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.
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).
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:
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.
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