| La catálisis es el proceso a través del cual se incrementa la velocidad de una reacción química. El proceso de catálisis implica la presencia de una sustancia (catalizador) que, si bien es cierto, es parte del sistema en reacción, la misma se puede llevar a cabo sin la primera. |
Clasificación de la Catálisis:
La catálisis se clasifica en función de la naturaleza química del medio de la reacción. A partir del número de fases presentes y de la química implicada es posible agrupar de acuerdo a su aplicación:
El catalizador, por definición, no cambia su concentración durante la reacción de catálisis (la reacción intermedia que reduce la energía de activación. Sin embargo, es posible que sí participe en la reacción global, y se habla entonces de una reacción auto-catalítica. En biología, los catalizadores más importantes son las enzimas, biomoléculas responsables de regular la velocidad de un gran número de reacciones en los seres vivos, incluyendo todo el metabolismo.
Existen muchas reacciones catalizadas en fase homogénea (líquida y sólida). En general, cada una de ellas debe ser tratada por separado ya que no hay un mecanismo absolutamente general.
No obstante, existen grupos de reacciones que comparten muchas características, y que permiten hablar de algunos tipos de catálisis homogénea. Entre ellos está la catálisis ácido-base, y la catálisis enzimática.
A pesar de la diversidad de mecanismos que se pueden dar en el conjunto de las reacciones catalizadas, existen algunos elementos comunes que conviene tener en cuenta cuando se va a formular un posible mecanismo: el catalizador debe formar algún tipo de compuesto intermedio con alguno de los reactivos, de forma que las etapas iniciales del mecanismo deben corresponder a la formación de estos intermedios. La descomposición de los compuestos intermedios, a su vez, dará lugar a la formación de los productos y regeneración del catalizador, constituyendo las etapas finales. Todas las reacciones catalizadas, en general, participan de este esquema simple, incluyendo aquellas que se catalizan en fase heterogénea.
El conjunto de etapas elementales que constituye el mecanismo se podrá simplificar, en general, aplicando una de las dos aproximaciones habituales en cinética: la aproximación de la etapa limitante, y la aproximación del estado estacionario. En el primer caso se supondrá que alguna ó algunas de las etapas iniciales de formación de complejos catalizador-reactivo serán etapas de equilibrio rápido, mientras que la velocidad de la reacción estará controlada por la velocidad de la reacción que se considere más lenta, y que será alguna ó algunas de las etapas de descomposición de los complejos anteriores, en las que se formarán los productos, mientras se regenera el catalizador.
En el segundo caso, la aproximación del estado estacionario consiste en suponer que los compuestos intermedios reactivo-catalizador son muy reactivos, de forma que las etapas de descomposición para regenerar el catalizador son tan rápidas que la concentración de estos complejos intermedios es muy baja a lo largo de la reacción, y por tanto su concentración prácticamente constante. En ambos casos se ha de procurar que la ecuación diferencial última en que se simplifica el conjunto de ecuaciones diferenciales que constituye el mecanismo, incluya la concentración total de catalizador que se utiliza, de forma que se facilite el trabajo experimental de comprobación de la ecuación.
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