Catalizadores y Equilibrio Químico: Conceptos Fundamentales

Catalizadores

Un catalizador es una sustancia capaz de acelerar la evolución de un sistema químico hacia su estado de equilibrio, sin alterar las propiedades del equilibrio ni consumirse durante el proceso.

Características de los Catalizadores

• No es ni reactivo ni producto.
• No altera las variables termodinámicas del proceso.
• Acelera las reacciones directa e inversa.
• Son específicos.

Mecanismo de Catálisis

Los catalizadores actúan formando compuestos intermedios que conducen el avance de la reacción por un mecanismo más favorable, en el cual las energías de activación son menores.

Catálisis Enzimática

Casi todos los procesos bioquímicos están catalizados. Los biocatalizadores son enzimas, de tipo proteína. La catálisis enzimática es intermedia entre otros tipos de catálisis. Como el tamaño del catalizador es mucho mayor que el de los reactivos, el mecanismo catalítico es de tipo contacto.

Características de la Catálisis Enzimática

• Eficacia catalítica enorme y altamente específica.
• Las enzimas contienen uno o más sitios activos donde manifiestan su actividad sobre sustratos (modelo llave-cerradura).
• La formación de complejos enzima-sustrato origina una ruta hacia los productos.

Zeolitas

Las zeolitas se utilizan en operaciones de la industria petroquímica, como el craqueo o la polimerización.

Equilibrio Químico

El equilibrio químico es un estado del sistema en el que las velocidades de reacción directa e inversa son iguales. En esta situación, las concentraciones de las sustancias que intervienen en la reacción permanecen constantes.

Energía de Activación (EA)

La energía de activación es la energía del estado de transición o del complejo activado y no depende de la temperatura.

Ley de Acción de Masas

Para una reacción reversible en equilibrio y a una temperatura constante, una relación determinada de concentraciones molares de productos y reactivos tiene un valor constante.

Equilibrio Homogéneo

Se produce cuando todas las sustancias se encuentran en disolución o son líquidos puros miscibles.

Equilibrio Heterogéneo

Se produce cuando no todos los reactivos y productos están en la misma fase.

Grado de Disociación

Se define como la fracción de mol que se disocia, es decir, el tanto por uno de reactivo disociado en el equilibrio.

Principio de Le Châtelier

Cuando un sistema en equilibrio es perturbado desde el exterior modificando sus condiciones, se desplazará en el sentido que tienda a contrarrestar dicha perturbación.