Calor de reacción
El modelado computacional produce tanto perspectivas de mejores catalizadores como bellas imágenes, como este modelo de un catalizador de platino interactuando con átomos de oxígeno (rojo) y átomos de hidrógeno (blanco). Imagen de Rees Rankin, Centro de Materiales a Nanoescala.
Casi todo en tu vida cotidiana depende de catalizadores: los coches, las notas Post-It, el detergente para la ropa, la cerveza. Todas las partes de tu bocadillo: pan, queso cheddar, pavo asado. Los catalizadores descomponen la pasta de papel para producir el papel liso de tu revista. Limpian las lentillas cada noche. Convierten la leche en yogur y el petróleo en jarras de leche de plástico, CD y cascos de bicicleta.
Los catalizadores aceleran una reacción química reduciendo la cantidad de energía necesaria para ponerla en marcha. La catálisis es la espina dorsal de muchos procesos industriales, que utilizan reacciones químicas para convertir materias primas en productos útiles. Los catalizadores son esenciales para fabricar plásticos y muchos otros productos manufacturados.
Incluso el cuerpo humano funciona con catalizadores. Muchas proteínas del cuerpo son catalizadores llamados enzimas, que hacen de todo, desde crear señales que mueven las extremidades hasta ayudar a digerir los alimentos. Son una parte fundamental de la vida.
Ejemplo de catalizador en la cocina
La catálisis (/kəˈtæləsɪs/) es el proceso de aumentar la velocidad de una reacción química añadiendo una sustancia conocida como catalizador[1][2] (/ˈkætəlɪst/). Los catalizadores no se consumen en la reacción y permanecen inalterados tras ella. Si la reacción es rápida y el catalizador se recicla rápidamente, suele bastar con cantidades muy pequeñas de catalizador;[3] la mezcla, la superficie y la temperatura son factores importantes en la velocidad de reacción. Los catalizadores suelen reaccionar con uno o más reactivos para formar productos intermedios que posteriormente dan el producto final de la reacción, en el proceso de regeneración del catalizador.
La catálisis puede clasificarse como homogénea, cuyos componentes están dispersos en la misma fase (normalmente gaseosa o líquida) que el reactante, o heterogénea, cuyos componentes no están en la misma fase. Las enzimas y otros biocatalizadores suelen considerarse una tercera categoría.
El término «catalizador» deriva del griego καταλύειν, kataluein, que significa «aflojar» o «desatar». El concepto de catálisis fue inventado por la química Elizabeth Fulhame, a partir de sus novedosos trabajos en experimentos de oxidación-reducción[4][5].
Qué le ocurre a un catalizador en una reacción química
Esta página presenta algunos ejemplos de catalizadores utilizados en química orgánica. Incluye la formación de epoxietano a partir de eteno y varias reacciones de la química del benceno: reacciones de Friedel-Crafts y halogenación.
El epoxietano se fabrica haciendo reaccionar el eteno con una cantidad limitada de oxígeno en presencia de un catalizador de plata a una temperatura de unos 250 – 300°C y a una presión inferior a 15 atmósferas. Dado que la plata sólida cataliza una reacción gaseosa, se trata de un ejemplo de catálisis heterogénea.
En sentido estricto, el hierro no es un catalizador, porque se transforma permanentemente durante la reacción. Reacciona con parte del cloro o del bromo para formar cloruro de hierro(III), FeCl3, o bromuro de hierro(III), FeBr3.
La alquilación consiste en sustituir un átomo de hidrógeno de un anillo bencénico por un grupo alquilo como el metilo o el etilo. Este es otro ejemplo del uso del cloruro de aluminio como catalizador. El benceno se trata con un cloroalcano (por ejemplo, clorometano o cloroetano) en presencia de cloruro de aluminio como catalizador. La ecuación muestra la reacción utilizando un grupo metilo, pero podría utilizarse cualquier otro grupo alquilo de la misma forma.
Química intermedia
Un catalizador es una sustancia que acelera una reacción química o reduce la temperatura o la presión necesarias para iniciarla, sin consumirse durante la reacción. La catálisis es el proceso de añadir un catalizador para facilitar una reacción.
En las últimas décadas, los científicos han desarrollado catalizadores cada vez más especializados para aplicaciones esenciales en el mundo real. En particular, los potentes catalizadores han transformado la industria química. Estos avances han dado lugar a plásticos biodegradables, nuevos productos farmacéuticos y combustibles y fertilizantes más seguros para el medio ambiente.