Cite exemplos de situações em que o uso de catalisadores é importante

Conforme explicado no texto “Catálise e Catalisador”, os catalisadores são espécies químicas que aceleram a velocidade das reações. O seu uso é muito útil em indústrias químicas, onde se procura ganhar o máximo de tempo possível na produção.

No entanto, em determinadas situações é mais interessante que a reação se processe de forma mais lenta; como, por exemplo, quando se quer determinar a velocidade de reações muito rápidas. Para conseguir tal façanha, controlando e estudando essas reações, costuma-se adicionar uma substância que torna as reações mais lentas, que são denominadas inibidores, venenos ou anticatalisadores.

Essas espécies químicas se combinam com o catalisador, anulando ou diminuindo sua ação. Isso é possível porque o mecanismo de ação do catalisador é diminuir a energia de ativação, facilitando o processo da reação e aumentando sua velocidade; já os inibidores agem de modo inverso, o que significa que eles aumentam a energia de ativação necessária para os reagentes atingirem o complexo ativado.

Um exemplo que pode ser mencionado é o arsênico (As), que tem essa função na reação de Haber-Bosch, reação bastante feita na indústria para a produção da amônia, utilizando o ferro (Fe(s)) como seu catalisador. Assim, a eficiência do ferro se torna muito pequena na presença do arsênico, que o inibe, ou seja, é o veneno de catalisador dessa reação, que está mostrada abaixo:

O arsênico também pode exercer uma ação anticatalítica quando se usa platina metálica (Pt(s)) como catalisador da reação de combustão do SO2(g), para a produção de trióxido de enxofre (SO3(g)). A presença do arsênico, mesmo em pequenas quantidades, anula a ação catalítica da platina, podendo paralisar parte da produção. É por isso que, normalmente, em indústrias que tratam dessa produção, usa-se o pentóxido de divanádio (V2O5(s)) como catalisador no lugar da platina.

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Outro exemplo ocorre na reação de decomposição da água oxigenada a seguir:

2 H2O2(aq) → 2 H2O(l) + 1 O2(g)

Nesse caso, um inibidor que pode ser usado é algum ácido, pois quando o meio está ácido, a reação se processa de forma mais lenta.

Mas o inibidor também é muito aproveitado pela indústria, principalmente para agir como retardador de reações da degradação natural de alimentos, bebidas, cosméticos e remédios.

Os cosméticos, por exemplo, podem demorar muito tempo para chegar às mãos do consumidor; assim, são usados vários conservantes neles, tais como o propilparabeno, que é utilizado na fase oleosa e atua como antifúngico, e o metilparabeno, usado em fase aquosa e que tem efeito antisséptico. Suas respectivas estruturas estão mostradas abaixo:

É interessante que em muitos rótulos de cosméticos há a seguinte frase: “Não contém parabenos”. Isso quer dizer que tal cosmético não possui esses conservantes que citamos e que, normalmente, não foram testados em animais.

Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química

Os catalisadores são substâncias capazes de acelerar uma reação sem sofrerem alteração, isto é, não são consumidas durante a reação.

Para entendermos como atuam os catalisadores, precisamos nos lembrar do que foi explicado no texto “Energia de ativação”. Conforme mostrado lá, para que uma reação química se inicie, é necessário que os reagentes tenham ou recebam certa quantidade de energia mínima, que é denominada de energia de ativação.

Com essa energia mínima, os reagentes conseguem atingir o complexo ativado, que é um estado intermediário (estado de transição) que se forma entre os reagentes e os produtos, em cuja estrutura existem as ligações anteriores enfraquecidas e a formação de novas ligações (presentes nos produtos).

Por exemplo, considere a reação genérica abaixo:

 Observe que a energia de ativação necessária para atingir o complexo ativado se torna uma espécie de obstáculo que precisa ser ultrapassado para que a reação ocorra. Isso significa que quanto maior for a energia de ativação de uma reação, maior será o obstáculo a ser vencido e menor será a velocidade da reação.

O contrário também é verdadeiro, se a energia de ativação for menor, a reação será mais rápida. É exatamente isso que os catalisadores fazem, eles criam um caminho alternativo, que exige menor energia de ativação, fazendo com que a reação se processe de forma mais rápida.

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Para conseguir abaixar a energia de ativação, o catalisador age mudando o mecanismo da reação, por se combinar com os reagentes num sistema que pode ser monofásico (catálise homogênea) ou polifásico (catálise heterogênea).

Mais detalhes sobre esses tipos de catálises podem ser vistos nos textos abaixo:

• Catálise homogênea
• Catálise heterogênea

Mas, de forma genérica, podemos dizer que essa combinação entre o reagente e o catalisador forma um composto intermediário que depois se transforma, originando o produto e o catalisador. Observe como isso pode ser representado:

Veja que o catalisador é regenerado ao final da reação, não sendo consumido por ela.

Um fato importante é que o catalisador acelera tanto a reação direta quanto a inversa, isso significa que ele diminui a energia de ativação de ambas.

Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química

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