¿Que son los catalizadores?Son cualquier sustancia que aumenta la velocidad de una reacción sin ser consumida. Las enzimas son catalizadores naturales responsables de muchas reacciones bioquímicas esenciales.
Estas sustancias ayudan a acelerar las reacciones químicas para que procedan de manera eficiente.
La mayoría de los catalizadores sólidos son metales o los óxidos, sulfuros y haluros de elementos metálicos y de los elementos semimetálicos de boro, aluminio y silicio. Los catalizadores gaseosos y líquidos se usan comúnmente en su forma pura o en combinación con vehículos o disolventes adecuados; los catalizadores sólidos comúnmente se dispersan en otras sustancias conocidas como soportes de catalizadores .
En general, la acción catalítica es una reacción química entre el catalizador y un reactivo, que forma intermedios químicos que pueden reaccionar más fácilmente entre sí o con otro reactivo, para formar el producto final deseado. Durante la reacción entre los intermedios químicos y los reactivos, el catalizador se regenera. Los modos de reacciones entre los catalizadores y los reactivos varían ampliamente y en los catalizadores sólidos son a menudo complejos.
Típico de estas reacciones son las reacciones ácido-base, las reacciones de oxidación-reducción, la formación de complejos de coordinación y la formación de radicales libres. Con catalizadores sólidos, el mecanismo de reacción está fuertemente influenciado por las propiedades de la superficie y las estructuras electrónicas o cristalinas. Ciertos catalizadores sólidos, llamados catalizadores polifuncionales, son capaces de tener más de un modo de interacción con los reactivos; Los catalizadores bifuncionales se usan ampliamente para reacciones de reforma en la industria del petróleo.
Las reacciones catalizadas forman la base de muchos procesos químicos industriales. La fabricación del catalizador es en sí misma un proceso industrial de rápido crecimiento.
Características y propiedades
Los catalizadores son los héroes anónimos de las reacciones químicas que hacen funcionar a la sociedad humana. Un catalizador es un material que acelera las reacciones químicas. Con una mano amiga de un catalizador, las moléculas que pueden tardar años en interactuar ahora pueden hacerlo en segundos. Las fábricas dependen de catalizadores para hacer todo, desde el plástico hasta las drogas. Los catalizadores ayudan a procesar el petróleo y el carbón en combustibles líquidos. Son jugadores clave en tecnologías de energía limpia. Los catalizadores naturales en el cuerpo, conocidos como enzimas, incluso juegan un papel importante en la digestión y más.
Durante cualquier reacción química, las moléculas rompen los enlaces químicos entre sus átomos. Los átomos también crean nuevos enlaces con diferentes átomos. Esto es como intercambiar parejas en un baile cuadrado. A veces, esas asociaciones son fáciles de romper. Una molécula puede tener ciertas propiedades que le permiten atraer átomos de otra molécula. Pero en asociaciones estables, las moléculas están contentas tal como están. Dejados juntos durante un período de tiempo muy largo, algunos podrían eventualmente cambiar de pareja. Pero no hay un frenesí masivo de ruptura de bonos y reconstrucción.
Los catalizadores hacen que esa ruptura y reconstrucción suceda de manera más eficiente. Lo hacen bajando la energía de activación para la reacción química. La energía de activación es la cantidad de energía necesaria para permitir que se produzca la reacción química. El catalizador simplemente cambia el camino hacia la nueva asociación química. Construye el equivalente de una carretera pavimentada para eludir un camino de tierra lleno de baches. Sin embargo, un catalizador no se agota en la reacción. Como un hombre de alas, anima a otras moléculas a reaccionar. Una vez que lo hacen, se retira.
Las enzimas son catalizadores naturales de la biología. Desempeñan un papel en todo, desde la copia de material genético hasta la descomposición de alimentos y nutrientes. Los fabricantes a menudo crean catalizadores para acelerar los procesos en la industria.
Una tecnología que necesita un catalizador para funcionar es una pila de combustible de hidrógeno. En estos dispositivos, el gas de hidrógeno (H 2 ) reacciona con el oxígeno del gas (O 2 ) para generar agua (H 2 O) y electricidad. Estos sistemas se pueden encontrar en un vehículo de hidrógeno donde crean la electricidad para alimentar el motor. La pila de combustible necesita separar los átomos en moléculas de hidrógeno y oxígeno para que esos átomos puedan reorganizarse para crear nuevas moléculas (agua). Sin ayuda, sin embargo, esa reorganización tendría lugar muy lentamente. Entonces, la pila de combustible usa un catalizador, el platino, para propulsar esas reacciones.
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