Catálise Heterogênea: Aplicabilidade na Indústria Química



A importância da catálise para a indústria deve-se ao fato do grande número de aplicações na indústria química. As reações que ocorrem nesse âmbito são, em geral, heterogêneas e homogêneas. Na catálise homogênea o catalisador se encontra na solução entre os reagentes, como exemplo tem-se a destruição da camada de ozônio, que geralmente são destruídos por freons geralmente o CF2Cl2. No processo catalítico heterogêneo envolve mais de uma fase, normalmente o catalisador é sólido e os reagentes e produtos estão na forma líquida ou gasosa.

1. Catalisadores

Um catalisador muda a energia de ativação de uma reação, Ea, por promover um caminho alternativo para ela.A velocidade e a constante de velocidade k de uma reação se relacionam à Ea pela equação de Arrhenius:

k = A exp (- Ea / R T)

Onde A é a constante relacionada à velocidade das colisões. Portanto, uma mudança em Ea

altera a velocidade de uma reação.

2. Propriedade dos Catalisadores

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 sólido contém muitos poros de pequeno diâmetro e a superfície desses poros fornece a área necessária à alta velocidade de reação. A área de alguns materiais porosos é surpreendentemente grande.

3. Sítio Catalítico

Também denominado de sítio ativo, ele é muito importante na catálise heterogênea. Quando uma reação se dá, estando os reagentes em fase líquida ou gasosa e o catalisador em fase sólida, geralmente não é toda a superfície do sólido que tem ação efetiva sobre a reação química: a reação se desenvolve sobre pontos ou regiões específicas da superfície do sólido, que são ativos (a velocidade da reação, em casos ideais, é diretamente proporcional ao número de sítios.

4. Tipos de Catalisadores

Com os recentes avanços na área da catálise heterogênea e com a necessidade de processos cada vez mais limpos e de alto rendimento na obtenção de produtos, a complexidade química e física dos catalisadores é cada vez maior. A catálise é essencialmente um fenômeno químico e a capacidade de uma substância atuar como um catalisador depende da sua natureza química. Na tabela 1 encontram-se os vários tipos de catalisadores heterogêneos existentes, classificados conforme a sua natureza química.

Tabela 1 - Exemplos de catalisadores heterogêneos e suas funções catalíticas.


Autor: Everton Ranny Ferreira dos Santos


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