhen; infolge- 

 dessen braucht das Zutreffen einer theore- 

 tischen Vorstellung auf diesem Gebiete die 

 gelegentliche Richtigkeit anderer Erkla- 

 rungen nicht anszuschlieBen. 



Wir beschranken uns im f olgenden auf eine 

 kurze Darlegung der Theorie der Z wise hen - 

 reaktionen und einer anderen Gruppe 

 von Erklarungsversuchen, die den speziellen 

 Bedingungen der heterogenen Katalyse 

 Rechnung zu tragen bestrebt sind. 



Das Wesen einer Katalyse durch 

 Zwischenreaktion veranschaulicht das fol- 

 gende Schema. Wird die Reaktion 



durch einen Fremdstoff C beschleunigt. so 

 kann man sich vorstellen, daB dieser in einer 

 Teilreaktion zur Bildung einer Verbinduim 

 AC dient, die in einem zweiten Teilvorgan^ 

 wieder zerlegt wird : 



1. 



2. 



AC--B 



AC 

 AB + C 



A + B 



AB 



Insgesamt: A + B + C~ -AB + C. 



Dieses Schema tragt der Tatsache Rech- 

 nung, daB der Stoff C sich zum SchluB 

 in seinem urspriinglichen Zustand wieder 

 findet, Im konkreten Fall wird sich aller- 

 . dings eine derartige Erklarung erst danu als 

 befriedigend erachten lassen, wenn a) ein 

 solches Zwischenprodukt direkt oder in- 

 direkt nachgewiesen wird; b) dieses unter 

 den Bedingungen der Reaktion nicht nur 

 zu entstehen, sondern auch wieder zu zer- 

 fallen vermag; c) die Teilreaktionen 1 und 2 

 nachweislich rascher verlaufen als der un- 

 katalysierte Gesamtvorgang. 



Die Auffindung einer Verbindung des 

 Katalysators ist also an sich noch kein 

 Bew r eis fiir das Vorliegen einer Reaktions- 

 beschleunigung durch Zwischenreaktion ; die 

 aufgefundene Verbindung kann ebensogut 

 Neben- wie Zwischenprodukt sein. Kataly- 

 tische Reaktionen, die in dem oben bezeich- 

 neten Sinne theoretisch vollig durchgearbeitet 

 waren, sind nur in auBerst kleiner Zahl be- 

 kannt. Doch kennt man eine Reihe von Fallen, 

 in denen das Vorliegen einer Zwischenreaktion 

 als praktisch sichergestellt anzusehen ist. 

 Vielfach wird es schon durch die chemische 

 Natur ernes Katalysators sehr nahegelegt, 

 ihm die Fahigkeit zu Zwischenreaktionen 

 zuzuschreiben. So ist es beispielsweise ganz 

 verstandlich, daB sich zur Katalyse von 

 Oxydationsreaktionen gerade die Verbin- 

 dungen solcher Elemente eignen, die in 

 mehreren Oxydationsstufen (Fe, Mn, Ti usw.) 

 auftreten, bei denen man also mit einer 

 intermediaren Reduktion und Oxydation 

 rechnen kann.. Die Rolle der Stickoxyde 

 im Schwefelsaure-BleikammerprozeB 

 ist bereits vor mehr als einem Jalirliundert 

 unter diesem Gesichtspunkt aufgef aBt worden ; 

 durch die Isolierung von Zwischenprodukten 

 ist eine Stiitze hierfitr erbracht worden, 

 wenn auch der Mechanismus gerade dieser 

 Reaktion bisher noch immer nicht restlos 

 aufgeklart ist. 



Vielfach gestattet die Form der Ge- 

 schwindigkeitsgleichung einen Einblick in 

 den Verlauf von Zwischenreaktionen. Diese 

 geben sich oft dadurch zu erkennen, daB die 

 Form der Geschwindigkeitsgleichung eine 

 andere ist, als man nach den Gesetzen der 

 chemischen Kmetik auf Grund der stochio- 

 metrischen Gesamtgleichung des Vorganges 

 erwarten sollte. Ein interessantes und gut 

 erforschtes Beispiel derartiger Reaktionen 



