Doutora em Química (UFRJ, 2018) Show Ouça este artigo: Um catalisador é uma substância que aumenta a velocidade de uma reação química sem estar sendo consumido por ela. O catalisador não tem efeito sobre o equilíbrio de uma reação, ele pode acelerar ou retardar a velocidade na qual uma reação atinge o equilíbrio, mas ele não afeta a composição no equilíbrio. Seu papel é oferecer uma rota mais rápida para o mesmo destino. Representativamente, colocamos o catalisador em cima da seta que mostra a conversão de reagentes em produtos. Um exemplo bastante usual de reação catalisada é a decomposição da água oxigenada, que sofre uma decomposição muito lenta em condições ambiente, formando gás oxigênio e água. H2O2 → O2 + H2O Ao colocarmos a água oxigenada em um machucado, pode-se observar a formação de bolhas em grande quantidade. Essas bolhas são o gás oxigênio sendo formado rapidamente, ou seja, essa reação foi acelerada ao colocar a água oxigenada em contato com o machucado. Isso ocorre porque o sangue contém um catalisador biológico para essa reação, chamado de catalase. A catalase é uma enzima presente não só no sangue, mas em diversos outros materiais, como a batata por exemplo. Em geral, o catalisador acelera a reação encontrando um caminho alternativo (um atalho), que em química traduz-se como um mecanismo de reação diferente, entre reagentes e produtos. Esse novo caminho tem uma energia de ativação menor que a do caminho original. A catálise pode ser dividida em dois tipos:
Em algumas situações, é comum usar catalisadores com o objetivo de diminuir a velocidade de uma reação. Neste caso, chamamos o catalisador de veneno pois este irá retardar a velocidade de um processo. Enzimas – Os catalisadores vivosOs organismos vivos possuem milhares de proteínas que funcionam como catalisadores de reações metabólicas. Esses catalisadores são chamados de enzimas e são moléculas que possuem um sítio ativo parecido com uma cavidade, onde uma reação específica pode ocorrer. O substrato, molécula na qual a enzima age, se encaixa na cavidade como uma chave se encaixa em uma fechadura. Essa especificidade das enzimas diante dos substratos e produtos é muito maior que a da maioria dos catalisadores químicos. Isso quer dizer que uma dada enzima catalisa uma única reação das várias que um único substrato pode sofrer. Na maioria das vezes, as velocidades das reações catalisadas por enzimas têm um aumento da ordem de 106 a 1012 vezes em relação às velocidades das reações não catalisadas. Bibliografia: Atkins, P.W., Jones, L., Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente 5ª ed., Porto Alegre: Ed. Bookman, 2012. Usberco J., Salvador E., Química Geral, 12ª.ed., São Paulo: Saraiva, 2006. http://www.fcfar.unesp.br/alimentos/bioquimica/enzimas.htm Texto originalmente publicado em https://www.infoescola.com/quimica/catalisadores/ Um catalisador é uma substância capaz de acelerar uma reação sem sofrer alteração, isto é, não é consumido durante a reação.
