{"id":39380,"date":"2023-10-04T16:03:07","date_gmt":"2023-10-04T19:03:07","guid":{"rendered":"https:\/\/www.todamateriabr.com.br\/blog\/catalisador\/"},"modified":"2023-10-04T16:03:07","modified_gmt":"2023-10-04T19:03:07","slug":"catalisador","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.todamateriabr.com.br\/blog\/catalisador\/","title":{"rendered":"Catalisador"},"content":{"rendered":"
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Voc\u00ea acha que conseguiria controlar uma rea\u00e7\u00e3o qu\u00edmica? A pr\u00e1tica de utilizar catalisadores em processos qu\u00edmicos ou biol\u00f3gicos visa aumentar o rendimento dos processos, beirando o controle da rea\u00e7\u00e3o. Em partes, isso \u00e9 poss\u00edvel. No entanto, para compreender o fen\u00f4meno, \u00e9 preciso conhecer o conceito, os tipos de catalisador e outras nuances do conte\u00fado. Acompanhe a mat\u00e9ria!<\/p>\n

O que \u00e9 catalisador?<\/h3>\n

O catalisador \u00e9 um material capaz de modificar a velocidade de uma rea\u00e7\u00e3o sem provocar altera\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas permanentes. Em outras palavras, ele n\u00e3o atua como reagente t\u00e3o pouco como produto da rea\u00e7\u00e3o. Portanto, \u00e9 apenas um componente que promove uma modifica\u00e7\u00e3o no caminho da rea\u00e7\u00e3o ou no mecanismo que o processo acontece.<\/p>\n

Em v\u00e1rias situa\u00e7\u00f5es cotidianas, os catalisadores est\u00e3o presentes, como nos autom\u00f3veis, na cozinha, no organismo e na atmosfera. Sem eles, muitas rea\u00e7\u00f5es levariam horas, dias, semanas, meses ou per\u00edodos maiores para completar seus processos. A oxida\u00e7\u00e3o da celulose presente em um galho seco, por exemplo, leva meses para se deteriorar, por\u00e9m \u00e9 poss\u00edvel acelerar o processo incinerando o graveto.<\/p>\n

Dessa forma, a velocidade das rea\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas \u00e9 modificada por diversos fatores, entre eles, concentra\u00e7\u00e3o de reagentes e produtos, al\u00e9m da press\u00e3o e temperatura. Quando um \u2013 ou mais de um \u2013 fator \u00e9 alterado sem apresentar acelera\u00e7\u00e3o satisfat\u00f3ria, ainda \u00e9 poss\u00edvel recorrer.<\/p>\n

O quarto fator que contribuir para acelerar o processo \u00e9 a adi\u00e7\u00e3o de catalisador ao meio reacional. Em muito casos, quando todos esses fatores s\u00e3o empregados em conjunto e em condi\u00e7\u00f5es predeterminadas, a velocidade da rea\u00e7\u00e3o aumenta. Existem v\u00e1rias pesquisas que visam desenvolver catalisadores mais baratos, ambientalmente seguros, seletivos e com alta efici\u00eancia.<\/p>\n

Como funciona um catalisador?<\/h3>\n

O catalisador atua diminuindo a energia de ativa\u00e7\u00e3o (EA) e, consequentemente, favorecendo o processo da rea\u00e7\u00e3o. Durante a transforma\u00e7\u00e3o da mat\u00e9ria, algumas liga\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas precisam ser desfeitas para outras se estabelecerem, desse modo, os reagentes s\u00e3o convertidos em produtos.<\/p>\n

Existem diversos tipos de catalisador e eles atuam de maneiras diferentes, entretanto sempre diminuindo a energia de ativa\u00e7\u00e3o para acelerar a rea\u00e7\u00e3o. Alguns catalisadores s\u00e3o espec\u00edficos para determinadas rea\u00e7\u00f5es, como a a\u00e7\u00e3o de enzimas no organismo humano que convertem um subtrato em um produto. Outro exemplo \u00e9 a convers\u00e3o de per\u00f3xido de hidrog\u00eanio (H2<\/sub>O2<\/sub>) em \u00e1gua (H2<\/sub>O) e oxig\u00eanio (O2<\/sub>) pela enzima catalase presente no sangue dos mam\u00edferos.<\/p>\n

Tipos de catalisadores<\/h3>\n

At\u00e9 aqui, ficou evidente que os catalisadores s\u00e3o muito importantes tanto para os processos qu\u00edmicos e industriais quanto para a manuten\u00e7\u00e3o da vida. Cada situa\u00e7\u00e3o exige um catalisador espec\u00edfico. Abaixo, conhe\u00e7a os processos catal\u00edticos, denominados em fun\u00e7\u00e3o do tipo de catalisador empregado:<\/p>\n

Cat\u00e1lise homog\u00eanea<\/h4>\n

Est\u00e3o na categoria da cat\u00e1lise homog\u00eanea, os processos em que se emprega um catalisador no mesmo estado f\u00edsico dos componentes da rea\u00e7\u00e3o. Um exemplo \u00e9 a s\u00edntese do \u00e9ster a partir de um \u00e1cido carbox\u00edlico, um \u00e1lcool e algumas gotas de \u00e1cido sulf\u00farico. Todos os produtos se encontram no estado l\u00edquido, logo, resultam em uma mistura homog\u00eanea.<\/p>\n

