Os CATALISADORES são substâncias que alteram a
velocidade de uma reacção química sem sofrerem nenhuma
alteração.
Catalisadores positivos: designados simplesmente catalisadores,
aumentam a velocidade de uma reacção
Catalisadores negativos, denominados inibidores ou
estabilizadores, diminuem a
velocidade das reacções.
Os catalisadores são muito importantes a nível industrial,
uma vez que permitem que se possam obter produtos com
maior rapidez, não obrigando a recorrer a técnicas mais
dispendiosas
METAIS COMO CATALISADORES
Exemplos de reacções industriais na presença de catalisadores:
Síntese do amoníaco a partir do hidrogénio e do azoto usando um
catalisador à base de limalha de ferro
Síntese ácido nítrico a partir de amoníaco e oxigénio, usando como
catalisador uma liga de platina e ródio
Síntese do ácido sulfúrico por oxidação do dióxido de enxofre usando
um catalisador de pentóxido de vanádio
Hidrogenação dos óleos para se obter gorduras sólidas, usando como
catalisadores o níquel, o paládio e a platina.
Catalisadores biológicos: ENZIMAS
O centro activo tem uma forma complementar da do substrato
O centro activo adquire uma forma complementar da do
substrato depois de se ligar a ele
Ciclo catalítico
Catalisadores dos automóveis
N2
H2O
CO2
NOx
CO
A mistura de gases que sai
do motor é passada pela
câmara do conversor, onde
existe um catalisador de
platina e ródio, que provoca
a redução de NO.
Em seguida passa por um
segundo catalisador de
platina e paládio que
provoca a oxidação de CO.
As câmaras são constituídas por um material poroso coberto com o
catalizador
CATALISADORES
Heterogéneos
o catalisador e os reagentes
constituem fases diferentes
e a reacção química só
se dá na superfície das
substâncias sólidas.
Homogéneos
o catalisador e os reagentes
constituem uma única fase
Catálise homogénea
• os reagentes e o catalisador encontram-se na mesma fase,
normalmente líquida.
• a reacção evolui através de espécies intermediárias com menor
energia de activação.
• a reacção tem, normalmente, mais do que um passo.
• os metais de transição estão normalmente envolvidos - há alteração dos
estados de oxidação durante a reacção.
Exemplos de catalisadores usados na catálise homogénea :
iões de metais de transição
complexos de metais de transição
ácidos e bases inorgânicos
enzimas.
Catálise heterogénea
• o catalisador e os reagentes/produtos encontram-se em fases
diferentes.
• acontece em lugares activos da superfície do catalisador.
• os gases são adsorvidos na superfície do catalisador,
formando ligações fracas com os átomos metálicos do catalisador.
Exemplos:
para reagentes gasosos , líquidos orgânicos ou soluções
aquosas utiliza – se catalisador sólido ( metais de transição
, óxidos dos metais de transição )
Como actua um catalizador ?
Teoria da adsorção
H2 (g) + C2H4 (g)
→
C2H6 (g)
Teoria dos estados de transição ( ou do complexo activado )
A
+
C–B
Tempo de vida muito curto
O esquema traduz uma colisão não efectiva – NÃO HÁ REACÇÃO
A–C +
B
Tempo de vida muito curto
O esquema traduz uma colisão efectiva – HÁ REACÇÃO
Por que será que numas situações há reacção e noutras não?
Importância da energia – para alguns reagentes basta o simples
contacto entre eles para se iniciar a reacção
– REACÇÕES ESPONTÂNEAS.
para outros , no entanto é necessário fornecer energia para se iniciar
o processo reaccional – ENERGIA DE ACTIVAÇÃO
Energia de activação Ea, é a energia mínima necessária para se
iniciar uma reacção química
reacção exotérmica
O catalisador modifica o
caminho
duma reacção química.
Resolver Apsa nº 17
(pág. 147)