Quin és un exemple de catalitzador metàl·lic?
Introducció:
Els catalitzadors, en general, són substàncies que augmenten la velocitat d'una reacció química sense patir cap canvi permanent en la seva composició. En altres paraules, acceleren les reaccions químiques, fent-les completar més ràpidament del que haurien completat sense el catalitzador. Els catalitzadors metàl·lics, en particular, s'utilitzen àmpliament en diverses indústries en moltes aplicacions pràctiques. Aquest article aprofundeix en què són els catalitzadors metàl·lics i ofereix alguns exemples de catalitzadors metàl·lics.
** Què són els catalitzadors metàl·lics?
Els catalitzadors metàl·lics són substàncies que acceleren les reaccions químiques sense modificar l'equilibri ni la termodinàmica de la reacció. Ho fan facilitant la formació de noves molècules mitjançant la formació o modificació d'enllaços químics.
Un catalitzador metàl·lic consta de dos components: el lloc actiu i el substrat. El lloc actiu fa referència al lloc específic on té lloc la reacció i el substrat es refereix a les espècies químiques que reaccionen entre si. Els catalitzadors metàl·lics es classifiquen generalment en catalitzadors homogenis i heterogenis.
Catalitzadors homogenis:
Els catalitzadors homogenis són aquells en què el catalitzador i els reactius existeixen en la mateixa fase. Això vol dir que el catalitzador i els reactius es troben a la mateixa solució. Un excel·lent exemple de catalitzador metàl·lic homogeni és la reacció entre el peròxid d'hidrogen i els ions iodur catalitzats per ions ferro (III). Aquí, els ions ferro (III) promouen l'oxidació dels ions iodur per peròxid d'hidrogen per produir iode molecular i aigua.
Catalitzadors heterogenis:
Els catalitzadors heterogenis són aquells en què el catalitzador i els reactius es troben en diferents fases. Això vol dir que el catalitzador i els reactius no es barregen i ocupen diferents parts del recipient de reacció. Un excel·lent exemple de catalitzador heterogeni és el procés Haber-Bosch per a la síntesi d'amoníac. En aquest procés, el nitrogen i l'hidrogen gasos reaccionen a la superfície d'un catalitzador de ferro per formar amoníac.
**Exemples de catalitzadors metàl·lics:
1- Catalitzadors de platí:
El platí és un excel·lent catalitzador metàl·lic en diverses reaccions químiques. Per exemple, s'utilitza habitualment en convertidors catalítics d'automoció per convertir gasos tòxics en gasos menys nocius. El platí actua com a catalitzador d'aquesta reacció, ja que accelera la reacció entre el monòxid de carboni, els òxids de nitrogen i els hidrocarburs per produir diòxid de carboni, nitrogen i aigua.
2- Catalitzadors de ferro:
Els catalitzadors de ferro s'utilitzen àmpliament en la síntesi industrial d'amoníac mitjançant el procés Haber-Bosch. Durant aquest procés, el nitrogen i el gas hidrogen reaccionen sobre un catalitzador de ferro a alta temperatura i pressió per produir amoníac. Els catalitzadors de ferro també s'utilitzen en el procés Fischer-Tropsch per convertir el carbó en hidrocarburs líquids.
3- Catalitzadors de níquel:
Els catalitzadors de níquel s'utilitzen habitualment en la hidrogenació de greixos i olis durant la producció de margarina. El procés d'hidrogenació consisteix a afegir hidrogen gasós sobre un catalitzador de níquel en presència d'oli vegetal calent per produir margarina.
4- Catalitzadors de pal·ladi:
El pal·ladi és un catalitzador essencial en la producció de cautxú sintètic. En aquest procés, el gas butà reacciona amb el gas clor en presència de pal·ladi per produir 1, 3-butadiè. El pal·ladi també s'utilitza en la producció de semiconductors, especialment en el creixement catalític de nanotubs de carboni.
5- Catalitzadors de coure:
Els catalitzadors de coure s'utilitzen habitualment en la producció de metanol, un producte químic industrial molt utilitzat. En aquesta reacció, el monòxid de carboni i el gas hidrogen reaccionen sobre un catalitzador de coure a alta temperatura i pressió per produir metanol. Els catalitzadors de coure també s'utilitzen en la producció de diversos productes químics orgànics, inclosos l'acetat de vinil i l'acetaldehid.
**Conclusió:
Els catalitzadors metàl·lics tenen un paper essencial en diverses reaccions químiques en processos industrials. Acceleren les reaccions químiques, redueixen la despesa energètica i augmenten la productivitat. Els catalitzadors metàl·lics estan disponibles en molts tipus, com ara platí, ferro, níquel, pal·ladi, coure i altres. Comprendre aquests diferents tipus de catalitzadors i les seves aplicacions és vital per desbloquejar el potencial de les reaccions químiques en diverses indústries.
