Definición de catálisis en química

Definición de catálisis en química

La cat√°lisis se define como el aumento de la velocidad de una reacci√≥n qu√≠mica mediante la introducci√≥n de un catalizador . Un catalizador, a su vez, es una sustancia que no es consumida por la reacci√≥n qu√≠mica , pero que act√ļa para disminuir su energ√≠a de activaci√≥n . En otras palabras, un catalizador es tanto un reactivo como un producto de una reacci√≥n qu√≠mica. T√≠picamente, solo se requiere una cantidad muy peque√Īa de catalizador para catalizar una reacci√≥n.

La unidad si para la cat√°lisis es el katal. Esta es una unidad derivada que es moles por segundo. Cuando las enzimas catalizan una reacci√≥n, la unidad preferida es la unidad enzim√°tica. La eficacia de un catalizador puede expresarse utilizando el n√ļmero de rotaci√≥n (tonelada) o la frecuencia de rotaci√≥n (tof), que es tonelada por unidad de tiempo.

La catálisis es un proceso vital en la industria química. Se estima que el 90% de los productos químicos producidos comercialmente se sintetizan mediante un proceso catalítico.

a veces el t√©rmino "cat√°lisis" se usa para referirse a una reacci√≥n en la que se consume una sustancia (p. Ej., hidr√≥lisis de √©ster catalizada por bases). Seg√ļn el iupac , este es un uso incorrecto del t√©rmino. En esta situaci√≥n, la sustancia a√Īadida a la reacci√≥n debe llamarse un activador en lugar de un catalizador.

conclusiones clave: ¬Ņqu√© es la cat√°lisis?

  • La cat√°lisis es el proceso de aumentar la velocidad de una reacci√≥n qu√≠mica al agregarle un catalizador.
  • el catalizador es tanto un reactivo como un producto en la reacci√≥n, por lo que no se consume.
  • La cat√°lisis funciona disminuyendo la energ√≠a de activaci√≥n de la reacci√≥n, haci√©ndola m√°s termodin√°micamente favorable.
  • La cat√°lisis es importante! aproximadamente el 90% de los qu√≠micos comerciales se preparan usando catalizadores.

cómo funciona la catálisis

Un catalizador ofrece un estado de transición diferente para una reacción química, con una energía de activación más baja. Las colisiones entre moléculas reactivas tienen más probabilidades de alcanzar la energía requerida para formar productos que sin la presencia del catalizador. En algunos casos, un efecto de la catálisis es reducir la temperatura a la que se procesará una reacción.

La catálisis no cambia el equilibrio químico porque afecta tanto la velocidad de reacción directa como inversa. No cambia la constante de equilibrio. De manera similar, el rendimiento teórico de una reacción no se ve afectado.

ejemplos de catalizadores

Se puede utilizar una amplia variedad de productos qu√≠micos como catalizadores. Para las reacciones qu√≠micas que involucran agua, como la hidr√≥lisis y la deshidrataci√≥n, los √°cidos prot√≥nicos se usan com√ļnmente. Los s√≥lidos utilizados como catalizadores incluyen zeolitas, al√ļmina, carbono graf√≠tico y nanopart√≠culas. Los metales de transici√≥n (p. Ej., n√≠quel) se utilizan con mayor frecuencia para catalizar reacciones redox. Las reacciones de s√≠ntesis org√°nica pueden catalizarse usando metales nobles o "metales de transici√≥n tard√≠a", como platino, oro, paladio, iridio, rutenio o rodio.

tipos de catalizadores

Las dos categorías principales de catalizadores son catalizadores heterogéneos y catalizadores homogéneos. Las enzimas o biocatalizadores pueden verse como un grupo separado o como pertenecientes a uno de los dos grupos principales.

Los catalizadores heterogéneos son aquellos que existen en una fase diferente de la reacción que se cataliza. Por ejemplo, los catalizadores sólidos que catalizan una reacción en una mezcla de líquidos y / o gases son catalizadores heterogéneos. El área de superficie es crítica para el funcionamiento de este tipo de catalizador.

Los catalizadores homogéneos existen en la misma fase que los reactivos en la reacción química. Los catalizadores organometálicos son un tipo de catalizador homogéneo.

Las enzimas son catalizadores basados ‚Äč‚Äčen prote√≠nas. Son un tipo de biocatalizador . Las enzimas solubles son catalizadores homog√©neos, mientras que las enzimas unidas a la membrana son catalizadores heterog√©neos. La biocat√°lisis se utiliza para la s√≠ntesis comercial de acrilamida y jarabe de ma√≠z con alto contenido de fructosa.

términos relacionados

Los precatalizadores son sustancias que se convierten en catalizadores durante una reacción química. Puede haber un período de inducción mientras los precatalizadores se activan para convertirse en catalizadores.

cocatalizadores y promotores son nombres dados a especies químicas que ayudan a la actividad catalítica. Cuando se utilizan estas sustancias, el proceso se denomina catálisis cooperativa .

fuentes

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