CATALISIS

Universidad
de Los Andes
Facultad de
Ciencias
Laboratorio de Cinética y Catálisis
Serie

Catálisis
Heterogénea
Catálisis
General
S*

Estado
Inicial

Ea C

S C*

Reacción
Catalizada

Ea
Reacción no
Catalizada
Estado
Final

Coordenada de Reacción

Cuaderno Nº 1

Catálisis

Héctor L. Del Castillo P.

Héctor L. Del Castillo P.

1

Catálisis

CATÁLISISObjetivos: Concepto general de catálisis. Mecanismo.
Introducción
EL enunciado propuesto por J. J. Berzelius (1836)
Edimburgo. New Philosophical Journal, XXI, 223, marca
el origen del término catálisis en un contexto científico.
“Muchos cuerpos... tienen la propiedad de ejercer sobre otros cuerpos una acción que es muy diferente de la
afinidad química. Por medio de esta acción ellos producen sudescomposición, y forma nuevos compuestos de
cuya composición ellos no forman parte. Este nuevo poder, hasta aquí desconocido, es común en la naturaleza
orgánica e inorgánica... Yo debo... llamarlo poder catalítico. También llamaré catálisis a esta fuerza de descomposición de los cuerpos”
Esta importante cita, con alguna substitución de redacción moderna, puede representar un resumen justo denuestra vista presente de la catálisis. En ella se reconoce
una división amplia de los sistemas catalíticos, ahora bajo
los títulos de catálisis homogéneo y heterogéneo. En la
primera el catalizador generalmente es una especie disuelta, en el último normalmente es un sólido insoluble, donde
la acción se restringe a la superficie. Este cuaderno involucra la catálisis general e importanteproblemas de aplicación.
Finalmente debe reconocerse que en un cuaderno diseñado para proporcionar una amplia introducción a la catálisis, hay limitaciones severas en la profundidad a que
pueden seguirse los temas individuales. Una lista cuidadosamente seleccionada de sugerencias de lectura aparece al
final del texto, con vista a permitirles a los estudiantes
extender sus intereses y aspectosparticulares.

ción, etc.), lo que implica que la catálisis debe
afectar por igual a la velocidad de la reacción directa que a la inversa, ya que el cociente de ambas
constantes de velocidad es el de equilibrio.
La penúltima afirmación requiere una cierta matización. Por una parte con frecuencia se altera químicamente
el catalizador por reacciones secundarias, bien con impurezas o bien con losproductos de la reacción principal;
por ejemplo, en la reacción de Friedel-Crafts, el catalizador Cl3Al se acompleja con los productos de la reacción y
no se puede recuperar. Por otra parte, en muchas reacciones heterogéneas el catalizador va sufriendo ciertas modificaciones estructurales, con el tiempo, que lo van desactivando. A pesar de ello, es cierto que en las reacciones
elementales elcatalizador vuelve a su estado inicial.
A veces, uno de los productos de la reacción actúa de
catalizador (autocatálisis), en cuyo caso la reacción empieza lentamente, para ir acelerándose a medida que aumenta la concentración del catalizador. Un ejemplo es la
descomposición de la estibamina, SbH3, en H2 y Sb metálico, que actúa de catalizador.
El mecanismo general de la catálisis es simple. Seauna reacción elemental en que el reactivo (o reactivos) S,
que se suele denominar substrato, da el producto (o productos) P. En ausencia de catalizador, transcurrirá por
formación del complejo activado, con una energía de
activación Ea (Figura 1).

S*

Mecanismo General de la Catálisis
Se sabe desde hace tiempo que la velocidad de muchas
reacciones químicas aumenta al añadirle unasustancia
llamada catalizador. Una definición de un catalizador es:
“Una entidad que cambia la velocidad de una reacción química, tomando parte íntimamente en
ella, pero sin llegar a ser un producto”.
El fenómeno recibe el nombre de catálisis, y se ha observado que posee las siguientes características:
a) El efecto suele ser muy notorio, bastando generalmente pequeñas cantidades de catalizador...