ΣΥΝΑΝΤΗΣΗ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗΣ 23 ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΥ 2026

 

Διάσπαση Η₂Ο₂ με χρήση 

καταλυτών και ενζύμου και ανίχνευση του παραγόμενου Ο₂

Την Παρασκευή 23 Ιανουαρίου, οι μαθητές του Ομίλου πραγματοποίησαν ένα ενδιαφέρον πείραμα με στόχο να μελετήσουν τη διάσπαση του υπεροξείδιου του υδρογόνου σε νερό και οξυγόνο με τη βοήθεια καταλυτών και ενζύμων.

Αρχικά, η αντίδραση πραγματοποιήθηκε με τη χρήση ανόργανων καταλυτών. Οι μαθητές χρησιμοποίησαν τον στερεό καταλύτη οξείδιο του μαγγανίου (πυρολουσίτη), καθώς και διάλυμα ιωδιούχου καλίου. Η χρήση του πυρολουσίτη αποτελεί παράδειγμα ετερογενούς κατάλυσης, επειδή ο καταλύτης βρίσκεται σε διαφορετική φάση από τα αντιδρώντα. Αντίθετα, η χρήση διαλύματος ιωδιούχου καλίου αποτελεί παράδειγμα ομογενούς κατάλυσης, καθώς ο καταλύτης βρίσκεται στην ίδια φάση με το αντιδρών διάλυμα.

Στη συνέχεια, οι μαθητές πραγματοποίησαν το ίδιο πείραμα χρησιμοποιώντας συκώτι, στο οποίο υπάρχει το ένζυμο καταλάση, ένας βιολογικός καταλύτης που επιταχύνει τη διάσπαση του υπεροξειδίου του υδρογόνου σε νερό και οξυγόνο.

Για να μελετηθεί η επίδραση της θερμοκρασίας και του pH στη δράση των ενζύμων οι μαθητές πραγματοποιησαν δύο επιπλέον πειράματα. Τοποθέτησαν ένα μικρό κομμάτι συκώτι σε βραστό νερό και ένα άλλο σε διάλυμα υδροχλωρικού οξέος. Όταν επαναλήφθηκε το πείραμα, οι μαθητές παρατήρησαν ότι η αντίδραση δεν πραγματοποιούνταν πλέον. Αυτό συμβαίνει επειδή τα ένζυμα είναι πρωτεΐνες που σε ακραίες θερμοκρασίες ή σε πολύ όξινο περιβάλλον αποδιατάσσονται, χάνοντας τη δομή και την καταλυτική τους δράση.

Μέσα από το πείραμα αυτό, οι μαθητές είχαν την ευκαιρία να κατανοήσουν τη σημασία των καταλυτών και των ενζύμων, καθώς και τους παράγοντες που επηρεάζουν τη λειτουργία τους. 

Καταλύτες και ένζυμα

Στη Χημεία, πολλές αντιδράσεις πραγματοποιούνται πολύ αργά ή απαιτούν μεγάλη ποσότητα ενέργειας για να ξεκινήσουν. Οι ουσίες που μπορούν να επιταχύνουν μια χημική αντίδραση χωρίς να καταναλώνονται κατά τη διάρκειά της ονομάζονται καταλύτες. Οι καταλύτες δρουν μειώνοντας την ενέργεια ενεργοποίησης, δηλαδή την ελάχιστη ενέργεια που χρειάζεται για να ξεκινήσει μια αντίδραση, επιτρέποντας έτσι στα αντιδρώντα μόρια να μετατραπούν σε προϊόντα πιο εύκολα και γρήγορα.

Στους ζωντανούς οργανισμούς, τον ρόλο των καταλυτών παίζουν ειδικά βιομόρια που ονομάζονται ένζυμα. Τα ένζυμα είναι συνήθως πρωτεΐνες και λειτουργούν ως βιολογικοί καταλύτες, επιταχύνοντας τις χημικές αντιδράσεις που είναι απαραίτητες για τη ζωή, όπως η πέψη των τροφών και ο μεταβολισμός. Η δράση τους βασίζεται στην ύπαρξη ενός ειδικού τμήματος του μορίου τους, του ενεργού κέντρου, όπου προσδένεται το υπόστρωμα (η ουσία που αντιδρά). Εκεί σχηματίζεται το σύμπλοκο ενζύμου–υποστρώματος και η αντίδραση πραγματοποιείται πολύ πιο γρήγορα.

Χάρη στους καταλύτες και στα ένζυμα, τόσο στη βιομηχανία όσο και στους ζωντανούς οργανισμούς, πολλές σημαντικές χημικές διεργασίες μπορούν να πραγματοποιούνται αποτελεσματικά, γρήγορα και με μικρότερη κατανάλωση ενέργειας.

 

Το ένζυμο καταλάση στο συκώτι

Η Καταλάση είναι ένα ένζυμο που βρίσκεται σε μεγάλες ποσότητες στα κύτταρα του ήπατος (συκώτι). Πρόκειται για έναν πολύ σημαντικό βιολογικό καταλύτη, ο οποίος προστατεύει τα κύτταρα από βλαβερές ουσίες που δημιουργούνται κατά τον μεταβολισμό.

Συγκεκριμένα, η καταλάση διασπά το Υπεροξείδιο του υδρογόνου, μια ουσία που μπορεί να είναι τοξική για τα κύτταρα, σε δύο ακίνδυνα προϊόντα: νερό και οξυγόνο. Η αντίδραση που πραγματοποιεί είναι:

2H₂O₂ → 2H₂O + O₂

Η δράση της καταλάσης είναι πολύ γρήγορη και αποτελεσματική, καθώς ένα μόνο μόριο ενζύμου μπορεί να διασπάσει εκατομμύρια μόρια υπεροξειδίου του υδρογόνου σε πολύ μικρό χρονικό διάστημα. Για τον λόγο αυτό, το ένζυμο αυτό παίζει σημαντικό ρόλο στην προστασία των κυττάρων και στη σωστή λειτουργία του οργανισμού

Ακολουθούν βίντεο των μαθητών από το πείραμα που πραγματοποίησαν καθώς και το φύλλο εργασίας

Φύλλο Εργασίας 

👀 Προεπισκόπηση αρχείου ⬇️ Κατέβασμα αρχείου