 Um catalisador é uma substância capaz de acelerar a velocidade em que se processam determinadas reações químicas sem sofrer alterações, ou seja, não é consumido, mas regenera-se completamente no final. A água oxigenada (solução aquosa de peróxido de hidrogênio — H2O2), por exemplo, sofre uma decomposição bem lenta em condições ambientes, formando o gás oxigênio e a água, conforme a equação química a seguir: 2 H2O2 → 2 H2O + 1 O2 Essa reação é acelerada quando a água oxigenada é colocada sobre algum machucado. Isso pode ser visto por meio das bolhas que se formam pela formação intensa do gás oxigênio. O que aumentou a velocidade dessa reação? Um catalisador biológico, também chamado de biocatalisador, que é uma enzima presente no sangue denominada catalase. A reação que ocorre na presença de um catalisador é chamada de catálise. Nas equações químicas que representam essas reações, o catalisador é indicado através de uma seta, tendo em vista que ele não participa nem como reagente nem como produto. O processo de fabricação da amônia, que é chamado de Haber-Bosch, usa o ferro como catalisador. Além dele, também são usados o óxido de potássio e o óxido de alumínio que ativam a ação catalítica do ferro. Assim, observe como essas substâncias aparecem na equação a seguir e como elas realmente não participam da reação, apenas aceleram o processo: Processo de Haber-Bosch de fabricação da amônia Isso nos mostra que o uso de catalisadores é muito importante principalmente para as indústrias, pois viabiliza processos que demorariam muito para serem realizados. É importante entender que as substâncias catalisadoras não aumentam a quantidade de produto da reação, apenas aceleram o processo. Mas surge a pergunta: como os catalisadores aumentam a velocidade das reações? Eles conseguem isso porque trocam o mecanismo pelo qual a reação se processa, ou seja, eles formam um “caminho” alternativo para que a reação ocorra com uma energia de ativação menor. Digamos, por exemplo, que a seguinte reação genérica ocorra sem o uso de catalisadores: Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;) A2 + B2 → 2 AB Assim como ocorre com toda reação, essa também será realizada somente se os reagentes atingirem a energia de ativação, que é a energia mínima para que se forme o complexo ativado, uma estrutura intermediária e instável entre os reagentes e os produtos. Formação de complexo ativado em reação química genérica A seguir há um gráfico que ilustra esse processo. Veja como a energia de ativação tem um valor elevado na formação do complexo ativado e como ela funciona como uma espécie de obstáculo para que a reação ocorra: Gráfico com energia de ativação em reação sem catalisador Agora se usarmos um catalisador “C” para a realização dessa reação genérica, ele combinar-se-á com um dos reagentes, formando o composto intermediário que, por sua vez, transformar-se-á no produto esperado, e o catalisador será regenerado. Isso acontece, por exemplo, da seguinte forma: A2 + B2 → 2 AB 1ª etapa: A2 + C → A2C (composto intermediário) Quando a reação se processa por esse caminho, a energia de ativação é menor, como mostra o gráfico a seguir: Gráfico de reação com catalisador Quanto menor é a energia de ativação, maior é a velocidade da reação e vice-versa. É assim que os catalisadores atuam, eles conseguem aumentar a velocidade das reações porque permitem que elas ocorram com uma menor energia de ativação. É importante lembrar também que o catalisador não altera o valor do ?H (variação de entalpia) e que, se a reação for reversível, ele diminuirá a energia de ativação tanto da reação direta quanto da inversa, provocando o aceleramento das reações em ambos os sentidos. Aproveite para conferir a nossa videoaula relacionada ao assunto: Por Jennifer Rocha Vargas Fogaça São substâncias que aumentam a velocidade de uma reação?Os catalisadores são substâncias capazes de acelerar a velocidade das reações químicas sem serem consumidos, ou seja, são totalmente regenerados no final do processo. Por exemplo, um pirulito deixado exposto no ar irá demorar muito tempo para reagir, mas quando colocado na boca, rapidamente ele é consumido.
Como e chamada a substância que acelera a reação mas não aumenta o rendimento?É importante lembrar que um catalisador acelera a reação, mas não aumenta o rendimento, ou seja, ele produz a mesma quantidade de produto, mas num período de menor tempo.
O que são catalisadores e inibidores?Inibidores de catalisador são espécies químicas que inibem a ação de um catalisador, diminuindo a velocidade da reação porque aumentam a energia de ativação dela. Conforme explicado no texto “Catálise e Catalisador”, os catalisadores são espécies químicas que aceleram a velocidade das reações.
Como o catalisador aumenta a velocidade da reação?Catalisadores são substâncias usadas para acelerar a velocidade de reações químicas, sem que elas sejam consumidas durante o processo. Em geral, um catalisador acelera uma reação pela diminuição da sua energia de ativação ou mudança do seu mecanismo próprio.
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São substâncias que aumentam a velocidade da reação e não participam das mesmas?
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