Teoria

Introdução à Catálise

Já vimos que a temperatura e a concentração dos reagentes tem um papel importante na velocidade da reação, mas existe mais uma coisinha que pode acelerar (e muiiito) as reações: os catalisadores!

Os catalisadores são substâncias químicas que tem como papel acelerar algumas reações sem serem consumidos no processo. Mas como eles fazem isso?

Vocês lembram da energia de ativação, né? É a energia necessária que os reagentes precisam ter para que a reação ocorra. Os catalisadores oferecem um caminho alternativo à reação normal, e esse caminho tem uma energia de ativação menor!

Por isso, os catalisadores aceleram a reação: eles "diminuem" a energia de ativação da reação!

Vamos ver isso graficamente?

Apesar de acelerar a reação, os catalisadores NÃO ALTERAM O EQUILÍBRO QUÍMICO! Como podemos ver no gráfico, ambas as direções da reação (direta e inversa) são aceleradas, então o equilíbro continua o mesmo!!

Vamos recapitular então o que você precisa saber sobre os catalisadores?

  • Eles não são consumidos na reação! Isso quer dizer que eles participam de alguma forma da reação, mas são regenerados no final.
  • Por serem regenerados, o mesmo catalisador pode catalisar diversas vezes a mesma reação! Por essa razão, não precisamos colocar muiiitos mols de catalisador para catalizar um processo.
  • Os catalisadores aceleram a reação diminuindo a energia de ativação da reação.
  • Eles não alteram o equilíbrio químico da reação!
  • Os catalisadores não afetam o ∆ H da reação! A entalpia dos produtos e dos reagentes continua a mesma, o catalisador só altera o caminho energético para chegar de um ao outro.

Catalisador heterogêneo x homogêneo

Um catalisador homogêneo é um catalisador que está na mesma fase dos reagentes!

Ou seja, se os reagentes forem líquidos, o catalisador homogêneo estará dissolvido em solução. Se os reagentes forem gasosos, o catalisador também vai ser!

A vantagem disso é que o catalisador homogêneo age normalmente mais rápido que o heterogêneo (já que seu contato com os reagentes é facilitado por estarem na mesma fase).

Vocês já imaginam então o que é um catalisador heterogêneo, né? É um catalisador que está em uma fase diferente dos reagentes!

Um exemplo são catalisadores metálicos que adsorvem moléculas gasosas... Com essas moléculas “presas” no catalisador (que é sólido) algumas ligações são enfraquecidas e a reação fica mais fácil (e mais rápida).

Catalisadores vivos: Enzimas

Os catalisadores mais importantes do rolê são aqueles que fazem seu corpo funcionar, no caso ahahha A maioria das reações químicas que acontecem no nosso corpo são aceleradas por enzimas, proteínas específicas que funcionam como catalisadores naturais.

As enzimas são catalisadores específicos, que reagem com o substrato (o reagente que se encaixa na sua especificidade), num modelo chamado chave-fechadura.

Esse capítulo é um pouco mais teórico, mas vamos ver como isso pode ser cobrado?

Catalisador heterogêneo x homogêneo

Catalisadores vivos: Enzimas