Catálisis en la Industria Química

Cuando hablamos de Catálisis nos referimos a la aceleración de la tasa de una reacción química mediante una sustancia llamada catalizador, que no es modificada por la reacción. Un error muy común es creer que el catalizador "permite que la reacción ocurra", es decir que la reacción no se daría sin la presencia de dicho catalizador. Sin embargo, un catalizador no puede hacer que una reaccióntermodinámicamente desfavorable proceda. Más bien, solamente puede acelerar la reacción que es termodinámicamente favorable. La reacción puede proceder en ausencia del catalizador aunque quizás demasiado lentamente como para ser observada desde la práctica. Los catalizadores aceleran las reacciones químicas modificando el camino energético entre los reactivos y los productos. Usualmente, esto involucraun compuesto, un intermediario, el cual no puede formarse sin el catalizador.
Una acción cada vez más común de la industria química es el uso de catalizadores, el cual está tan extendido que prácticamente participan en el 90% de los procesos químicos. En 2005, los procesos catalíticos generaron cerca de 900.000 millones de dólares en productos en todo el mundo. Dicha parte está dedicada en laactualidad a la producción de compuestos de alto valor añadido, tales como algunos principios activos o intermediarios sintéticos de gran uso en las industrias farmacéuticas, de cosméticos, de aditivos alimentarios y perfumes. Un número elevado de estos compuestos, se obtienen mediante reacciones orgánicas en fase líquida que utilizan como catalizadores homogéneos ácidos y sales de ácidos.
Eldesarrollo de la química industrial se debe en gran medida a la catálisis. La catálisis es crucial para cualquier forma de vida, ya que hace que las reacciones químicas ocurran mucho más rápido, a veces por un factor de varios millones de veces más de lo que lo harían "por sí mismas". Asimismo en esta extensa industria encontramos catalizadores, definidos como sustancias que durante la catálisisalteran el desarrollo de una reacción sin modificarse, diferenciándolo de esta manera de un reactivo. Un catalizador en disolución con los reactivos, o en la misma fase que ellos, se llama catalizador homogéneo y un catalizador que está en una fase distinta de los reactivos se denomina catalizador heterogéneo o de contacto.
También encontramos en la vida cotidiana catalizadores en
estufascatalíticas, en los automóviles y, sobre todo, en nosotros mismos. Los seres vivos somos la más compleja industria química, en la que se producen millones de reacciones a la vez; la vida sería imposible sin la presencia de los catalizadores biológicos: las enzimas. La naturaleza química de los catalizadores es tan diversa como la catálisis misma, aunque pueden hacerse algunas generalizaciones. Los ácidospróticos son probablemente los catalizadores más ampliamente usados, especialmente para muchas reacciones que involucran agua, incluyendo la hidrólisis y su inversa.



Capítulo I

Planteamiento del Problema

La Catálisis es, según Wilhem Ostwald, la variación que se produce en la velocidad de las reacciones químicas por la presencia de sustancias que no aparecen entre los productos finalesde reacción. El estudio de los fenómenos catalíticos representa día a día un interés creciente, tanto por su aportación a los problemas de la naturaleza de las fuerzas químicas, como al de sus aplicaciones técnicas tan importantes, como al de sus relaciones con la biología. Los trabajos acerca de la catálisis se multiplican constantemente, y hoy podemos considerar los fenómenos catalíticos comode los más importantes en el campo de la químico-física, pura como aplicada, formando un cuerpo de doctrina con sus métodos de trabajo peculiares. El desarrollo de los estudios catalíticos se debe principalmente a dos causas:

a) El interés de la técnica.
b) Los recientes progresos efectuados en las investigaciones sobre la adsorción y la cinética química.

Respecto al interés técnico, no...