Cat\u00e1lise heterog\u00eanea<\/h4>\n

A cat\u00e1lise heterog\u00eanea ocorre quando o estado f\u00edsico do catalisador difere dos demais componentes, resultando na forma\u00e7\u00e3o de uma mistura heterog\u00eanea. Nessa categoria, os catalisadores mais utilizados s\u00e3o metais em p\u00f3 ou compostos i\u00f4nicos, que atuam como uma fase de suporte para absorver \u00e1tomos ou mol\u00e9culas de reagentes. Assim, outras esp\u00e9cies podem se chocar com as adsorvidas, resultando em uma transforma\u00e7\u00e3o. Um exemplo desse processo \u00e9 a convers\u00e3o de gases t\u00f3xicos, oriundos da queima de combust\u00edvel, em gases menos poluentes pela a\u00e7\u00e3o dos catalisadores automotivos.<\/p>\n

Biocat\u00e1lise<\/h4>\n

Biocat\u00e1lise ocorre pela a\u00e7\u00e3o de componentes biol\u00f3gicos denominados de enzimas \u2013 mol\u00e9culas biol\u00f3gicas, sendo muitas delas prote\u00ednas, que convertem subst\u00e2ncias espec\u00edficas (substratos) em um determinado produto. Essas enzimas geralmente s\u00e3o esp\u00e9cies de elevada massa molar, podendo atingir cerca de 10 000 a 1 milh\u00e3o de unidades de massa at\u00f4mica. Portanto, s\u00e3o mol\u00e9culas muito grandes e apresentam alta efici\u00eancia, indispens\u00e1veis para a exist\u00eancia da vida.\n<\/p>\n

Para relembrar: os catalisadores s\u00e3o esp\u00e9cies que n\u00e3o participam diretamente da rea\u00e7\u00e3o, podendo ser regenerados ao final do processo e reutilizados incont\u00e1veis vezes. O estado f\u00edsico em que um catalisador se encontra em rela\u00e7\u00e3o aos componentes da rea\u00e7\u00e3o define o tipo de processo. Por \u00faltimo, a fun\u00e7\u00e3o do catalisador \u00e9 aumentar a velocidade da rea\u00e7\u00e3o, por meio da diminui\u00e7\u00e3o da energia de ativa\u00e7\u00e3o necess\u00e1ria para o processamento da transforma\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

V\u00eddeos sobre a a\u00e7\u00e3o e classifica\u00e7\u00e3o dos catalisadores<\/h3>\n

Para ilustrar alguns dos processos apresentados no decorrer do texto, segue uma sele\u00e7\u00e3o de v\u00eddeos sobre os tipos de catalisador, bem como o processo de energia de ativa\u00e7\u00e3o e outros conceitos:<\/p>\n

Cin\u00e9tica qu\u00edmica: catalisadores<\/h4>\n

Confira um resumo dos conceitos j\u00e1 apresentados. O professor ressalta a fun\u00e7\u00e3o de um catalisador na modifica\u00e7\u00e3o da velocidade de uma rea\u00e7\u00e3o qu\u00edmica. Ele tamb\u00e9m explica como as rea\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas acontecem de uma maneira geral. Um destaque importante \u00e9 feito sobre o fato dos catalisadores n\u00e3o modificarem o equil\u00edbrio qu\u00edmico da rea\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Energia de ativa\u00e7\u00e3o<\/h4>\n

Uma aula com foco no processo de convers\u00e3o dos reagentes para o estado de transi\u00e7\u00e3o, que pode levar \u00e0 forma\u00e7\u00e3o de produto. O professor explica como ocorre a forma\u00e7\u00e3o do complexo ativado: uma configura\u00e7\u00e3o energ\u00e9tica que pode se converter em produto. Al\u00e9m disso, ele fala sobre como determinar o valor da energia de ativa\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Catalisador Homog\u00eaneo e Catalisador Heterog\u00eaneo<\/h4>\n

O professor come\u00e7a a aula apresentando todos os tipos de catalisador e suas caracter\u00edsticas. Ele tamb\u00e9m aborda v\u00e1rios fatores relacionados aos processos catal\u00edticos, como o efeito da temperatura em uma cat\u00e1lise enzim\u00e1tica. Por fim, ele discute o estado f\u00edsico em que as rea\u00e7\u00f5es acontecem.<\/p>\n

Destacada a import\u00e2ncia dos catalisadores no dia a dia, percebe-se a import\u00e2ncia de realizar a manuten\u00e7\u00e3o adequada dos ve\u00edculos e outros equipamentos para reduzir o impacto ecol\u00f3gico. Aproveite para conferir a mat\u00e9ria sobre energia livre de Gibbs.<\/p>\n

Refer\u00eancias<\/h3>\n
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Chesmitry: the central science.<\/strong> Brown, Theodore L.; LeMay Jr., H. Eugene; Bursten, Bruce E. 12. e. Prentice Hall, 2012. p. 589-592.
Fundamentals of general, organic and biological chemistry.<\/strong> McMurry, J.; Ballantine, D.S.; Hoeger, C.A.; Peterson, V.E. 8. e. Pearson, 2018. p. 232-233.<\/p>\n<\/p><\/div>\n<\/p><\/div>\n