20 Ejemplos de
Catalizadores (y sus funciones)

Por catalizador se entiende una sustancia o elemento, tanto simple como compuesto, que juega un rol acelerador en una reacción química determinada, acortando los tiempos en que ocurre pero sin alterar en absoluto el producto final y sin perder tampoco su propia masa en el proceso (cosa que sí ocurre en los reactivos). Por ejemplo: enzimas, luz UV, zinc, cobalto.

A dicho proceso de aceleración de una reacción química se le denomina “catálisis”. Y a los elementos o sustancias que inhiben la catálisis, se los conoce como inhibidores. Muchas reacciones químicas necesitan un catalizador adecuado dependiendo de si se quiere aumentar o disminuir la velocidad a la que ocurren. En este sentido, la catálisis puede ser positiva (aumenta la velocidad de la reacción) o negativa (disminuye la velocidad de la reacción).

La investigación en catálisis y producción de agentes catalíticos es un campo prolífico de la industria química y biológica, ya que permiten acelerar reacciones simplemente con la añadidura oportuna del catalizador adecuado.

Ejemplos de catalizador (y su función)

1. Enzimas. Son sustancias segregadas biológica y naturalmente por el cuerpo de los seres vivos. Las enzimas cumplen un rol catalítico muy importante, ya que aceleran procesos químicos vitales que de ocurrir por su cuenta requerirían temperaturas a menudo incompatibles con la vida. La pepsina y la tripsina, por ejemplo, intervienen en la descomposición de las carnes, acelerando una digestión que de otra forma tomaría mucho más tiempo y esfuerzo.
2. Luz UV. La luz ultravioleta, junto con un catalizador, permite la fotocatálisis: la aceleración de una reacción química por obra de un catalizador activado por la energía lumínica de la ultravioleta. El ozono y los óxidos de metales de transición son fotocatalizadores comunes.
3. Catalizadores de paladio. Incorporado a los sistemas de automóviles que usan gasolina sin plomo, estos aparatos contienen paladio o platino en pequeñas partículas en un recipiente que se adhiere a los escapes de los automóviles. Estos metales actúan como catalizadores en el proceso de atenuación del monóxido de carbono y otros gases tóxicos de la combustión, y permiten reducirlos a vapor de agua u otras sustancias menos peligrosas en tiempo récord.
4. Cloruro de aluminio. Este catalizador se emplea en la industria petroquímica para obtener resinas sintéticas o sustancias lubricantes, sin alterar la delicada naturaleza de los hidrocarburos en cuestión, ya que posee propiedades ácidas y básicas al mismo tiempo (es anfótera).
5. Derivados del flúor. Aceleran la descomposición del ozono (O3 → O + O2), que es normalmente una reacción bastante lenta. He allí el problema de los aerosoles y refrigerantes que liberan CFC a la atmósfera: diluyen la capa de ozono.
6. Sustancias ácidas. Los protones liberados por la mayoría de las sustancias ácidas pueden jugar el papel de catalizadores en determinadas reacciones químicas, como la hidrólisis (ruptura de los ésteres para formar ácidos carboxílicos y alcoholes) de ésteres (derivados orgánicos del petróleo).
7. El zinc. Es un común catalizador en la constitución de cicloalcanos (hidrocarburos saturados) empleados en la perfumería, la industria petrolera y otros.
8. Dióxido de manganeso (MnO2). Este compuesto es un catalizador frecuente para acelerar la descomposición del peróxido de hidrógeno o agua oxigenada (2H2O2 → 2H2O + O2).
9. El hierro (III). Este metal se emplea como catalizador en el proceso de Haber-Bosch para la obtención de amoníaco a partir de hidrógeno y nitrógeno.
10. Pentóxido de vanadio (V2O5). Es un compuesto altamente tóxico que al calentarse pierde oxígeno reversiblemente. Por eso es empleado como catalizador en la obtención de ácido sulfúrico a partir de dióxido de azufre (SO2).
11. Titanio. Mezclado con aluminio, se emplea en el proceso de polimerización de Ziegler-Natta para acelerar la obtención de polietileno de alta densidad (HDPE), empleado para fabricar envases y tapas de botellas plásticas.
12. Níquel. Finamente dividido, se emplea en la hidrogenación de aceites vegetales a través de la cual se obtiene la margarina: las grasas insaturadas se vuelven saturadas mediante el bombardeo de hidrógeno y dicho metal acelera este proceso.
13. Dióxido de silicio o sílice (SO2). Es uno de los catalizadores más empleados en el proceso de craqueo catalítico del petróleo, sumada a la alta presión y temperaturas. El cracking consiste en la obtención de sustancias más sencillas a partir de un hidrocarburo complejo.
14. Cobalto (Co) y molibdeno (Mo). Son sustancias empleadas sobre alúmina en el proceso de reformado catalítico del petróleo, en el que se separa a la nafta pesada del azufre y el nitrógeno, para incrementar su octanaje.
15. Permanganato potásico (KMnO4). Se emplea como catalizador de la reacción química que transforma los alquenos (hidrocarburos insaturados u olefinas) en dioles.
16. Platino. Este metal se utiliza como catalizador en ciertas reacciones de obtención de derivados del benceno, como el ciclohexano, indispensable en la fabricación del nylon.
17. Oro. Investigaciones recientes acusan la eficacia del oro como nanocatalizador, es decir, cuando se halla en agrupaciones atómicas de entre ocho y dos docenas de átomos.
18. Ácido cítrico. El ácido contenido en el limón u otros frutos cítricos permite enlentecer (catálisis negativa) el proceso de oxidación de materia orgánica. Esto puede comprobarse con un trozo de manzana.
19. Plata. La plata policristalina y la plata nanoporosa en experimentos de electrocatálisis son efectivos aceleradores de los procesos de reducción del dióxido de carbono (CO2), que permiten la obtención eficiente de productos químicos útiles.

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