La catálisis es un fenómeno fundamental en la química que se refiere a la aceleración de una reacción química gracias a la intervención de una sustancia llamada catalizador.
Este catalizador facilita el proceso sin consumirse ni alterarse de manera permanente, lo que significa que puede ser utilizado repetidamente.
La catálisis es esencial en numerosos procesos industriales y biológicos, optimizando reacciones y mejorando la eficiencia.
f. Quím. Aceleración de una reacción producida por la presencia de una sustancia que permanece aparentemente intacta.
Segundo diccionario: catálisis
Origen de la palabra: (del griego, disolución, acabamiento.)
f. Quím. Transformación química que motivan los cuerpos que al finalizar la reacción aparecen inalterados.2º artículo
Variación en la velocidad de reacción de un proceso químico producida por la presencia en el sistema de otra sustancia o mezcla de sustancias, que al finalizar la reacción aparecen inalteradas. Las sustancias que modifican esta velocidad de la reacción química se llaman catalizadores y pueden ser usadas en cantidades muy variables. La velocidad de reacción puede ser acelerada, fenómeno denominado catálisis positiva, o retardada, catálisis negativa. Los catalizadores son generalmente específicos, esto es, un catalizador produce una determinada reacción en un sistema, mientras que otro puede en el mismo sistema favorecer la formación de un producto distinto. Los catalizadores pueden acelerar el establecimiento de la condición de equilibrio (v. Equilibrio químico) en las reacciones reversibles a partir de uno u otro lado del sistema. Los catalizadores no inician la reacción.
Aun cuando los catalizadores no llegan a formar parte del producto final de la reacción que catalizan, en general se combinan con uno o más de los reactivos para formar productos intermedios, que dan lugar al producto final y regeneran el catalizador; éste queda entonces libre para volver a combinarse con nuevas cantidades del reactivo. Esta repetida combinación explica la gran actividad de los catalizadores, presentes tan sólo en cantidades muy pequeñas. En la mayoría de los casos, el mecanismo exacto de la reacción y la naturaleza de los productos intermedios se deducen teóricamente, pero con frecuencia son indirectamente evidentes. Por ejemplo, ciertos catalizadores que no se alteran químicamente en la reacción, presentan variaciones en su forma física que indican haber reaccionado y haber sido regenerados. Específicamente, el dióxido de manganeso usado para catalizar la descomposición. del clorato potásico pasa de la forma de grandes cristales a la de polvo fino.
Los agentes catalíticos pueden ser heterogéneos, como en el caso de un catalizador sólido que actúa en contacto con reactivos gaseosos o líquidos, o también homogéneos cuando el catalizador y las sustancias que reaccionan están en la misma fase. Ejemplo de este último tipo es la inversión de las soluciones de sacarosa con un catalizador ácido para originar una mezcla de glucosa y levulosa. Ejemplos de catálisis positiva son el efecto acelerador del platino en el proceso de oxidación del amoniaco a ácido nítrico o la Hidrogenación de aceites vegetales con níquel o cobre como catalizador (v. Ácido nítrico, Fabricación). Probablemente, la catálisis negativa más familiar es la de los productos antidetonantes añadidos a los combustibles de motores. El Plomo tetraetilo reduce la velocidad de reacción de la mezcla combustible-aire e impide la ignición prematura de la mezcla después de la compresión. Son también catalizadores negativos los compuestos agregados a la goma para disminuir su oxidabilidad al aire y prolongar así la vida de los neumáticos y de otros artículos de goma. La autocatálisis es la catálisis de una reacción por uno de los productos de 'la misma, que aumenta la velocidad del proceso a medida que es producido. Muchos procesos vitales de los animales y de las plantas son regulados por una especie de catalizadores orgánicos denominados Enzimas.
Se dice que los catalizadores se envenenan cuando cantidades muy pequeñas de ciertas sustancias destruyen su actividad catalizadora. Estas sustancias se llaman inhibidores; la inhibición puede resultar de la adsorción de impurezas o venenos sobre la superficie activa del catalizador, el cual no puede ya entrar en contacto con las sustancias reactivas. La purificación de éstas para prevenir el envenenamiento de los catalizadores requiere a veces tratamientos cuidadosos y costosos. Un ejemplo industrial de envenenamiento del catalizador se observa en la fabricación del Ácido sulfúrico por el procedimiento de contacto. El catalizador se envenena con impurezas tales como azufre sólido, dióxido de selenio, mercurio, cloro, flúor y compuestos de arsénico y de fósforo. La purificación de la mezcla reactiva implica su enfriamiento, separación de polvos, filtración y secado.
Se ha observado en muchos casos que la adición a un catalizador sólido de otros productos catalíticamente inactivos en sí puede incrementar extraordinariamente la actividad de aquél. Estas sustancias añadidas se denominan activadores. El mecanismo general de la acción activadora es incierto, aunque en ciertos casos puede producirse la adsorción de uno de los reactivos, inadsorbido por el propio catalizador.
Han sido descubiertas numerosísimas reacciones catalíticas, muy aplicadas en la industria, especialmente en la del petróleo. Véase Petróleo.
