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Química · Glossário

O que é Catalisador, catálise?

Também chamado de: catalisador · catalise

Definição 42.1 Química dos ensinos fundamental e médio · Capítulo 42 — A catálise

Um catalisador é uma espécie que torna uma reação mais rápida sem ser consumida: ele participa do mecanismo, mas é devolvido, intacto, no final, e não aparece na equação global. A aceleração de uma reação por um catalisador é a catálise.

À esquerda: a energia ao longo da reação; o caminho catalisado passa por um intermediário e por duas barreiras mais baixas. À direita: o gás oxigênio liberado por uma solução de peróxido de hidrogênio; o catalisador acelera a reação, mas o volume final é o mesmo. (Curvas de modelo.)
À esquerda: a energia ao longo da reação; o caminho catalisado passa por um intermediário e por duas barreiras mais baixas. À direita: o gás oxigênio liberado por uma solução de peróxido de hidrogênio; o catalisador acelera a reação, mas o volume final é o mesmo. (Curvas de modelo.)
À esquerda: a energia ao longo da reação; o caminho catalisado passa por um intermediário e por duas barreiras mais baixas. À direita: o gás oxigênio liberado por uma solução de peróxido de hidrogênio; o catalisador acelera a reação, mas o volume final é o mesmo. (Curvas de modelo.)

Exemplos

Exemplo 42.4 (Os íons iodeto e o peróxido de hidrogênio)

O peróxido de hidrogênio se decompõe muito devagar sozinho: 2 HX2OX2→2 HX2O+OX2\ce{2H2O2 -> 2H2O + O2}. Com um pouco de iodeto de potássio dissolvido nele, ele espuma na hora. O íon iodeto abre um caminho em duas etapas:

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

Somadas, as duas etapas devolvem 2 HX2OX2→2 HX2O+OX2\ce{2H2O2 -> 2H2O + O2}: o íon iodeto, consumido na primeira etapa e devolvido na segunda, é o catalisador; o íon IOX−\ce{IO-} é um intermediário.

Exemplo 42.5 (Os íons ferro(III))

Os íons ferro(III) também catalisam a decomposição, por meio do par FeX3+\ce{Fe^{3+}}/FeX2+\ce{Fe^{2+}} (Capítulo 35): primeiro eles oxidam o peróxido de hidrogênio, 2 FeX3++HX2OX2→2 FeX2++OX2+2 HX+\ce{2Fe^{3+} + H2O2 -> 2Fe^{2+} + O2 + 2H+}, depois os íons ferro(II) formados são oxidados de volta por mais peróxido de hidrogênio, 2 FeX2++HX2OX2+2 HX+→2 FeX3++2 HX2O\ce{2Fe^{2+} + H2O2 + 2H+ -> 2Fe^{3+} + 2H2O}. A cor laranja-clara da solução fica esverdeada enquanto o gás é liberado, e depois volta quando o peróxido de hidrogênio acaba: sinal de que o catalisador participa e é regenerado.

Exemplo 42.6 (O conversor catalítico)

O escapamento de um motor a gasolina contém monóxido de carbono e monóxido de nitrogênio, ambos tóxicos, e combustível não queimado. No conversor catalítico, uma colmeia de cerâmica revestida de platina e de ródio, eles reagem na superfície do metal:

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

e os hidrocarbonetos queimam, dando dióxido de carbono e água. Os gases atravessam o conversor numa fração de segundo, depressa demais para qualquer reação sem catalisador.

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