Catalisadores: Homogêneos e Heterogêneos

POR Pedro Coelho

Publicado: terça-feira, 19 de junho de 2012

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Os catalisadores são substâncias que aumentam a velocidade de uma reação química sem serem consumidos, e após a reação, podem ser recuperados da mistura reacional quimicamente inalterados. Eles participam da reação química , proporcionando um mecanismo alternativo de reação, que necessita de menos energia para a formação de produtos.

Observando os dois gráficos abaixo, vemos que ambos se tratam de uma mesma reação química, No entanto, o primeiro gráfico mostra a energia necessária para a conversão dos reagentes em produtos sem catalisador e, o segundo gráfico mostra a mesma conversão com catalisador.

Nota-se ao observar os gráficos, que a reação com o catalisador necessita de menos energia para a conversão dos reagentes em produtos . E como a reação com catalisador necessita de menos energia, Logo as moléculas nessa reação devem ter maior energia cinética para reagir e, com maior energia para reagir, maior vai ser o número de colisões entre as moléculas, assim, fazendo com que a reação ocorra mais rapidamente.

Catalisadores homogêneos e heterogêneos

De modo geral, os catalisadores podem ser classificados em duas categorias: catalisadores homogêneos e heterogêneos. Um catalisador homogêneo esta presente na mesma fase que os reagentes e pode servir para acelerar uma reação através da formação de um intermediário reativo com um dos reagentes:

Por exemplo, a reação de decomposição do álcool t-butílico (CH₃)₃COH para produzir água e isobuteno

${{(C{{H}_{3}})}_{3}}COH{{\to }_{_{{}}}}{{(C{{H}_{3}})}_{2}}C=C{{H}_{2}}+{{H}_{2}}O$

É catalisada pela presença de pequenas quantidades de HBr. Na ausência de HBr, a energia de ativação da reação é 274 KJ/mol e abaixo de 450 °C, a reação ocorre a uma velocidade quase imperceptível .Na presença do HBr é encontrada uma energia de ativa de 127KJ/mol e é possível que a reação catalisada se processe por um ataque do HBr ao álcool

${{(C{{H}_{3}})}_{3}}COH+HBr\to {{(C{{H}_{3}})}_{3}}CBr+{{H}_{2}}O$

Seguida pela rápida decomposição do Brometo de t-butila(CH₃)₃CBr

${{(C{{H}_{3}})}_{3}}CBr\to {{(C{{H}_{3}})}_{2}}C=C{{H}_{2}}+HBr$

Assim o HBr proporciona um percurso alternativo de baixa energia para a reação e maior velocidade de reação.

Já um catalisador heterogêneo, não está na mesma fase que os reagentes, porém, ele proporciona uma superfície favorável sobre a qual ocorre a reação.

Por exemplo a reação entre o hidrogênio (gás) e o etileno (gás) formando o etano, sob a ação catalítica de alguns metais sólidos, como a platina e o níquel.

${{H}_{2}}(g)+{{C}_{2}}{{H}_{4}}(g)\xrightarrow{Pt(s)}{{C}_{2}}{{H}_{6}}(g)$

Referências

• Química Geral Vol.2 – James E.Brady, Gerard E. Humiston – Livros técnicos e científicos editora S.A,1986
• http://www.infoescola.com/quimica/catalisadores/ (Acessado em 19/06/2012 as 15:40)
• Fundamentos da Catalise,Remolo Ciola ,Editora da Universidade de São Paulo, 1981

Sobre o autor

Olá meu nome é Pedro Coelho, eu sou engenheiro químico, engenheiro de segurança do trabalho e Green Belt em Lean Six Sigma. Além disso, também sou estudante de engenharia civil, e em parte de minhas horas vagas me dedico a escrever artigos aqui no ENGQUIMICASANTOSSP, para ajudar estudantes de Engenharia Química e de áreas correlatas. Se você está curtindo essa postagem, siga-nos através de nossas paginas nas redes sociais e compartilhe com seus amigos para eles curtirem também :)