¿Qué efecto tiene la adición de un catalizador a una reacción química en equilibrio?

Escrito por john brennan | Traducido por daniela laura arjones
¿Qué efecto tiene la adición de un catalizador a una reacción química en equilibrio?

Los catalizadores no cambian el equilibrio de una reacción química.

Andy Sotiriou/Photodisc/Getty Images

Los catalizadores hacen posible la vida. Sin los catalizadores de proteínas, llamadas enzimas, las reacciones que tus células necesitan para funcionar serían demasiado lentas o no se producirían. Los catalizadores también son importantes para los químicos que trabajan para sintetizar nuevos productos o fabricar los existentes de manera más eficiente. Al pensar en cómo funcionan estos catalizadores, es crucial darse cuenta de que el catalizador no modifica el equilibrio de una reacción química, sólo ayuda a que el sistema llegue a él con mayor rapidez.

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Catalizadores y vida

La combinación de sacarosa (azúcar de mesa) y oxígeno para formar dióxido de carbono y agua es una reacción espontánea. Sin embargo, si sólo mezclas azúcar y aire en un frasco a temperatura ambiente, no ocurrirá ninguna reacción. Muchas de las reacciones esenciales para la vida son similares en el sentido que son extremadamente lentas en las condiciones en que se encuentran en las células. Es por eso que los catalizadores son absolutamente esenciales; al acelerar estas reacciones, permiten a las células producir moléculas que necesitan para funcionar.

Equilibrio

El equilibrio químico es el punto cuando una reacción se sigue produciendo pero la concentración de los reactivos y de los productos ya no cambia, porque cada reacción y su inversa está ocurriendo en proporciones iguales. El índice producto/reactivo en el equilibrio está determinado por la termodinámica de la reacción: la estabilidad relativa de los productos y de los reactivos. Un catalizador no tiene ningún efecto sobre las concentraciones de equilibrio. Por consiguiente, si se añade un catalizador a un sistema ya en equilibrio, no habría ningún cambio.

Tasa de reacción

Los catalizadores no alteran el equilibrio, sólo apuran las cosas para que lleguen al equilibrio con mayor rapidez. Toma la sacarosa, por ejemplo. En condiciones normales en las células, la sacarosa no se descompone lo bastante rápido como para abastecer de energía a las células que la necesitan. Mediante el uso de enzimas, las células aceleran la descomposición de la sacarosa para que ocurra más rápidamente. Al mismo tiempo las enzimas aseguran que este proceso ocurra de una manera controlada a través de una secuencia de pasos pequeños que pueden ser regulados de manera eficiente.

Mecanismo

En última instancia, la función de un catalizador es proporcionar un mecanismo diferente para la reacción, un mecanismo que es más rápido que el que sucedería sin su presencia. Ácidos y bases son catalizadores importantes en muchos procesos industriales (el ácido sulfúrico por ejemplo, es un catalizador útil en muchas reacciones). Los metales de transición, tales como el hierro y el platino, también son catalizadores importantes; el convertidor catalítico en tu auto, por ejemplo, utiliza un catalizador de platino para acelerar la conversión de monóxido de carbono e hidrocarburos sin quemar CO2, reduciendo así la cantidad de estos contaminantes en el escape.

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