CATALISIS
En el
último cuarto del siglo XIX, los científicos alemanes fueron pioneros en el
estudio de los cambios físicos asociados a las reacciones químicas. El
científico más importante en este campo de la fisicoquímica fue el químico
ruso-germano Friedrich Wilhelm Ostwald (1853-1932), quien procedió casi
inmediatamente a poner en práctica las teorías del físico estadounidense
Josiah Willard Gibbs (1839-1903), el cual estaba aplicando la catálisis a las
reacciones químicas. (Que los científicos alemanes estuvieron muy dedicados a
los cambios físicos de las reacciones Algunos científicos alemanes a finales
del siglo XIX que fueron los primeros en el estudio de las reacciones físicas
asociadas a las reacciones químicas. Estos empezaron a realizar prácticas
acerca de algunas teorías antes escritas. Fueron los primeros en aplicar la
catálisis en las reacciones químicas).
La
catálisis (palabra sugerida por Berzelius en 1835) es un proceso en el cual la
velocidad de una reacción química determinada se acelera en ocasiones
enormemente, por la presencia de pequeñas cantidades de una sustancia que no
parece tomar parte en la reacción. Así, el polvo del platino cataliza la reacción
entre el hidrogeno y el oxígeno. Por tanto: un catalizador es una sustancia que
modifica la velocidad de una reacción sin sufrir cambios aparentes en su
composición o peso. (Este es un proceso por el cual la velocidad de una
reacción química cambia ya que no todas las reacciones actúan igualmente. Antes
los catalizadores eran ignorados ya que no parecían tomar parte en la reacción
y que un catalizador modifica la velocidad de la reacción sin sufrir cambios
aparentes en su composición).
En un
principio se creyó que los catalizadores no intervenían en la reacción química
y actuaban por su simple presencia. En la actualidad se ha comprobado que toman
parte activa en la reacción, formando compuestos intermedios inestables que se
descomponen en seguida regenerando el catalizador, por lo que este no se
consume. De esta forma, el catalizador cambia el curso ordinario de la
reacción, lo cual reduce la energía de activación. (Antes se pensaba que los
catalizadores no tenían ninguna importancia en la reacción y simplemente
actuaban por su simple presencia. Actualmente se ha comprobado que los
catalizadores tienen una parte activa en la reacción química, y forman
compuestos intermedios inestables que se descomponen rápidamente regenerando el
catalizador).
Ejemplos de
catalizadores positivos (los que aceleran una reacción) son el dióxido de
manganeso (MnO2), que se utiliza en la obtención del clorato de
potasio (KClO3) y el platino (Pt), que se emplea en la fabricación
del ácido sulfúrico (H2SO4). (Los catalizadores que
se utilizan para acelerar la velocidad de una reacción química, también son
llamados catalizadores positivos, un ejemplo del uso de este tipo de
catalizador puede ser el empleo de la obtención del ácido sulfúrico, combinando
el clorato de potasio con el platino).
Un
catalizador negativo, es decir, el que retarda una reacción, es el tetra
etileno de plomo (C2H5)4Pb, que en México se
utilizaba como antidetonante en las gasolinas hace ya muchos años. En el cuadro
que sigue se presentan algunos catalizadores de amplio uso en procesos
químicos: (Aquel catalizador que es usado para disminuir la velocidad de una
reacción química, se le llama catalizador negativo. Es el tetra etileno de
plomo (C2H5)4Pb, que en México se utilizaba
como antidetonante para proteger las gasolineras de algunos incidentes de
incendios muy probables, hace muchos años).
Las
acciones catalíticas intervienen en gran número de fenómenos químicos de
importancia científica, industrial y biológica. Puesto que sin los
catalizadores muchas reacciones se verificarían tan rápido o tan lentamente que
sería imposible aprovecharlas, en diversas reacciones entre gases se utilizan
catalizadores sólidos que se llaman de contacto. El proceso se denomina
catálisis heterogénea. En los automóviles se utilizan convertidores catalíticos
de contacto en los tubos de escape. Estos catalizan la oxidación del CO a CO2 y
los restos de hidrocarburos sin quemar de la gasolina. Los óxidos de nitrógeno
se descomponen en N2 y O2 evitando que se
emitan gases muy tóxicos a la atmosfera. (En varios fenómenos químicos de gran
importancia en las industrias, se ven involucradas acciones catalíticas. Esto,
ya que a veces la reacción es tan rápida o tan lentamente que casi imposible su
estudio en totalidad y su aprovechamiento sería muy poco, es allí donde
intervienen los catalizadores para ayudar al estudio).
(en este video se muestra
un ejemplo sobre la catálisis)
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