Los catalizadores aceleran una reacción química reduciendo la cantidad de energía necesaria para ponerla en marcha. La catálisis es la espina dorsal de muchos procesos industriales, que utilizan reacciones químicas para convertir materias primas en productos útiles. Los catalizadores forman parte integral de la fabricación de plásticos y otros muchos productos manufacturados. Su uso está muy extendido en la síntesis de urea en plantas de fertilizantes, el tratamiento de gases residuales industriales, la producción de hidrógeno en refinerías y la síntesis de plásticos.
¿Qué es un catalizador?
Un catalizador es una sustancia que acelera una reacción química o reduce la temperatura o la presión necesarias para iniciarla, sin consumirse durante la reacción. Puede cambiar la velocidad de reacción química de otras sustancias en una reacción química, pero su masa y propiedades químicas no han cambiado antes y después de la reacción.
Tipos de catalizador
Las reacciones catalizadas constituyen la base de muchos procesos químicos industriales. La fabricación de catalizadores es en sí misma un proceso industrial en rápido crecimiento.
| Procesos catalíticos y sus catalizadores | |
| Proceso | Catalizador |
| síntesis de amoníaco | Catalizador de hierro |
| Metanol Sintético | Catalizador de cobre-zinc |
| Planta de fertilizantes Síntesis de urea | Deshidrogenación de CO2 |
| Tratamiento de gases residuales industriales | Desulfuración y desnitrificación |
| Producción de hidrógeno en refinerías | Producción de hidrógeno PSA |
| Síntesis de etileno | Catalizador de mercurio |
¿Cómo funciona el catalizador?
Un catalizador es una sustancia que puede acelerar una reacción sin consumirse en el proceso. Funcionan reduciendo la energía de activación necesaria para una reacción, al formar enlaces débiles y temporales con las moléculas reactivas. Sin embargo, al final de la reacción, estos enlaces se pierden y el catalizador vuelve a su estado original, por lo que no se produce ningún cambio neto en el catalizador.
4 ejemplos de catalizador
Síntesis de amoníaco
La síntesis de amoníaco es un proceso que implica la reacción de nitrógeno gaseoso (N2) e hidrógeno gaseoso (H2) para producir amoníaco (NH3). Esta reacción suele estar catalizada por un catalizador a base de hierro, a menudo en forma de óxido de hierro o una combinación de hierro y otros metales. El amoníaco producido es una materia prima crucial para la producción de fertilizantes y otros productos químicos.
Síntesis de metanol
La síntesis de metanol es la producción de metanol a partir de gas de síntesis (una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno) mediante una reacción catalítica. El catalizador utilizado en este proceso suele ser un catalizador a base de cobre soportado sobre alúmina. El metanol es un producto químico versátil que se utiliza en diversas aplicaciones, como materia prima para la producción de formaldehído y otros productos químicos.
Desulfuración y desnitrificación
La desulfuración y la desnitrificación son dos métodos comunes utilizados para purificar los gases residuales industriales. La desulfuración es el proceso de eliminación del dióxido de azufre (SO2) de los gases de escape, mientras que la desnitrificación es el proceso de eliminación de los óxidos de nitrógeno (NOx) de los gases de escape.
El amoníaco es un agente reductor comúnmente utilizado para la desnitrificación. Funciona convirtiendo los NOx en nitrógeno y agua mediante una reacción química. La reacción suele llevarse a cabo en un reactor de reducción catalítica selectiva (SCR), que contiene un catalizador que ayuda a facilitar la reacción.
Síntesis de etileno
Los catalizadores de mercurio se han utilizado durante muchos años en la producción de etileno, un producto químico industrial vital que se utiliza ampliamente en la fabricación de plásticos, disolventes y otros productos químicos. Los catalizadores de mercurio son conocidos por su gran actividad y selectividad, lo que los convierte en la opción ideal para la síntesis de etileno.
Conclusión del catalizador
En conclusión, los catalizadores son herramientas esenciales en la fabricación química moderna, ya que permiten la producción eficiente y sostenible de una amplia gama de productos. Desde la mejora de la velocidad de reacción hasta la producción de polímeros controlados, los catalizadores han revolucionado nuestra forma de abordar la síntesis química.
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Sources:
Catalizador: https://www.youtube.com/watch?v=m_9bpZep1QM&t=1s
