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¿Qué papel juegan los catalizadores en las reacciones químicas?

Escrito por joao ubeda | Traducido por laura de alba

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¿Qué papel juegan los catalizadores en las reacciones químicas?

La química es divertida.

Jack Hollingsworth/Photodisc/Getty Images

Catalizadores

Los catalizadores ayudan a las reacciones químicas modificando su mecanismo de forma que disminuya la barrera de energía de activación. Esta barrera es la cantidad de energía que se debe suministrar para que la reacción tome lugar. Aunque es posible tomar una aproximación opuesta y suministrar más energía (por ejemplo, como calor), esto no es deseable debido al costo, el peligro de calentar los activos y el hecho de que incrementar la temperatura puede dar como resultado productos indeseables. Por todas estas razones, los catalizadores son ampliamente utilizados en las industrias químicas, como en la refinación de petróleo.

Tipos de catalizadores

Los catalizadores son clasificados como homogéneos y heterogéneos. Un catalizador homogéneo es uno que está presente en la misma fase que los reactivos (por ejemplo, los gases), mientras que un catalizador heterogéneo está presente en una fase diferente. Por ejemplo, los clorofluorocarbonos (CFC) que catalizan la destrucción del ozono lo hacen como catalizadores homogéneos porque son gases. En el Antártico, los micro cristales de hielo sólido funcionan como catalizadores heterogéneos, un fenómeno que no es prevalente en el Ártico. Esta es la razón por la que el agujero del ozono es mucho más grande en el hemisferio sur. En caso de los catalizadores heterogéneos, los reactivos se deben transferir de una fase a otra o la reacción no ocurrirá. Estos pasos adicionales le añaden complejidad al mecanismo y por esta razón los químicos conocen menos sobre estas reacciones que sobre las que involucran catalizadores homogéneos. Lo que se sabe es que las reacciones suceden en cuatro pasos: (1) los reactivos se unen al catalizador, (2) se mueven a lo largo hasta que están más cerca unos de otros, (3) reaccionan para formar producto o productos y (4) el producto producto es liberado del catalizador

Catalizadores biológicos

Los organismos vivos dependen de reacciones químicas para virtualmente todos los procesos, desde obtener energía de los alimentos hasta utilizarla para crecer o reproducirse. A temperatura ambiente o corporal, muchas de estas reacciones son demasiado lentas como para ser compatibles con la vida y deben ser aceleradas. Este objetivo es logrado utilizando catalizadores biológicos conocidos como enzimas. Aunque existen muchos tipos de enzimas y cada una cataliza una reacción química específica, deben seguir un mecanismo general que tiene muchos pasos. Primero, la enzima se une a un reactivo (o sustrato) y esto provoca un cambio en su forma. Este cambio afecta al sustrato, haciéndolo más susceptible a interactuar con otro reactivo para formar el producto. Como regla, el producto no se une a la enzima y ésta es liberada. Cuando la enzima está libre, reasume su forma original y el proceso puede volver a empezar.

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