catálisis

History

La palabra «catálisis» fue propuesta por Jöns Berzelius en 1836, al observar la aceleración de reacciones en presencia de ciertas sustancias.

How it works

El catalizador ofrece a las moléculas una nueva ruta donde se necesita menos energía de activación para iniciar la reacción. Las moléculas se acoplan en su superficie, debilitan sus enlaces y se transforman más rápidamente en productos.

History

La palabra «catálisis» fue propuesta por Jöns Berzelius en 1836, al observar la aceleración de reacciones en presencia de ciertas sustancias.

How it works

El catalizador ofrece a las moléculas una nueva ruta donde se necesita menos energía de activación para iniciar la reacción. Las moléculas se acoplan en su superficie, debilitan sus enlaces y se transforman más rápidamente en productos.

History

El término «catálisis» fue acuñado por el químico sueco Jöns Jacob Berzelius en 1836 para describir las reacciones aceleradas por sustancias que no se modifican. En 1895, Wilhelm Ostwald dio la definición cuantitativa de un catalizador como una sustancia que acelera la reacción pero no desplaza el equilibrio. A principios del siglo XX, Paul Sabatier descubrió la hidrogenación sobre níquel metálico, por lo que recibió el Premio Nobel. Fritz Haber y Carl Bosch desarrollaron la síntesis catalítica de amoníaco, revolucionando la agricultura. El desarrollo posterior de la catálisis enzimática se asocia con los nombres de Michaelis, Menten, Briggs y Haldane. Hoy en día, la catálisis impregna la petroquímica, la energía y la protección del medio ambiente.

How it works

El catalizador proporciona una vía de reacción alternativa con una energía de activación más baja. En la catálisis heterogénea, la quimisorción desempeña un papel decisivo: la formación de enlaces químicos entre los reactivos y los centros activos en la superficie. Esto debilita ciertos enlaces interatómicos en las moléculas de los reactivos, facilitando su ruptura. Luego, las partículas adsorbidas interactúan, formando productos que se desorben, liberando los centros. Por ejemplo, en la síntesis de amoníaco sobre un catalizador de hierro, las moléculas de N₂ y H₂ se disocian en átomos, lo que requiere mucha energía sin catalizador. La velocidad de reacción a menudo se describe con la ecuación de Arrhenius: k = A exp(-Ea/RT), donde Ea es la energía de activación. El catalizador reduce Ea. En las enzimas, la complementariedad del centro activo al sustrato (modelo llave-cerradura) y la estabilización del estado de transición juegan un papel adicional.

Open problems & fun facts

Diseño de catalizadores con actividad y selectividad predecibles sin selección empírica.; Creación de catalizadores estables y baratos basados en elementos abundantes en lugar de platino para pilas de combustible.; Comprensión de los mecanismos de desactivación de catalizadores y desarrollo de métodos de regeneración.

💡 Un catalizador de zeolita (aluminosilicato) en el craqueo del petróleo tiene un área superficial específica de hasta 1000 m²/g: en una cucharadita, el área desplegada es comparable a un campo de fútbol.