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Catalisadores Homogéneos e Heterogéneos

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by

Patrícia Pinto

on 27 January 2014

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Transcript of Catalisadores Homogéneos e Heterogéneos

Catálise Homogénea e Heterogénea
Catálise Heterogénea
Em quê que consiste?
Catálise


A catálise é um processo no qual se utiliza um catalisador com o intuito de acelerar a velocidade de uma reação química.
Assim sendo o catalisador é uma substância com propriedades capazes de alterar a velocidade de determinadas reacções.
Este processo não irá alterar o resultado final da reacção, isto significa que eles não participam na reacção nem reagindo nem formando um produto.


Essa etapa consiste na formação do trióxido de enxofre (SO3(g)) por meio da reação de combustão do dióxido de enxofre (SO2(g)):

2 SO2(g) + O2(g) → 2 SO3(g)

Um exemplo de catálise heterogênea que é bastante comum é a que ocorre nos conversores catalíticos dos carros, mais conhecidos por catalisadores.
Estes dispositivos antipoluição são recobertos por substâncias que atuam como catalisadores (paládio, ródio e molibdénio).

A catálise é um processo bastante comum no nosso dia-a-dia, como na industria, nos organismos e no meio ambiente.
Temos por isso dois géneros de catálises, a homogénea e a heterogénea.
Dentro desse catalisador ocorrem reações químicas nas quais os gases provenientes da combustão incompleta, que são mais prejudiciais para o ser humano, são convertidos em gases não tóxicos como CO2, N2, O2 e H2O.
Como essa reação ocorre de modo lento, usa-se um catalisador para acelerá-la. Um catalisador que pode ser usado nesse caso é o pentóxido de divanádio.
Visto que os reagentes e o produto da reação são gasosos, teremos um sistema heterogêneo.
Reagentes:

gases, liquidos orgânicos ou soluções aquosas
Catalisador:
sólido
Os estados em que os reagentes e o catalisador se encontram são devido ao facto de como o catalisador adsorve as moléculas dos reagentes, enfraquece as suas ligações e diminui a energia de ativação. Dessa forma, a reação se processa mais rapidamente, levando assim ao efeito pretendido.
Os reagentes/produtos são absorvidos na superficie do catalisador, chegando mesmo a formar ligações com os átomos catalisador. Este processo irá assim ocorrer em locais especícos da superfície do catalisador denominados por centros ativos.
Neste genero de catálise o catalisador encontra-se numa fase diferente do dos reagentes/produtos, formando um sistema com mais de uma fase.
Um exemplo que podemos citar é uma etapa intermediária de formação do ácido sulfúrico (H2SO4(aq)).
Desvantagens
Para aumentar a área superficial dos catalisadores estes são finamente separados num suporte.
O acesso dos reagentes aos centros ativos dos catalisadores fica dificultado.
Elevada sensibilidade ao envenenamento dos catalisadores.
Vantagens

Não existe praticamente nenhuma dificuldade em separar e reciclar o catalisador.
Tempo de vida longo.
Processo Estável.
A catálise heterogénea tem as as suas vantagens e desvantagens...
Catálise homogénea
Na catálise homogénia o catalisador encontra-se na mesma fase q os reagente. Como se encontram na mesma fase há uma melhor interacção entre o catalisador e os reagentes e consequentemente a reacção tem maior rendimento.
2 SO2(g) + 1 O2(g) → 2 SO3(g)
Esta reacção é usada na industria como uma das etapas da produção de ácido sulfúrico.
Como este processo é lento é necessário utilizar um catalisador de dióxido de nitrogénio para acelerar este processo.
sistema monofásico

É um processo que apenas passa por uma fase na sua formação.
Numa primeira etapa, o catalisador e o dióxido de enxofre se combinam formando o trióxido de enxofre e o monóxido de nitrogénio:
1ª etapa: 2 SO2(g) + 2 NO2(g) → 2 SO3(g) + 2 NO(g)
Numa segunda etapa, o monóxido de nitrogénio reage com o oxigénio e o catalisador é reconstituído:
2ª etapa: 2 NO(g) + 1 O2(g) → 2 NO2(g)
O ozono é destruído pelos CFC’s, a grandes altitudes. Onde se encontra a maior concentração de ozono os CFC’s originam átomos livres de cloro, devido á acção ultra violeta.


CF2Cl2

CF2Cl + Cl.
O átomo livre de cloro não é estável e pois possui 7 electrões na ultima camada e não 8 e por isso o electrão livre pode ser usado para fazer uma ligação com a molécula de ozono. O que causa a transformação de ozono em oxigénio.

ClO . + O3 → 2 O2 + Cl.

2 O2 → 3 O2

O3 + Cl. → O2 + ClO.
vantagens e desvantagens da catalise homogênea
vantagens
como os reagentes estao na mesma fase o contacto entre estes torna-se mais facil
é mais facil o estudo de catalisadores homogéneos
desvantagens
o catalisador, depois da reação necessita de ser separado. Essa separação envolve custos adicionais
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