O que os catalisadores tem de especial? Essa é a pergunta. Bom! Os catalisadores são os heróis anônimos das reações químicas que fazem a sociedade humana funcionar. Um catalisador é um material que acelera as reações químicas. Com a ajuda de um catalisador, moléculas reagem em segundos.
As fábricas utilizam os catalisadores para fazer de tudo, de plástico a medicamentos. Os catalisadores transformar petróleo e carvão em combustíveis líquidos. Eles estão presente no nosso organismo, por exemplo, enzimas são importantes para o funcionamento de nosso metabolismo.
Em princípio, a maioria dos catalisadores são sólidos e feitos de metais ou óxidos, sulfetos e haletos metálicos e semimetálicos como boro e silício.
Existem dois tipos gerais de reações catalisadas:
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Heterogênea: quando o catalisador e o reagente estão em duas fases diferentes, por exemplo, catalisador sólido e reagente em solução.
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Homogênea: quando o catalisador e o reagente estão na mesma fase, por exemplo catalisador e reagentes dissolvidos na mesma solução.
Processos catalíticos e seus catalisadores
| processo | catalisador |
|---|---|
| síntese de amônia | Ferro |
| Fabricação de ácido sulfúrico | Óxido de nitrogênio (II), platina |
| Craqueamento de petróleo | Zeólitas |
| Hidrogenação de hidrocarbonetos insaturados | Níquel, platina ou paládio |
| Oxidação de hidrocarbonetos em escapamentos de automóveis | Óxido de cobre (II), óxido de vanádio (V), platina, paládio |
| Isomerização de n-butano em isobutano | Cloreto de alumínio, cloreto de hidrogênio |
Os catalisadores e os carros movidos a hidrogênio
Para um carro elétrico funcionar ele precisa de um catalisador em sua célula a combustível de hidrogênio. Dessa forma, nesses dispositivos, o gás hidrogênio (H2) reage com o gás oxigênio (O2) para formar água (H2O) e eletricidade. Esses sistemas podem ser encontrados em um veículo a hidrogênio. Dessa forma, a célula a combustível separam as moléculas de água em hidrogênio e oxigênio. Sem alguma ajuda, porém, essa separação é muito lenta. Dessa forma, a célula de combustível usa um catalisador para acelerar a separação. Então, a platina funciona bem em células de combustível. A princípio, a superfície da platina atrai as moléculas de água na forma de gás para fazer a separação.
Figura carros de hoje contam com um conversor catalítico, como o mostrado na seção transversal aqui. Esses dispositivos ajudam a decompor os gases de escape em produtos químicos (como a água) que são menos tóxicos para o meio ambiente.
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Durante anos, utilizou-se a platina como catalisadora, principalmente, para remover poluentes prejudiciais dos gases de escapamento, por exemplo, os carros agora dependem de conversores catalíticos. Mas a platina tem algumas desvantagens, por exemplo, é cara, usadas como joias sofisticadas e difícil de obter. Então, desenvolveram-se outro catalisadores, por exemplo, paládio e irídio. Assim, como a platina, no entanto, ele são caros e difíceis de obter.
