Catalisis

UNIDAD 3. “CATALISIS”

INTRODUCCION.

El primer paso para la determinación de velocidades totales consiste en analizar los procesos asociados con la superficie sólida (adsorción, deserción y etapas intrínsecas de reacción en la lista del principio de esta unidad). Empezaremos con una breve descripción cualitativa de la naturaleza de los catalizadores, para después terminar con un tratamientode la adsorción. A medida que la información cinética comenzó a acumularse durante el siglo pasado, se hizo evidente que las velocidades de un buen número de reacciones estaban influidas por la presencia de un material que en sí mismo permanecía sin cambiar durante el proceso.
En 1836, J. J. Berzelius revisó cuidadosamente esas reacciones, llegando a la conclusión de que intervenía una fuerza“catalítica”. Entre los casos que él estudió, se encuentran la conversión del almidón en azúcar en presencia de ácidos, la descomposición del peróxido de hidrógeno en condiciones alcalinas y la combinación del hidrógeno y el oxígeno en la superficie del platino esponjoso. En estos tres ejemplos, los ácidos, los iones alcalinos y el platino esponjoso, son los materiales que aumentaban la velocidad peropermanecían sin modificarse en la reacción. Aunque el concepto de una fuerza catalítica propuesto por Berzelius ha sido descartado, se ha retenido el término de catálisis para describir todos los procesos en los cuales la velocidad de la reacción esta influida por una sustancia que permanece sin alterarse químicamente.

El término de catálisis se atribuye al sueco Berzelius que en elEdin.Phil.J. XXI,223, 1836 escribe: “algunos cuerpos tienen la propiedad de ejercer sobre otros una acción, diferente a la causada por la afinidad química, por medio de la cual se produce su descomposición, formando nuevos compuestos, que no entraban en la composición de aquellos. A este poder desconocido, común a la naturaleza orgánica e inorgánica, llamo poder catalítico, siendo catálisis la descomposiciónde cuerpos por esta fuerza”
3.1. Conceptos (tipos de catalizadores, propiedades, preparación. Contaminación de catalizadores).
La catálisis es aquella manifestación de los procesos en los cuales la velocidad de la reacción esta influida por una sustancia que permanece sin alterarse químicamente.

El término catálisis agrupa al conjunto de procedimientos y conocimientos que permiten que lavelocidad con la que transcurre una reacción se incremente in situ. Catalizar una reacción implica reemplazar la etapa más lenta y determinante de la velocidad global, por otra/s más rápidas que se llevan a cabo sólo en presencia del catalizador. En ocasiones, esta aceleración se aprovecha para obtener una velocidad igual, o ligeramente superior, pero a temperaturas mucho más bajas que las utilizadasen el caso de la reacción sin catalizar. En otras, lo más valioso es el hecho de obtener
productos que, sin la intervención de este catalizador, no se formarían o lo harían en cantidades pequeñas. Se abre, pues, un nuevo camino de reacciones elementales con menor energía de activación alterándose el mecanismo de reacción.

Los tipos de catalizadores se llevan a cabo de acuerdo con lascondiciones en las que las reacciones es posible separar el fenómeno catalítico en tres dominios independientes, los cuales son los siguientes:

a) Catálisis homogénea: Donde todas las especies cinéticamente activas, comprendido el catalizador, constituyen una misma fase, con una velocidad de reacción similar en todos los puntos. Se considera también en esta rama el caso en que uno de los reactivos esun gas y que los otros, con el catalizador, pertenecen a una misma fase líquida. Debido a la solubilidad del gas la transformación se produce en todo el líquido y no en la interfase gas-líquido. La naturaleza de los productos tampoco influye. En este tipo de catálisis las velocidades son generalmente elevadas, los venenos inofensivos y la posibilidad de estudio de mecanismos de reacción más...