Catalizador sílice alúmina

LABORATORIO DE INGENIERÍA DE LA REACCIÓN QUÍMICA:
PREPARACIÓN DE UN CATALIZADOR DE SÍLICE-ALÚMINA






OBJETIVOS:
El objetivo de ésta práctica es la preparación de un catalizador sólido, en este caso de sílice-alúmina, del que se va a obtener finalmente cuatro catalizadores con distinta temperatura de calcinación y concentración de sílice-alúmína, para así poder estudiar algunas de suspropiedades, como es la acidez y la superficie específica, y ser capaces de relacionarlo con las condiciones de preparación.
INTRODUCCIÓN
Un catalizador se define como aquel compuesto que permite una reacción que, con frecuencia, no sucede en su ausencia. Se añade en cantidades muy pequeñas a las estequiométricas (10-6 y 10-1) y teóricamente debería mantenerse intacto al final de la reacción.Este compuesto modifica la cinética de la reacción sin intervenir en su termodinámica, por lo tanto un catalizador no va a realizar una reacción que sea termodinámicamente imposible.
La humanidad lleva usando catalizadores desde hace más de 2000 años, se data que los primeros se usaron para la fabricación del vino, queso y pan, pero en este caso, en cada lote había que añadir una cantidad superiora la del lote anterior. Tuvieron que pasar muchos siglos hasta que en 1835 Berzelius analizó las experiencias químicas anteriores, sugiriendo que pequeñas cantidades de una sustancia ajena a la reacción era capaz de modificar la velocidad de ésta, a la sustancia la llamó “catalítica”. En 1984, Oswald expandió esta teoría afirmando que los catalizadores aceleraban las reacciones químicas sinconsumirse. Desde Berzelius hasta el día de hoy, los catalizadores se han expandido de tal manera que han llegado a desempeñar un gran papel económico en el mercado mundial. La catálisis está presente en nuestro cuerpo, en diversos procesos biológicos que se llevan a cabo en él; en la producción de materiales plásticos; en la obtención de combustible y la eliminación de gases contaminantes, entre otrosusos, a día de hoy son muy importantes en la industria. (H Scott Foglet, “Elementos de ingeniería de las reacciones químicas”)
Hay distintos tipos de catálisis que se pueden llevar a cabo, según el autor la clasificación puede cambiar, para Didier Astruc, en “Química organometálica”, los catalizadores se clasifican de la siguiente manera:
-Catálisis ácida y básica. Participa un ácido o unabase, como protón o ión hidroxilo. La catálisis ácida se usa muy a menudo en reacciones orgánicas y la básica en reacciones biológicas. Éste tipo de catálisis es utilizada sobre todo en reacciones de esterificación y aldoles.
-Catálisis redox: Se basa en una oxidación o reducción catalítica. El catalizador redox puede ser orgánico, inorgánico o biológico y puede actuar por esfera externa o interna,dependiendo de si hay o no coordinación.
-Fotocatálisis. La reacción es inducida mediante luz, y ésta luz se debe aplicar de forma estequiométrica. Éste tipo de catálisis es muy utilizada, sobre todo, en los procesos en los que hay que romper moléculas de agua.
-Catálisis bifásica. Se usa un catalizador homogéneo que se solubiliza en agua. Para ello se usan grupos funcionales hidrosolubles sobreun ligando, de ésta manera se separarán mediante una decantación los productos orgánicos cuando haya acabado la reacción. Por lo tanto el fundamento de ésta catálisis es usar dos disolventes no miscibles de forma que quede en el catalizador en uno de ellos, y los reactivos y productos en el otro.
Y entre los tipos de catálisis más importante están éstos:
-Catálisis enzimática. Es muy compleja,pero tiene una eficiencia alta, usa enzimas como catalizadores. Sus mecanismos a veces son muy difíciles de determinar y se está explotando mucho en el campo de la bioinorgánica. Se usa sobre todo a nivel de laboratorio como catalizadores in vitro.
-Catálisis homogénea. Todos los reactivos y productos que participan en la reacción están en la misma fase, y en este caso, el catalizador también,...