CATALIZADORES

¿Qué son los catalizadores?
En una reacción química es posible distinguir el reactante del reactivo. Un catalizador no entra en ninguna de estas categorías y puede definirse como una “sustancia que sin estar permanentemente involucrada en la reacción, incrementa la velocidad con la que una transformación química se aproxima al equilibrio”.
La acción de los catalizadores se explica con lateoría de las colisiones, la cual propone que las reacciones químicas se llevan a cabo producto del choque de las moléculas reactivas y reactantes, y que su velocidad será proporcional al número de choques y con la energía que se produzcan. Estas reacciones pueden llevarse a cabo en varias etapas, las primeras en realizarse son llamadas elementales y generalmente son rápidas. Siguiendo inmediatamente alas anteriormente mencionadas, se encuentran una serie de lentas reacciones que predominarán por sobre las elementales. Catalizar una reacción significa reemplazar este proceso lento por variadas reacciones de corta duración que se llevan a cabo solo en presencia de un catalizador.
Cabe mencionar que poseen un tiempo determinado de acción, es decir, no se mantienen permanentemente. Algunosposeen una vida activa de años—como es el caso de algunos catalizadores industriales—, pero siempre hay un límite de tiempo de funcionamiento de la sustancia.
Si bien un catalizador puede llevar a cabo la función aceleradora, cabe destacar que también puede tener una función orientadora, vale decir que influye en cómo se realizará la reacción y en el producto que se obtendrá. Póngase como ejemplo ladescomposición del alcohol etílico:
En el caso de la reacción I se utiliza óxido de zinc como catalizador.
En el caso de la reacción II se utilizó cobre.
Un catalizador no funciona en reacciones que según la termodinámica son imposibles de llevar a cabo, como por ejemplo cuando se posee una energía libre mayor a cero ( —lo que nos dice que la reacción no se producirá—. Esto quiere decir queel catalizador solo acelera una reacción que, aún sin él, de todos modos se produciría.





Catalizadores Biológicos
En la naturaleza existen infinidades de especies vivas, en las cuales diariamente suceden un número aún más grande de reacciones químicas. Gran parte de estas está catalizada por ciertos tipos de proteínas de estructura compleja llamadas enzimas, que actúan sobresustratos—la molécula sobre la cual trabaja una enzima—. Cabe mencionar que las enzimas no son catalizadoras en su totalidad, vale decir que específicas zonas de la proteína son las catalizadoras y no la estructura completa.
En la imagen se aprecian los estados de transición—en el cual las moléculas implicadas en la reacción han adquirido cierta cantidad de energía ( y se encuentran propensas a romperse ya formar nuevos enlaces— de una reacción con y sin catalizador. Se aprecia que sin la presencia de la enzima, se necesita una mayor cantidad de energía para llegar al estado de transición. En el caso de la reacción con enzima, se necesita una cantidad mucho menor de energía para llegar a dicho estado.
De estas últimas existen infinidades, y sus nombres están dados según la función que cumplandentro de un sistema, por ejemplo, una amidasa trabaja sobre una amida y una proteasa sobre una proteína. Las enzimas a pesar de ser más potentes que cualquier otro catalizador artificial conocido—y con eso se refiere a que tanto puede acelerar una reacción—, muchas veces se asocian junto a otras sustancias no proteínicas para poder llevar a cabo su función, como coenzimas e iones metálicos; ademásde prescindir de condiciones óptimas para el funcionamiento, entre las cuales encontramos, por ejemplo la temperatura y el pH. En el caso contrario las proteínas podrían dejar de funcionar o incluso degradarse.
En el gráfico: Variación de la velocidad de una reacción enzimática en función del pH. Tanto si el medio en el que esté sumida una específica enzima es muy ácido o muy básico en...