27 Teorico 27 Catalisis II Dra Puntarulo

Mecanismo de Michaelis-Menten

FISICOQUIMICA
Los parámetros cinéticos se utilizan para comparar actividades enzimáticas

Octubre 24, 2014

Catálisis Heterogénea
Dra. Susana Puntarulo

susanap@ffyb.uba.ar

Mecanismo de Michaelis-Menten (7)

Mecanismo de Michaelis-Menten (8)

Inhibición competitiva

Inhibición no competitiva

Catálisis Heterogénea
El catalizador está en una fase distinta de lamezcla de reacción

Comente
las
características
generales de la catálisis heterogénea.
Cite
ejemplos
industrial.

de

aplicación

Síntesis de NH3 en presencia de metales.
Descomposición
de
NOx
como
consecuencia de los convertidores catalíticos
en automóviles.
Oxidación de CO en presencia de metales
de transición.
Isomerización de hidrocarburos.
Cracking de hidrocarburos pesados.

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CatálisisHeterogénea
Ejemplos de
aplicaciones de
reacciones de superficie:
- Limpieza catalítica de óxidos de
monóxido de carbono sobre Pt.

Catálisis Heterogénea
Características generales

H2C=CH2 + Br2 → BrH2C–CH2Br
Observaciones:

- Reducción de la capa de ozono por
reacción de los freones de los sistemas
de aire acondicionado en la superficie
de pequeños cristales de hielo.

Mayor velocidad de reacción enrecipientes de
vidrio más pequeños

- Desarrollo de herrumbre cuando una superficie de Fe se expone a oxígeno.

Menor velocidad de reacción en recipientes con las
paredes cubiertas con parafina

- Uso en la industria electrónica de las reacciones de superficie para la
fabricación de materiales semiconductores para componentes.

Mayor velocidad de reacción en presencia de
cuentas de vidrio

-Producción de amoníaco en los fertilizantes artificiales por la reacción de
hidrógeno y nitrógeno sobre una superficie de Fe.

El vidrio (silicato de sodio y potasio) actúa como catalizador

- Producción de combustibles renovables usando superficies catalíticas.

Catálisis Heterogénea
Características generales
Acido fórmico a través de un tubo de vidrio a 250°C:

HCOOH → H2O + CO
HCOOH → H2 + CO2

(50 %)(50 %)

Igual, con Al2O3:

HCOOH → H2O + CO

(100 %)

Igual, con ZnO:

HCOOH → H2 + CO2

Catálisis Heterogénea
Características generales
Los catalizadores metálicos se pueden usar en forma de polvo,
partículas, hilos, láminas o películas, monocristal.
El proceso se inicia con la adsorción del reactivo al catalizador.
La estequiometría del proceso no es definida.
La adsorción causa de que se produzcauna disminución de la Ea.

(100 %)

La acción de los catalizadores es superficial. El aumento de la
superficie con igual masa, aumenta la capacidad catalítica.

El catalizador actúa específicamente sobre una
de las reacciones paralelas

Catálisis Heterogénea
Características generales

Analice la importancia de la superficie
del catalizador y del proceso de adsorción
en la catálisis heterogénea.2

Superficies

Superficies

Diagrama esquemático de
la superficie plana de un
sólido

Superficies

Superficies

Propiedades de los catalizadores

Inhibidores

Eteno en la fabricación de PVC
Producción de grasas comestibles

Inorgánicos

Cl2, Br2, I2, CO, SH2, PH3

Orgánicos

HCN, tiofeno (C4H4S),
mercaptanos

Irreversibles

SH2 o PH3 con platino

Reversibles

CO o S2C con platino

Combustible dealto octanaje

3

Petroquímica
zeolitas
Las zeolitas son silicatos
complejos de Al y metales
alcalinos
(arcillas)
muy
utilizados en el cracking del
petróleo.

Na2O.Al2O3.SiO2(x).H2O(y)

Tienen una forma de octaedros
truncados,
con
cubos
intermedios y un gran hueco
central.

Describa los tipos de adsorción que son la
base
del
mecanismo
de
catálisis
heterogénea.
Incluya en su respuesta lascaracterísticas
generales de cada uno.

Adsorción

Adsorción

La adsorción de los gases (adsorbato) en la superficie de
los metales (adsorbente) es la base del mecanismo
catalítico. Esta interacción puede ser:
Fisioadsorción, con fuerzas intermoleculares de
adsorción débiles del tipo London.
Desorción reversible
∆Hads 20-50 kJ/mol

La quimioadsorción de moléculas en la superficie
catalítica se...