I combustibili utilizzati nella maggior parte delle auto sono benzina ed etanolo. La combustione completa di questi due combustibili genera anidride carbonica (CO2(g)) e acqua (H2O). Purtroppo però la combustione incompleta e le impurità presenti nell'alcool e nella benzina possono generare sostanze molto inquinanti per l'ambiente. Nel caso della benzina, il monossido di carbonio (CO(g)); idrocarburi (composti costituiti da carbonio e idrogeno), come l'etano (C2H6(g)); e ossidi di azoto (NOX), principalmente monossido di azoto (NO) e biossido di azoto (NO2(g)).
Pertanto, per evitare un aumento dell'inquinamento atmosferico, tutte le auto necessitano di attrezzature chiamate marmitta catalitica o marmitta catalitica, che è un dispositivo antinquinamento, che ha la funzione di trattare questi gas rilasciati dal motore a combustione interna e di trasformarli in gas meno nocivi. I convertitori catalitici sono utilizzati anche a questo scopo in alcuni processi industriali.
I gas inquinanti citati escono dal motore ed entrano nel catalizzatore, passando attraverso una sorta di "alveare", le cui celle sono generalmente realizzate in materiale ceramico o metallico, rivestito di allumina (ossido di alluminio - Al
2oh3). Questa forma a nido d'ape, con canali minuscoli, è importante perché fornisce un'ampia superficie di contatto per i gas, facendoli reagire più rapidamente.Ma il vero catalizzatore è un metallo che si trova sopra l'ossido di alluminio. Tipicamente i metalli utilizzati sono palladio, rodio, platino o molibdeno. Puoi anche mescolare questi metalli e usare le leghe. Ad esempio, nel caso della benzina si usa normalmente una lega di palladio e torio; nel caso dell'etanolo viene utilizzata un'altra lega di palladio e molibdeno. Questi metalli svolgono una catalisi eterogenea con gas inquinanti.
catalisi eterogenea è un tipo di reazione in cui il catalizzatore forma con i reagenti (in questo caso i gas inquinanti) un sistema polifase. Questo perché il catalizzatore adsorbe, cioè trattiene le molecole dei reagenti sulla sua superficie, indebolendo i loro legami e facendo procedere più rapidamente la reazione.
Pertanto, i metalli catalizzatori trasformano agenti inquinanti come CO e NOX in gas non tossici come la CO2, H2O, O2 e no2. Vedere alcune di queste reazioni di seguito e notare che attraverso di esse avviene l'ossidazione degli idrocarburi e CO (derivato da combustione incompleta) e anche la riduzione degli ossidi di azoto a gas di azoto (N2):
2 CO(g) + 2 NO(g) → 2 CO2(g) + 1 N2(g)
2 CO(g) + 1 O2(g) → 2 CO2(g)
2C2H6(g) + 72(g) →4 CO2(g) + 6 H2oh(v)
2 NO2(g) +4 CO(g) →1 N2(g) + 4 CO2(g)
2 NO2(g) →1 N2(g) + 2 O2(g)
2 NO(g) →1 N2(g) + 1 O2(g)
di Jennifer Fogaça
Laureato in Chimica
Fonte: Scuola Brasile - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/conversor-catalitico.htm
