Conversor catalítico. Convertidor catalítico o catalizador

Los combustibles que se utilizan en la mayoría de los automóviles son la gasolina y el etanol. La combustión completa de estos dos combustibles genera dióxido de carbono (CO_{2 (g)}) y agua (H₂O). Sin embargo, lamentablemente, la combustión incompleta y las impurezas presentes en el alcohol y la gasolina pueden generar sustancias muy contaminantes para el medio ambiente. En el caso de la gasolina, el monóxido de carbono (CO_(gramo)); hidrocarburos (compuestos formados por carbono e hidrógeno), como el etano (C₂H_{6 (g)}); y óxidos de nitrógeno (NO_X), principalmente monóxido de nitrógeno (NO) y dióxido de nitrógeno (NO_{2 (g)}).

Por lo tanto, para evitar un aumento de la contaminación del aire, todos los automóviles necesitan un equipo llamado convertidor catalítico o convertidor catalítico, que es un dispositivo anticontaminación, que tiene la función de tratar estos gases liberados por el motor de combustión interna y transformarlos en gases menos nocivos. Los convertidores catalíticos también se utilizan para este propósito en algunos procesos industriales.

Los gases contaminantes mencionados salen del motor y entran al convertidor catalítico, pasando por una especie de "colmena", cuyas celdas generalmente están hechas de material cerámico o metálico, que está recubierto con alúmina (óxido de aluminio - Alabama₂O₃). Esta forma de panal, con canales diminutos, es importante porque proporciona una gran superficie de contacto para los gases, haciéndolos reaccionar más rápidamente.

Pero el verdadero catalizador es un metal que se asienta sobre el óxido de aluminio. Normalmente, los metales utilizados son paladio, rodio, platino o molibdeno. También puede mezclar estos metales y utilizar aleaciones. Por ejemplo, en el caso de la gasolina, normalmente se utiliza una aleación de paladio y torio; en el caso del etanol, se utiliza otra aleación de paladio y molibdeno. Estos metales realizan una catálisis heterogénea con gases contaminantes.

catálisis heterogénea es un tipo de reacción en la que el catalizador forma con los reactivos (en este caso, los gases contaminantes) un sistema polifásico. Esto se debe a que el catalizador se adsorbe, es decir, retiene las moléculas de los reactivos en su superficie, debilitando sus enlaces y haciendo que la reacción avance más rápidamente.

Como resultado, los metales catalizadores transforman agentes contaminantes como CO y NO._X en gases no tóxicos como el CO₂, H₂O, O₂ y no₂. Vea algunas de estas reacciones a continuación y observe que a través de ellas hay oxidación de hidrocarburos y CO (derivado de una combustión incompleta) y también la reducción de óxidos de nitrógeno a gas nitrógeno (N₂):

2 CO_(gramo) + 2 NO_(gramo) → 2 CO_{2 (g)} + 1 N_{2 (g)}
2 CO_(gramo) + 1 O_{2 (g)} → 2 CO_{2 (g)}
2C₂H_{6 (g)} + 7 O_{2 (g)} → 4 CO_{2 (g)} + 6 H₂O_(v)
2 NO_{2 (g)} +4 CO_(gramo) → 1 N_{2 (g)} + 4 CO_{2 (g)}
2 NO_{2 (g)} → 1 N_{2 (g)} + 2 O_{2 (g)}
2 NO_(gramo) → 1 N_{2 (g)} + 1 O_{2 (g)}

Por Jennifer Fogaça
Licenciada en Química

Fuente: Escuela Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/conversor-catalitico.htm