Fisico Quimica

INTRODUÇÃO

As velocidades das reações químicas são muitas vezes aumentadas pela presença de substancias que não são consumidas no decorrer da reação. Tais substâncias, designadas por catalisadores, têm grande importância industrial, não somente pelo aumento que causam nas velocidades de reação, mas também pelas baixas concentrações em que podem ser utilizados. Catalisadores por fim, são substancias produzidas pelas indústrias químicas, que afetam a velocidade de uma reação, promovendo um caminho molecular diferente para ela. Um exemplo, o hidrogênio e o oxigênio gasoso são virtualmente inertes a temperatura ambiente, mas reagem rapidamente quando expostos a platina (o catalisador da reação).

CONTEXTO HISTORICO

O desenvolvimento e o uso de catalisadores são parte importante de constante busca por novas formas de aumentar o rendimento e a seletividade de produtos, a partir de reações químicas. As primeiras menções dessas substâncias são de 2000 anos atrás, quando os fabricantes de vinho, pães e queijos descobriram que era necessário adicionar uma pequena quantidade da partida anterior para fazer um novo lote de um desses produtos.

Mas, foi somente em 1835 que começaram a ser reunidas as observações de antigos químicos e sugeriu-se que pequenas quantidades de uma origem externa poderiam afetar significativamente o curso de reações químicas. A essa força foi chamada de força catalítica. Em 1894, expandiu-se a explicação anterior com a confirmação de que catalisadores em substancias que aceleravam a velocidade de reações químicas, sem serem consumidas,

As reações de catalise, são de uso comum na indústria, alem de ocorrerem em varia situações do nosso dia-a-dia, no nosso organismo e no meio ambiente. Os catalisadores diminuem a energia de ativação necessária para a ocorrência de uma reação e, assim ela pode ocorrer mais rapidamente. É fácil perceber as vantagens do uso de catalisadores, basta lembrar que outra forma de aumentar a velocidade de uma reação é o fornecimento de calor, mas isso implica em um custo maior.O fornecimento de energia térmica aos reagentes pode permitir a ocorrência de varias reações paralelas,que produziriam substancias indesejadas.Um exemplo disso é a produção de margarinas a partir de óleos vegetais, sem o uso de um catalisador,as moléculas de óleo necessitariam de uma temperatura tão alta que sofreriam quebras antes de serem transformadas. As margarinas são obtidas pela adição de hidrogênio( H2) as moléculas de óleo, num processo de catalise heterogênea, promovido por metais como níquel, platina e paládio.

Os conversores catalíticos são outro exemplo do uso de catalisadores que se tornam cada dia mais importantes. Eles são usados no tratamento dos gases liberados dos motores de combustão interna e dos gases liberados em alguns processos industriais. Os gases liberados no motor, após a combustão são constituídos de hidrocarbonetos , CO,CO2,O2, H2O e óxidos de nitrogênio. Essas substancias passam através do conversor catalítico, que é um sistema com o formato de uma colméia, cujas celas estão recobertas com paládio, platina e ródio. Esses metais transformam o CO e os óxidos de nitrogênio,agentes poluidores, em CO2, H2O e N2.

Outro uso de catalisador ocorre com a água oxigenada (H2O2), que se decompõem em água e O, com velocidade moderada no ambiente, porém, se adicionarmos a ela uma pequena quantidade de MnO2, a decomposição ocorre com uma velocidade muito maior.

Nem sempre os catalisadores apresentam utilidade. Um exemplo de catalisador prejudicial são os compostos do tipo CFC( cloro-fluor-carbono), que aumentam violentamente a velocidade de decomposição do ozônio, nas altas camadas da atmosfera.

Uma reação catalítica ocorre na interface fluido-sólido, uma grande área interfacial pode ser útil ou mesmo essencial na obtenção de uma velocidade de reação significativa.Em muitos catalisadores, essa área é fornecida por uma estrutura porosa, o solido contem muitos poros de pequeno diâmetro e a superfície desse poros fornecem a área necessária a alta velocidade de reação.

Os catalisadores são aplicados em diversas indústrias químicas, e é de relevância nacional e internacional, como por exemplo:

* Petroquímica: Craque amento catalítico, que é a quebra das moléculas com a utilização de catalisador, para transformar frações mais pesadas em frações mais leves, e a reforma catalítica, que é o refino através