Katal
(Abkürzung: kat)
Katalysatoren beschleunigen chemische Reaktionen. Um wie viel sie sie beschleunigen, kann/soll in der Maßeinheit Katal ausgedrückt werden:
x Katal entsprechen also einem Katalysator, der x Mol Reaktionsprodukte pro Sekunde produziert (zusätzlich zu evtl. von alleine entstehenden). Unter welchen Bedingungen diese Reaktionsbeschleunigung stattfindet und welche Reaktion überhaupt beschleunigt wird, sagt die Einheit Katal nicht aus. Das muss stattdessen zusätzlich mitgeteilt werden oder bekannt sein, damit die Angabe in Katal einen Sinn hat.
Gebräuchliche Vorsätze
In chemischen Untersuchungen produzieren Katalysatoren weit weniger als 1 mol/s. Daher kommen in der Praxis nur kleine Bruchteile eines Katals vor:
| 1 pkat | = 1 Pikokatal | = 1 Billionstel Katal | = 10−12 mol/s |
| 1 nkat | = 1 Nanokatal | = 1 Milliardstel Katal | = 10−9 mol/s |
| 1 µkat | = 1 Mikrokatal | = 1 Millionstel Katal | = 10−6 mol/s |
Warum ein eigener Name?
In der offiziellen Broschüre des Internationalen Einheitensystems wird das Katal genannt.[1] Aber warum man nicht einfach Mol pro Sekunde sagen kann, erfuhr ich erst in anderen Dokumenten[2]. Die wesentlichsten Argumente sind:
- Katal soll verschiedene Maßeinheiten, die für die katalytische Aktivität gebräuchlich sind, durch eine einzige ersetzen, die zu den anderen Einheiten des Internationalen Einheitensystems passt (keine krummen Umrechnungsfaktoren).
- Gesundheitspersonal tut sich mit Mol pro Sekunde und Liter schwerer als mit Katal pro Liter.
- Zu viele eigene Namen machen ein Einheitensystem unübersichtlich, aber wenn es um die menschliche Gesundheit und Sicherheit geht, wurden auch bisher schon eigene Namen eingeführt (Gray und Sievert für Auswirkungen von energiereicher Strahlung).
Alte Einheit
Verwendung
Katal und Units werden hauptsächlich für Enzyme verwendet (und daher oft als „Enzymeinheiten“ bezeichnet).
Obwohl Katal seit 1999 (endlich) den Segen vom obersten Gremium des Internationalen Einheitensystems hat, werden immer noch überwiegend die alten Units verwendet. Gründe hierfür:
- Units liefern Zahlen in einer „handlichen“ Größenordnung (z. B. 5–
500 U/mg statt 80–8000 nkat/mg). - Die Versuche, mit denen die katalytische Aktivität bestimmt wird, dauern Minuten, nicht Sekunden.[3]
- krummer Umrechnungsfaktor, und die Leute wollen sich nicht umstellen, weil sie keinen Vorteil sehen[4]
Katal und Units werden wie eine Masseneinheit verwendet: Man bestimmt die katalytische Aktivität in der Probe und gibt diese an, wenn eigentlich die Menge des entsprechenden Enzyms in der Probe von Interesse ist.[5]
Mol pro Sekunde dürfen nur dann durch Katal ersetzt werden, wenn damit die katalytische Aktivität beschrieben wird. Insbesondere ist die gesamte Reaktionsgeschwindigkeit (katalytisch beschleunigt und von alleine) nicht in Katal, sondern in Mol pro Sekunde oder dgl. anzugeben.
Abgeleitete Einheiten
| Größe | Einheit | Abk. | Anmerkung |
|---|---|---|---|
| Katal pro Liter | kat/l | |
| Katal pro Kilogramm | kat/kg | |
| Katal pro Mol = Kehrwert einer Sekunde | kat/mol = 1/s | Bei einem Enzymmolekül zwischen 0,5 und mehreren Millionen |
Weiter
Quellen
| [1] | PTB- |
| [2] |
|
| [3] | englische Wikipedia, Artikel „Enzyme unit“ – „While the katal was recommended by the 1978 General Conference on Weights and Measures and officially adopted in 1999, almost all scientific research still uses the enzyme unit, for the simple reason that enzyme assays usually last for minutes, not seconds.“ |
| [4] | Wikipedia, Artikel Enzymeinheit – „Da sich bei Verwendung des Katal die Zahlenwerte ändern, wird die Enzymeinheit in Medizin und klinischer Chemie weiterhin genutzt.“ |
| [5] | Wikipedia, Artikel Katalysatoraktivität, Abschnitt Biokatalyse – „Die Volumenaktivität ist ... ein Maß für die Enzymkonzentration, weshalb häufig Volumenaktivitäten angegeben werden, wenn eigentlich die Menge eines Enzyms in einer Probe von Interesse ist.“ |