Temas Varios

Universidad del Zulia
Facultad de Ingeniería
Escuela de Ingeniería Química
Cátedra: Catálisis

1. PRINCIPIOS BÁSICOS DE CATÁLISIS

Prof. Eduardo González

2
INTRODUCCIÓN
La velocidad de una reacción química puede ser acelerada con un
incremento de la temperatura o el uso de un catalizador. En la industria el
empleo de catalizadores es de vital importancia ya que no es deseablerealizar reacciones a elevadas temperaturas por razones de costo. Un
catalizador es una sustancia capaz de incrementar la velocidad de la reacción
sin variar en su composición al final de la reacción y por tanto no forma parte
de los reactivos y productos. La reacción química puede proceder sin el
catalizador, solo que tardaría mucho más en completar la reacción, aunque
algunas veces esindispensable el uso de estas sustancias. La ventaja de la
catálisis es que permite obtener los productos en menor tiempo y menor
costo. Catálisis significa acelerar-ruptura (Cata-acelerar y lisis-ruptura). En
este

caso estamos hablando de ruptura de los enlaces de los reactivos y

formación de nuevos enlaces para generar productos.
Ostwald
Un catalizador es una sustancia que aumenta la velocidadcon la cual
se alcanza un equilibrio, pero sin modificarlo.
Thomas y Thomas
Es una sustancia que aumenta la velocidad de una reacción química
para alcanzar el equilibrio
Blanco y Linarte
Es una entidad que cambia la velocidad de una reacción química,
tomando parte íntimamente en ella, pero sin llegar a ser producto.
Saterfield
Sustancia

que

aumenta

la

velocidadapreciablemente consumida en el proceso.

de

reacción

sin

ser

3
CONSENSO GENERALIZADO DE CATALIZADOR
1. Es una sustancia que esta formada por un cuerpo o sistema de
cuerpos. No son catalizadores la luz, solventes o iniciadores.
2. El catalizador puede aumentar la velocidad de la reacción de
aquellos procesos que son termodinámicamente factibles y no pueden
modificar el equilibrio.
3. Elcatalizador acelera y orienta la reacción hacia un producto
determinado, es decir, provee selectividad.
En resumen, un catalizador es aquella sustancia o compuesto que
aumenta la velocidad de una reacción química que es termodinámicamente
posible; esto se logra a través de la formación de un nuevo complejo
activado de menor energía respecto al complejo activado de la reacción sin
catalizar.FACTIBILIDAD TERMODINÁMICA
Una reacción química es la transformación de la materia mediante
ruptura de enlaces y formación de nuevos enlaces. Este proceso involucra un
costo energético para la formación de un intermediario conocido como
complejo activado. La energía necesaria para iniciar la reacción es llamada
energía de activación y las etapas que involucran los intermediarios sonconocidas como etapas o estados de transición. El catalizador no modifica la
factibilidad de un proceso, solo provee de vías alternativas de menor energía,
es decir la velocidad aumenta ya que se necesita menor energía para formar
el complejo activado (ver figura 1).
Es importante destacar que la posición en equilibrio de una reacción
esta dado por los parámetros termodinámicos, en especial laenergía libre, la
cual nos dice si es factible que los reactantes se transformen a productos.
Por conveniencia, se habla de energía libre estándar, que es la energía
necesaria para formar un compuesto a partir de sus elementos a 25°C y 1
atm de presión. En el equilibrio, ∆G=-RT lnKp, donde Kp es la constante de

4
equilibrio en función de las presiones parciales. Por ejemplo, para formar unmol de agua a partir de ½ mol de O2 y 1 mol de H2 el ∆G=-228 KJ/mol y el
Kp=1.19x1040 atm-1, indicando claramente que la reacción se desplaza hacia
la formación de agua, sin embargo, al mezclar hidrógeno con oxígeno no
ocurre nada, pero procede drásticamente al adicionar un catalizador de
platino. De manera similar ocurre con la hidrogenación de olefinas.

Figura 1. Efecto del catalizador...