Catalisis Homogenea

Las reacciones catalíticas homogéneas conocidas se efectúan en una sola fase gaseosa o en fase líquida, siendo más frecuentes estas últimas, se considera dudosa la existencia de reacciones de este tipo en fase sólida. Los catalizadores sólidos se emplean ampliamente en reacciones en fase fluida, que son las más importantes dentro de las reacciones heterogéneas.

Se dice que un catalizador es homogéneo si está en la misma fase que los productos y reactivos. Un ejemplo es la condensación aldol de la acetona para formar óxido de mesitilo

Puesto que los catalizadores intervienen químicamente, las velocidades de tales reacciones vienen determinadas por las mismas variables que las reacciones ordinarias, tales como la concentración y la naturaleza química del catalizador. En la mayoría de los casos, la velocidad de una reacción catalizada es de primer orden respecto a la concentración del catalizador. Sin embargo, puesto que la velocidad puede ser finita en ausencia de catalizador, es más correcto decir que la velocidad es proporcional a:

a + b (C catalizador) n

donde a, b y n son constantes. La figura 7.3.3 relativa a la catálisis de la mutarrotación de la glucosa, confirma lo anterior.

Las catálisis homogéneas en fase gaseosa son relativamente raras, pero podemos dar algunos ejemplos:

1 El óxido nítrico es un catalizador industrial para la oxidación del dióxido de azufre. Se ha demostrado que la reacción transcurre mucho más rápidamente por la secuencia.

que por combinación directa. Incidentalmente indicaremos que la primera de estas reacciones es uno de los pocos ejemplos conocidos de una reacción trimolecular.

2 Las descomposiciones del acetaldehído, de varios éteres y del óxido nitroso están fuertemente catalizadas por el yodo en fase gaseosa.

3 La formación del cloruro de hidrógeno a partir de sus elementos está catalizada por vapor de sodio o de potasio.

4 El efecto catalítico positivo del agua en la reacción entre el monóxido de carbono y el oxígeno ha sido interpretado de acuerdo con el mecanismo siguiente:

Muchas reacciones gaseosas que parecen homogéneas, en realidad se efectúan en las paredes del reactor, y, por tanto, corresponden a catálisis heterogéneas. Así, el agua presenta en algunos casos un efecto catalítico negativo, que ha sido interpretado como debido a su adsorción sobre las paredes del recipiente, lo que equivale a un envenenamiento del catalizador. Aquellas pocas reacciones que parecen ejemplos de catálisis homogéneas son realmente reacciones en cadena. Las substancias que inician las reacciones en cadena suelen

...