I catalizzatori sono sostanze in grado di accelerare una reazione senza essere alterate, cioè non vengono consumate durante la reazione.
Per capire come funzionano i catalizzatori bisogna ricordare quanto spiegato nel testo”Energia di attivazione”. Come mostrato qui, perché una reazione chimica abbia inizio, è necessario che i reagenti abbiano o ricevano una certa quantità di energia minima, che è chiamata energia di attivazione.
Con questa energia minima, i reagenti sono in grado di raggiungere il complesso attivato, che è uno stato intermedio (stato di transizione) che si forma tra reagenti e prodotti, in cui struttura esistono i legami precedenti indeboliti e la formazione di nuovi legami (presenti nella prodotti).
Ad esempio, considera la reazione generica di seguito:
Si noti che l'energia di attivazione necessaria per raggiungere il complesso attivato diventa una sorta di ostacolo che deve essere superato affinché la reazione abbia luogo. Ciò significa che maggiore è l'energia di attivazione di una reazione, maggiore è l'ostacolo da superare e minore è la velocità di reazione.
È vero anche il contrario, se l'energia di attivazione è inferiore, la reazione sarà più veloce. Questo è esattamente quello che i catalizzatori fanno creano un percorso alternativo, che richiede meno energia di attivazione, facendo procedere più velocemente la reazione.
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Per abbassare l'energia di attivazione, il catalizzatore agisce modificando il meccanismo di reazione, combinando con i reagenti in un sistema che può essere monofasico (catalisi omogenea) o polifasico (catalisi eterogenea).
Maggiori dettagli su questi tipi di catalisi possono essere visti nei testi seguenti:
- catalisi omogenea
- catalisi eterogenea
Ma, in generale, possiamo dire che questo la combinazione del reagente e del catalizzatore forma un composto intermedio che poi si trasforma nel prodotto e nel catalizzatore. Nota come questo può essere rappresentato:
Fai in modo che il catalizzatore venga rigenerato alla fine della reazione, senza essere consumato da esso.
Un fatto importante è che il catalizzatore accelera sia la reazione diretta che quella inversa, ciò significa che diminuisce l'energia di attivazione di entrambi.
di Jennifer Fogaça
Laureato in Chimica
Vorresti fare riferimento a questo testo in un lavoro scolastico o accademico? Guarda:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Come agiscono le sostanze catalizzatrici?"; Scuola Brasile. Disponibile in: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/como-atuam-as-substancias-catalisadoras.htm. Consultato il 27 giugno 2021.
