EFECTO DE LOS CATALIZADORES SOBRE LAS REACCIONES QUIMICAS

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Un catalizador es una sustancia que químicamente altera un mecanismo de reacción, así como la velocidad total de la misma, regenerándose en el último paso de la reacción. Su funcionamiento consiste en iniciar una serie de reacciones de pasos elementales con cinéticas más favorables que aquellas que existen en su ausencia. Es necesario aclarar que el catalizador no inicia la reacción: sólo acelera una reacción que se producía lentamente; son capaces de aumentar la velocidad de reacción de 10 a 1012 veces y no tienen efecto sobre la posición de equilibrio. Al realizar un perfil de energía potencial se observaría que el catalizador disminuye la barrera energética pero no afectaría la energía real de los reactivos y productos. ¿Que cambia en una catálisis entonces? Los catalizadores afectan a la cinética de la reacción pero no a su termodinámica; cambian la constante de velocidad(k) y la energía de activación(Ea), pero no la entalpia, ni la energía libre de gibbs (, ya que son funciones de estado. Actualmente la producción anual de millones de toneladas de productos químicos, en una escala industrial se debe gracias al uso de catalizadores heterogéneos (los reactivos y el catalizador están en fases distintas); algunos procesos como la síntesis de Haber para el amoniaco (citada anteriormente), la síntesis de Ostwald para el ácido (uso de Platino-Rodio) nítrico, y los convertidores catalíticos de los autos incorporan un catalizador heterogéneo. Por lo general los catalizadores sólidos son metales de transición (como platino, rodio, oro, entre otros) que al interaccionar con los reactivos debilitan los enlaces de las moléculas. [pic 4]

Otro tipo general de catalisis es la catálisis homogénea donde los reactivos y el catalizador están dispersos en una sola fase generalmente liquida y gaseosa. Por ejemplo, la reacción de acetato de etilo con agua para formar ácido acético y etanol ocurre en forma demasiada lenta para ser medida. Sin embargo, en presencia de ácido clorhídrico la velocidad es mayor, debido a la acción de los hidrogeniones aportados por el ácido. La catálisis homogénea también se puede llevar a cabo en fase gaseosa. Por ejemplo, el proceso en las cámaras de plomo para la obtención de ácido sulfúrico.

Un catalizador es comparable con la construcción de un puente por el interior de una montaña, para atravesarla sin tener que gastar energía escalándola.

A pesar de algunas desventajas (como la transferencia de masas); el simple hecho de controlar las transiciones de una reacción y mejorar el rendimiento permite aceptar estos agentes que día a día se vuelven más irremplazables en la industria y el laboratorio de la actualidad.

Bibliografía:

Catalisis pág.538-545 - Química - Raymond Chang 6ta edición

Historia de la Cinética Química - cineticaquimica2013.wordpress.com

Aspectos fundamentales de la catalisis y los catalizadores http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/059/htm/sec_5.htm