Catalisadores

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  • Publicado: 8 de maio de 2012
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Sumário
Introdução2
1. Catalisadores2
2. Propriedades dos Catalisadores 2
3. Sítio Catalítico 3
4. Tipos de Catalisadores 3
5. Aplicação de Catalisadores na Indústria Química 5
5.1 A Petroquímica5
5.2 A Indústria Farmacêutica5 5.3 A Indústria da Química Fina ... 5 5.4 A Indústria Biotec5
6. Conclusão6
7. Referência 7



Introdução
As reações decatálise são de uso comum na indústria, além de ocorrerem em várias situações do nosso dia-a-dia, no nosso organismo e no meio ambiente. Os catalisadores diminuem a energia de ativação necessária para a ocorrência de uma reação e, assim ela pode ocorrer mais rapidamente.
É fácil perceber as vantagens do uso de catalisadores. Basta lembrar que outra opção pra aumentar a velocidade de uma reação éo fornecimento de calor, mas isso implica um custo maior. Além disso, o fornecimento de energia térmica aos reagentes pode permitir a ocorrência de várias reações paralelas, que produziriam substâncias indesejáveis. Um exemplo disso é a produção de margarinas a partir de óleos vegetais: sem o uso de um catalisador, às moléculas de óleo necessitariam de uma temperatura tão alta que sofreriamquebras antes de serem transformadas. As margarinas são obtidas pela adição de hidrogênio (H2) as moléculas de óleo, num processo de catálise heterogênea promovido por metais como níquel, platina e paládio.

1. Catalisadores
Um catalisador muda a energia de ativação de uma reação, Ea, por promover um caminho alternativo para ela. A velocidade e a constante de velocidade k de uma reação se relacionamà Ea pela equação de Arrhenius:
k = A exp (- Ea / R T)
Onde A é a constante relacionada à velocidade das colisões. Portanto, uma mudança em Ea altera a velocidade de uma reação.

2. Propriedade dos Catalisadores
Uma reação catalítica ocorre na interface fluida sólido, uma grande área interfacial pode ser útil ou mesmo essencial na obtenção de uma velocidade de reação significativa. Em muitoscatalisadores, essa área é fornecida por uma estrutura porosa; o sólido contém muitos poros de pequeno diâmetro e a superfície desses poros fornece a área necessária à alta velocidade de reação. A área de alguns materiais porosos é surpreendentemente grande.

3. Sítio Catalítico
Também denominado de sítio ativo, ele é muito importante na catálise heterogênea. Quando uma reação se dá, estandoos reagentes em fase líquida ou gasosa e o catalisador em fase sólida, geralmente não é toda a superfície do sólido que tem ação efetiva sobre a reação química: a reação se desenvolve sobre pontos ou regiões específicas da superfície do sólido, que são ativos (a velocidade da reação, em casos ideais, é diretamente proporcional ao número de sítios.

4. Tipos de Catalisadores
Com os recentesavanços na área da catálise heterogênea e com a necessidade de processos cada vez mais limpos e de alto rendimento na obtenção de produtos, a complexidade química e física dos catalisadores é cada vez maior. A catálise é essencialmente um fenômeno químico e a capacidade de uma substância atuar como um catalisador depende da sua natureza química. Na tabela 1 encontram-se os vários tipos decatalisadores heterogêneos existentes, classificados conforme a sua natureza química.

Tabela 1 - Exemplos de catalisadores heterogêneos e suas funções catalíticas.
Classe | Função | Exemplos |
Metais | Hidrogenação | Fe, Ni, Pd, Pt, Ag |
Óxidos e sulfuretos semicondutores | Oxidação | NiO, ZnO, MnO2, Cr2O3, |
Óxidos isoladores | Desidratação | Al2O3, SiO2, MgO |
Ácidos | Polimerização | H3PO4,H2SO4, SiO2-Al2O3, zeólitos |
Células imobilizadas / enzimas | Hidrólise | arthrobacter, mortierella vinacea, glucose |

A tabela 1 mostra que os metais de transição são catalisadores especialmente adequados para reações envolvendo hidrogênio e hidrocarbonetos. Tal deve-se ao fato deste tipo de substâncias adsorverem facilmente em superfícies metálicas. Para a catálise de reações de oxidação...
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