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Química · Glosario

¿Qué es Catalizador, catálisis?

También llamado: catalizador · catalisis

Definición 42.1 Química escolar — Años 1 a 12 · Capítulo 42 — Catálisis

Un catalizador es una especie que hace más rápida una reacción sin consumirse: interviene en el mecanismo, pero se recupera intacto al final, y no aparece en la ecuación global. La aceleración de una reacción por un catalizador es la catálisis.

Izquierda: la energía a lo largo de la reacción; el camino catalizado pasa por un intermedio y dos barreras más bajas. Derecha: oxígeno desprendido por una disolución de peróxido de hidrógeno; el catalizador acelera la reacción, pero el volumen final es el mismo. (Curvas de un modelo.)
Izquierda: la energía a lo largo de la reacción; el camino catalizado pasa por un intermedio y dos barreras más bajas. Derecha: oxígeno desprendido por una disolución de peróxido de hidrógeno; el catalizador acelera la reacción, pero el volumen final es el mismo. (Curvas de un modelo.)
Izquierda: la energía a lo largo de la reacción; el camino catalizado pasa por un intermedio y dos barreras más bajas. Derecha: oxígeno desprendido por una disolución de peróxido de hidrógeno; el catalizador acelera la reacción, pero el volumen final es el mismo. (Curvas de un modelo.)

Ejemplos

Ejemplo 42.4 (Los iones yoduro y el peróxido de hidrógeno)

El peróxido de hidrógeno se descompone muy despacio por sí solo: 2 HX2OX2→2 HX2O+OX2\ce{2H2O2 -> 2H2O + O2}. Con un poco de yoduro de potasio disuelto, hace espuma al instante. El ion yoduro abre un camino en dos etapas:

HX2OX2+IX−→HX2O+IOX−,HX2OX2+IOX−→HX2O+OX2+IX−.\ce{H2O2 + I- -> H2O + IO-}, \qquad \ce{H2O2 + IO- -> H2O + O2 + I-} .

Sumadas, las dos etapas devuelven 2 HX2OX2→2 HX2O+OX2\ce{2H2O2 -> 2H2O + O2}: el ion yoduro, consumido en la primera etapa y recuperado en la segunda, es el catalizador; el ion IOX−\ce{IO-} es un intermedio.

Ejemplo 42.5 (Los iones hierro(III))

Los iones hierro(III) también catalizan la descomposición, a través del par FeX3+\ce{Fe^{3+}}/FeX2+\ce{Fe^{2+}} (Capítulo 35): primero oxidan el peróxido de hidrógeno, 2 FeX3++HX2OX2→2 FeX2++OX2+2 HX+\ce{2Fe^{3+} + H2O2 -> 2Fe^{2+} + O2 + 2H+}, y después los iones hierro(II) formados vuelven a oxidarse con más peróxido de hidrógeno, 2 FeX2++HX2OX2+2 HX+→2 FeX3++2 HX2O\ce{2Fe^{2+} + H2O2 + 2H+ -> 2Fe^{3+} + 2H2O}. El color naranja pálido de la disolución vira a verdoso mientras se desprende el gas, y vuelve cuando se agota el peróxido de hidrógeno: señal de que el catalizador interviene y se regenera.

Ejemplo 42.6 (El convertidor catalítico)

Los gases de escape de un motor de gasolina contienen monóxido de carbono y monóxido de nitrógeno, ambos tóxicos, y combustible sin quemar. En el convertidor catalítico, un panal cerámico recubierto de platino y rodio, reaccionan sobre la superficie del metal:

2 CO+2 NO→2 COX2+NX2,\ce{2CO + 2NO -> 2CO2 + N2} ,

y los hidrocarburos se queman dando dióxido de carbono y agua. Los gases atraviesan el convertidor en una fracción de segundo, demasiado deprisa para que ocurra ninguna reacción sin catalizador.

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