catalisis unidad 4

Instituto Tecnológico de Mérida

Departamento de Ing Quimica, Bioquimica y Ambiental


Fisicoquímica 2


Tarea “Catalisis”

5to semestre

Integrantes:

David Amaya Barrera
Grecia Yanin Canul Gonzales
Irwin Arturo Dzul Mejia

2 de junio del 2014




La catálisis es el proceso por el cual se aumenta la velocidad de una reacción química, debido a la participación de unasustancia llamada catalizador y las que desactivan la catálisis son denominados inhibidores. Un concepto importante es que el catalizador no se modifica durante la reacción química, lo que lo diferencia de un reactivo.
En la síntesis de muchos de los productos químicos industriales más importantes hay una catálisis. El envenenamiento de los catalizadores, que generalmente es un proceso no deseado,también es utilizado en la industria química.
PROPIEDADES DEL CATALIZADOR
Todo catalizador tiene ciertas propiedades:
Interviene en el mecanismo de la reacción, pero no se consume. Esto quiere decir que el catalizador participa en alguna etapa de la reacción, pero luego se regenera. Por tanto, si en una reacción determinada colocamos 1 gramo de catalizador, al final de la reacción recuperaremos1 gramo de la sustancia intacta: no fue consumido.
Se usa en pequeña cantidad: normalmente se requiere un mínimo porcentaje en moles, con respecto a los reactivos, para observar un incremento en la velocidad.
Un catalizador NO ALTERA el rendimiento de la reacción. Si una reacción sin catalizador tiene un rendimiento del 70%, al usar un catalizador el rendimiento se mantiene (70% también). Loúnico que consigue es que la reacción sea más rápida.
El catalizador aumenta la velocidad de la reacción al disminuir la energía de activación de la reacción. Por ejemplo, para la reacción exotérmica A → B, los perfiles de energía de la reacción no catalizada y catalizada serían:



Observa que el ΔE (y consecuentemente el ΔH°) no se afecta ante la presencia del catalizador: lo único que ocurrees una disminución de la energía de activación, lo que origina un aumento de velocidad. Asimismo, ten en cuenta que el catalizador no se indica entre los productos, ya que no ha sido modificado durante la reacción.
 
TIPOS DE CATÁLISIS
Existen tres tipos de catálisis:
Homogénea: el catalizador está presente en la misma fase que las especies que reaccionan: todos gases, todos en solución acuosa,etc.
Heterogénea: el catalizador y los reactivos están en fase distinta: por ejemplo, el catalizador está en fase sólida mientras que los reactivos son gases.
Enzimática: ocurre sólo en seres vivos, y en estos casos los catalizadores se llaman enzimas: macromoléculas formadas de aminoácidos.
 CATÁLISIS HOMOGÉNEA
La reacción que vimos en el vídeo al inicio de este tema es un ejemplo decatálisis homogénea. La reacción que ocurre es la siguiente:
2 H2O2(ac) →   2 H2O(l)  +  O2(g)
Sin embargo, si añadimos yoduro de potasio (KI) sólido, éste se disuelve en el agua: allí empieza la catálisis, al disponer del ión yoduro I-. El ión yoduro reacciona primero con el agua oxigenada, obteniéndose una reacción en dos pasos:
PASO 1:        2 I-(ac)  +  H2O2(ac)  +  2 H+(ac)  →  I2(ac)  +  2H2O(l)
PASO 2:        I2(ac)  +  H2O2(ac)   →  2 I-(ac)  +  2 H+(ac)  +  O2(g)
GLOBAL:       2 H2O2(ac)  →  2 H2O(l)  +  O2(g)
Observa que el ión yoduro participa como reactivo en el paso 1, pero se produce nuevamente en el paso 2: por tanto, no se altera durante la reacción (requisito para ser catalizador). Asimismo, la reacción global la hemos obtenido sumando ambos pasos: considera que lareacción global es igual a la que ocurría sin el catalizador. El ión yoduro, por tanto, es un catalizador que ha disminuido la energía de activación de la reacción. Asimismo, es unacatálisis homogénea, ya que tanto el ión yoduro como el agua oxigenada (el reactivo) están disueltos en agua (misma fase).
 
CATÁLISIS HETEROGÉNEA
Un ejemplo de catálisis heterogénea es la preparación industrial...