Catlisis

Un catalizador es un compuesto que incrementa la velocidad de una reaccin y que no se consume en ella

16 de los 20 compuestos de mayor produccin mundial se sinte

Catlisis

Un catalizador introduce un nuevo camino para la reaccin con una energa de ac

Catlisis homognea y heterognea

Un catalizador es homogneo si est en la misma fase que los reac

Catlisis heterognea Las reacciones son similares a las que ocurren en catlisis homognea pero hay que considerar algunos puntos adicionales

- Supercie ac

Catlisis heterognea - Adsorcin y desorcin La adsorcin es esencial para que ocurra la catlisis heterognea pero no debe ser tan fuerte como para bloquear el catalizador

HCOOH CO + H2OM

Los metales que forman enlaces intermedios en fortaleza con el cido frmico son los mejores catalizadores

Los si

Adsorcin

Las interacciones entre orbitales moleculares de dos molculas (A y B) o entre una molcula y una supercie son similares

Las diferencias principales estn en los

Adsorcin

- Las molculas son ms estables pegadas a la supercie que alejadas de ella

- Existe una barrera cin

Zeolitas

La unidad bsica en las zeolitas es la sodalita, que son tetraedros SiO4 o AlO4 compar

Zeolitas

Sodalita

Zeolita-X

Zeolita-A

Mineral sodalita: Unidades de sodalita compar

Aplicaciones de las zeolitas

- Agentes deshidratantes. Las zeolitas se pueden deshidratar calentndolas a vaco y entonces adsorben agua del medio en el que se las ponga

- Intercambiadores de iones. Los ca

Zeolitas como catalizadores

Tienen la ventaja respecto de los catalizadores heterogneos amorfos de que, al ser cristalinas, sus resultados son reproducibles, y no muestran la ac

Zeolitas como catalizadores

1- Catlisis con seleccin en los reac

Zeolitas como catalizadores

2- Catlisis con seleccin en los productos

En la preparacin del xileno se forman los tres ismeros en equilibrio dentro de la cavidad, pero slo el ismero para es lo sucientemente pequeo para salir, con lo que el equilibrio se desplaza por completo al ismero para

Zeolitas como catalizadores 3- Catlisis con seleccin en el estado de transicin

En la transferencia de alquilos entre dialquilbencenos hay varios estados de transicin posibles. ste no cabe en la cavidad por lo que no se forma y no se observa el ismero 1,3,5

Este estado de transicin s cabe, por lo que el nico producto nal observado es el ismero 1,2,4

Polimerizacin de alquenos

La revolucin de los pls

Polimerizacin de alquenos

La reaccin se complica cuando la olena no es simtrica, por ejemplo con el propeno. En ese caso la insercin se puede producir de dos formas:

Insercin primaria

Insercin secundaria

Si la insercin es siempre del mismo

Polimerizacin de alquenos

Catlisis heterognea

El me

Hidrogenacin

Paul Saba

Hidrogenacin

CH3CH2CH2CHO + H2 CH3CH2CH2CH2OH85 C, 2.5 atmH2

El nquel tambin se u

Sntesis de amoniaco

N2 + 3H2 2NH3

Gfo = 116.5 kJ mol1

H fo = 146.1 kJ mol1

Sfo = 199.4 J K1 mol1

La reaccin de sntesis del amoniaco es exergnica y exotrmica a 25 oC, con una variacin de entropa nega

Oxidacin del dixido de azufre

S(s) + O2(g) SO2(g)

SO2(g) + 1/2 O2(g) SO3(g)

La oxidacin del SO2 a SO3 es el paso clave en la produccin de cido sulfrico

Este paso es exotrmico y, como en la sntesis de amoniaco, la constante de equilibrio es menos favorable a temperaturas elevadas

El proceso se hace en etapas. En la primera etapa la combus

Sntesis de Fischer-Tropsch

En la reaccin de Fischer-Tropsch, el CO reacciona con H2 para dar hidrocarburos (que representamos como CH2- ) y agua

CO + 2H2 -CH2- + H2O

La reaccin es exotrmica y los productos son desde metano y otros hidrocarburos ligeros (hasta C4), gasolinas (C5 a C12), diesel (C13 a C22) hasta ceras (>C23)

Normalmente se hace a temperaturas de 200-350 oC y presiones de 15-40 atm

El mecanismo comprende la adsorcin del CO y del H2 sobre el catalizador, su disociacin y la posterior formacin de los hidrocarburos y el agua

Los catalizadores ms importantes son de Fe y Co

- Los de Co son ms caros, pero duran hasta 5 aos en condiciones industriales. Producen hidrocarburos ms puros que los de Fe y a una velocidad mayor

- Los de Fe son ms baratos pero slo duran unas 8 semanas en condiciones industriales. Producen hidrocarburos con alcoholes y otros productos oxigenados como impurezas

Electrocatlisis

Las reacciones electroqumicas en la interfase entre una disolucin y un electrodo suelen tener una barrera cin

Catlisis hbrida

Catlisis soportada

Si

PPh2

Si

PPh2

(PPh3)3RhCl

Rh ClPPh3

Ph3P

Un catalizador homogneo se puede enganchar a un soporte slido

Despus de la catlisis, el catalizador se puede separar fcilmente

Sistemas bifsicos

El catalizador es soluble en la fase uorosa, por lo que se puede separar fcilmente despus de la reaccin