Ingeniería De Materiales

Índice
Índice 1
Catálisis Heterogéna 2
El catalizador 3
Componentes de un catalizador 3
Selección de un catalizador 5
Características deseables del catalizador 5
Etapas involucradas en las reacciones catalizadas con sólidos 6
Características claves de la catálisis 7
Factores que afectan las reacciones catalíticas 7
Catalizadores soportados 8
Propiedades de los catalizadoressólidos 8
Clasificación de los catalizadores sólidos 9
Propiedades de los metales 10
El soporte 11
Propiedades sólidas superficiales 13
Superficies internas en sólidos porosos 14
Bibliografía 15

Catálisis Heterogéna
La catálisis heterogénea es el área del conocimiento que trata del estudio de los fenómenos fisicoquímicos que ocurren cuando un material extraño (catalizador) actúasobre otras sustancias (reactantes) que se le aproximan a su campo de fuerzas superficiales externas, afectando en ellas su velocidad (actividad) y dirección (selectivdad) de transformación en los diferentes productos viables termodinámicante.
En la catálisis heterogénea el catalizador que actúa se encuentra en una fase diferente a la de los reactantes y productos.
Enlistaremos algunoscatalizadores de mayor importancia industrial:
Tabla 1

El catalizador
La situación más común en la práctica, de la catálisis heterogénea, es que el catalizador corresponde a un material sólido y los reactantes a fluidos que entran en contacto con la superficie externa del catalizador.
En términos generales un catalizador es una sustancia que incrementa la velocidad de una reacción que avanza hacia elequilibrio, sin ser consumido en el proceso. El concepto fundamental, desde el punto de vista químico de un catalizador, es que una reacción involucra procesos cíclicos en los cuales sobre un sitio activo del catalizador se forma un complejo con los reactantes y productos intermedios, a partir del cual se desprenden los productos y así se restaura el sitio activo original y continua el ciclo.
Esimportante aclarar que un catalizador no puede cambiar la conversión al equilibrio, determinada por la termodinámica química, y que su papel está restringido a la aceleración de la velocidad de una determinada reacción, o a la inhibición de reacciones no deseadas.
Componentes de un catalizador
Algunos catalizadores se usan en estado puro masivo (el agente activo sólo), la gran mayoría de ellosestán formados por varios componentes, entre los más importantes se encuentran los siguientes:
El agente activo: es la sustancia catalítica y la que produce la aceleración en la reacción química, estos pueden ser conductores metálicos, aislantes y semiconductores.
Los agentes activos depositados sobre la superficie de un soporte son por lo general metales y semiconductores, mientras que loscatalizadores no conductores son comúnmente no soportados.
Los catalizadores metálicos son principalmente metales que pueden formar óxidos, los cuales son factibles de reducir, estos funcionan con gran efectividad en reacciones de hidrogenación y oxidación (como se menciona en la tabla 1).
Los aislantes (óxidos metálicos no conductores), debido a su falta de conductividad, se caracterizan por suacidez y son efectivos para catalizar reacciones de craqueo, polimerización, alquilación, isomerización y deshidratación-hidratación. En general los aislantes son irreductibles.
Los semiconductores presentan variación proporcional en su conductividad eléctrica de acuerdo con la temperatura; catalizan efectivamente reacciones similares a las catalizadas por metales nobles o de transición.
El soporte:es una sustancia, muy poco activa en la reacción, de gran superficie específica y porosidad, cuyo objetivo principal es extender el área del agente activo. Pero también puede tener otras virtudes valiosas entre las cuales cabe destacar:
Mejora la estabilidad del catalizador evitando la unión o sinterización de los sitios activos por efecto de la alta temperatura; facilita la transferencia de...