Catalizador
Un catalizador es una sustancia química que acelera una reacción pero no se consume durante la reacción.
El inhibidor no es un concepto opuesto, ya que se consume durante la reacción. .
Catalizadores en química
Los catalizadores se dividen en homogéneos y heterogéneos . Un catalizador homogéneo está en la misma fase que los reactivos, uno heterogéneo forma una fase independiente separada por una interfaz de la fase en la que se encuentran los reactivos [2] . Los catalizadores homogéneos típicos son ácidos y bases. Los metales, sus óxidos y sulfuros se utilizan como catalizadores heterogéneos.
Las reacciones del mismo tipo pueden proceder tanto con catalizadores homogéneos como heterogéneos. Entonces, junto con las soluciones ácidas, se utilizan Al 2 O 3 sólidos , TiO 2 , ThO 2 , aluminosilicatos, zeolitas con propiedades ácidas . Catalizadores heterogéneos con propiedades básicas: CaO , BaO , MgO [2] .
Los catalizadores heterogéneos, por regla general, tienen una superficie muy desarrollada, por lo que se distribuyen sobre un soporte inerte ( gel de sílice , alúmina , carbón activado , etc.).
Para cada tipo de reacción, solo ciertos catalizadores son efectivos. Además de los ya citados ácido-base , existen los catalizadores de oxidación-reducción ; se caracterizan por la presencia de un metal de transición o su compuesto ( Co +3 , V 2 O 5 + MoO 3 ). En este caso, la catálisis se realiza cambiando el estado de oxidación del metal de transición.
Muchas reacciones se llevan a cabo con la ayuda de catalizadores que actúan mediante la coordinación de reactivos en el átomo o ion del metal de transición ( Ti , Rh , Ni ). Tal catálisis se llama catálisis de coordinación .
Si el catalizador tiene propiedades quirales , se obtiene un producto ópticamente activo a partir de un sustrato ópticamente inactivo.
En la ciencia y la tecnología modernas, a menudo se utilizan sistemas de varios catalizadores , cada uno de los cuales acelera diferentes etapas de la reacción [3] [4] . El catalizador también puede aumentar la velocidad de una de las etapas del ciclo catalítico realizado por otro catalizador. Aquí es donde tiene lugar la "catálisis de la catálisis" o catálisis de segundo nivel [3] .
Las enzimas desempeñan el papel de catalizadores en las reacciones bioquímicas .
Los catalizadores deben distinguirse de los iniciadores. Por ejemplo, los peróxidos se descomponen en radicales libres , que pueden iniciar reacciones en cadena de radicales . Los iniciadores se consumen durante la reacción, por lo que no pueden considerarse catalizadores.
Los inhibidores a veces se consideran erróneamente catalizadores negativos. Pero los inhibidores, como las reacciones en cadena de radicales, reaccionan con los radicales libres y, a diferencia de los catalizadores, no se conservan. Otros inhibidores (venenos catalíticos) se unen al catalizador y lo desactivan, lo cual es una supresión de la catálisis en lugar de una catálisis negativa. La catálisis negativa es imposible en principio, ya que contradice la ley de conservación de la energía : proporcionaría un camino más lento para la reacción, pero la reacción, por supuesto, seguirá un camino más rápido, en este caso, no catalizado.
Catalizadores en automóviles
La tarea de un catalizador de automóvil es reducir la cantidad de sustancias nocivas en los gases de escape. Entre ellos:
- el monóxido de carbono (CO) es un gas venenoso, incoloro e inodoro
- Los hidrocarburos , también conocidos como compuestos orgánicos volátiles, uno de los principales componentes del smog , se forman debido a la combustión incompleta de los combustibles.
- Los óxidos de nitrógeno (NO y NO 2 , que a menudo se combinan bajo la designación de NO x ) - también son un componente del smog , así como la lluvia ácida afecta la mucosa humana . [5]
Véase también
- inhibidor
- Inhibidor enzimático
- Promotor (catálisis)
- Energía de activación
- Catálisis
- Catálisis supramolecular
Notas
- ↑ Solovev, Alexander A.; Sánchez, Samuel; Mei, Yongfeng; Schmidt, Oliver G. (2011). “Microbombas Tubulares Catalíticas Variables Operando a Bajas Concentraciones de Peróxido de Hidrógeno” (PDF) . Química Física Química Física . 13 (21): 10131-35. Código Bib : 2011PCCP...1310131S . DOI : 10.1039/C1CP20542K . PMID21505711 . _ Archivado (PDF) desde el original el 25 de febrero de 2021 . Consultado el 11-03-2021 . Parámetro obsoleto utilizado |deadlink=( ayuda )
- ↑ 1 2 Enciclopedia química. - M .: Enciclopedia soviética, 1990. - V. 2. - S. 335, 337. - ISBN 5-85270-035-5 .
- ↑ 1 2 Imyanitov N. S. Sistemas de varios catalizadores en catálisis de complejos metálicos. // Química de coordinación. 1984. - T. 10. - Nº 11 - S. 1443-1454. — ISSN 0132-344X .
- ↑ Temkin ON, Braylovskiy SM / El mecanismo de catálisis en sistemas catalíticos polifuncionales homogéneos. // Investigación Fundamental en Catálisis Homogénea. ed. por AE Shilov. - Nueva York, etc.: Gordon and Breach Science Publishers, 1986. - vol. dos. - P.621-633.
- ↑ Catalizador automotriz y su papel en el sistema de escape . AutoRelease.ru . Archivado desde el original el 25 de agosto de 2011.
Enlaces
- Gran Enciclopedia Soviética : [en 30 volúmenes] / cap. edición A. M. Projorov . - 3ra ed. - M. : Enciclopedia soviética, 1969-1978.
- Catalizadores // Kazajstán. Enciclopedia Nacional . - Almaty: Enciclopedias kazajas , 2005. - T. III. — ISBN 9965-9746-4-0 . (CC POR SA 3.0)
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