Enlaces »» Catálisis para mejorar el medio ambiente Limhi Eduardo Lozano Valencia
L
a catálisis se define como el proceso por el cual se aumenta la velocidad de una reacción química debido a la presencia de una sustancia o material llamado catalizador. Es importante recalcar que el catalizador no se modifica durante la reacción química. La investigación de catalizadores es uno de los principales campos de la ciencia aplicada e involucra muchas áreas de la química. Las reacciones catalíticas son las preferidas en la química verde para un medio ambiente amigable, debido a la reducida cantidad de residuos que genera en lugar de las reacciones estequiometrias en las que se consumen todos los reactivos y se forman más productos secundarios. Figura 1.
La naturaleza química de los catalizadores es tan diversa como la catálisis misma, aunque pueden hacerse algunas generalizaciones. Los ácidos próticos son probablemente los catalizadores más ampliamente usados, especialmente para muchas reacciones que involucran agua, incluyendo la hidrólisis y su inversa. Los sólidos multifuncionales a menudo suelen ser catalíticamente activos, por ejemplo las zeolitas, la alúmina y ciertas formas de carbono grafítico. Los metales de transición son utilizados a menudo
para catalizar reacciones redox (oxigenación, hidrogenación). Muchos procesos catalíticos, especialmente los que involucran hidrógeno, requieren metales del grupo del platino. En la actualidad, una de las aplicaciones de la catálisis la puedes observar en el escape del automóvil; conocido como convertidor catalítico; el cual sirve para el control y reducción de los gases nocivos expulsados por el motor de combustión interna (Ver figura 1). Se emplea tanto en los motores de gasolina o de ciclo Otto, como en el motor de diésel. Los hidrocarburos (HC) y el monóxido de carbono (CO) antes de ser expulsados por el escape, son convertidos en dióxido de carbono y vapor de agua. Los óxidos de nitrógeno (NOx) son disociados en Nitrógeno molecular (N2), principal constituyente de aire atmosférico, y oxígeno O2. Para que estas reacciones de disociación se produzcan ha de estar el catalizador a una temperatura de 500 º C. En el convertidor catalítico se llevan a cabo las siguientes reacciones: 1. Reducción de los Óxidos de Nitrógeno: 2NOx → xO2 + N2 2. Oxidación del Monóxido de carbono en Dióxido de carbono: 2CO + O2 → 2CO2 3. Oxidación de hidrocarburos parcialmente quemados a dióxido de carbono y agua: CxH2x+2 + [(3x+1)/2] O2 → xCO2 + (x+1) H2O. El catalizador está compuesto de Platino, Rodio y Paladio. Hoy en día el programa de verificación vehicular que se realiza en algunos estados del país; nos permite verificar el funcionamiento del convertidor catalítico de los camiones y automóviles. ◉
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