Para entender el funcionamiento y la utilidad de los catalizadores, primero es necesario conocer cómo funcionan las reacciones químicas, cuáles son sus componentes, cuáles son sus exigencias y su importancia en la industria.
¿Qué son?
Todos los objetos, naturales o artificiales, incluyendo los seres humanos, están formados por átomos, que se unen a otros átomos y forman moléculas. Para ello pueden utilizar diferentes tipos de enlaces químicos. Y es precisamente en estas uniones donde encontramos la clave de las reacciones químicas.
Estos fenómenos provocan que los enlaces químicos entre átomos se rompan y reorganicen, dando lugar a sustancias diferentes. Si miras a tu alrededor, te darás cuenta de que este tipo de reacciones químicas están ocurriendo constantemente. Sin ir más lejos, cuando respiramos o nos alimentamos proveemos a nuestras células de elementos químicos que ellas transforman en energía (y otros elementos) mediante una reacción química.
Por lo tanto, una reacción química es el proceso por el cual los enlaces químicos entre átomos se rompen y se forman nuevos enlaces. En este proceso intervienen dos tipos de sustancias: las que tenemos inicialmente y conocemos como reactivos y las que se obtienen después de la reacción química, llamadas productos.
¿Cómo se producen?
Continuamente los átomos están tratando de alcanzar el estado más estable posible, es decir, el que requiera menos energía. Para lograrlo interactúan con otros átomos, intercambiando o compartiendo electrones mediante enlaces químicos. Por esta razón, en una reacción química los átomos no cambian. Solo cambian los tipos de enlaces químicos que los unen. Además, para que ocurra una reacción química los reactivos deben chocar, ya que la energía es necesaria para romper los enlaces químicos entre átomos.
Reacciones químicas más comunes en la industria
En la industria que usa la química, no solo se usa un elemento para un determinado material sino que usan aleaciones, combinaciones y reacciones; y a partir de aquí se establecieron estas aleaciones, combinaciones y reacciones con nombres propios para utilización de específicos materiales.
Uno de las reacciones químicas más importantes y o combinaciones de elementos que dan unas reacciones son:
CALCANTITA→ Cu + S04 →→ CuSO4
La calcantita se utiliza en las industrias cual objetivo es el tratamiento de aguas servidas, y también en la fabricación de alimentos para animales.
ACERO Fe203 +3CO2Fe + 3CO2
El acero en la industria es muy importante ya que a comparación del hierro este material es muy resistente y es usado en las industrias que producen herramientas, motores, etc.
GLICERINA CH-(CH2)n-COO-CH2-R+ NaOH - CH3-(CH2)n-COONa+ HO-CH2-R
La glicerina (CH3-(CH2) n-COONa) se usa en las industrias de fabricación de jabones o productos de limpieza al ver esta reacción por medio de una reacción de saponificación podemos observar que se produce también alcohol (HO-CH2-R) ya que el alcohol actúa como desinfectante para ese uso.
ÁCIDO FOSFÓRICO P205+ H2O→→→H3PO4 1
Este compuesto es utilizado en diversos sectores: alimentario, cerámica, piensos, detergencia, tratamiento de aguas.
ÁCIDO TARTÁRICO→→ C4H606
El ácido tartárico es un acidificante y conservante natural, También se utiliza en fotografía y barnices y una variante conocida como sal de Rochelle (tartrato de sodio y potasio) constituye un suave laxante.
BICARBONATO AMÓNICO → CO2 + NH3 + H2O (NH4) HCO3
Bicarbonato amónico alimentario también conocido como Carbonato ácido de amonio es un polvo blanco soluble en agua e insoluble en etanol, metanol, acetona y se caracteriza por su capacidad, estabilizante y reguladora del pH.
ÁCIDO CITRICO C6H807
El ácido cítrico es utilizado como saborizante, regulador del pH, acidulante, antioxidante. El Ácido cítrico es un buen conservante y antioxidante natural que se usa industrialmente como aditivo en el envasado de muchos alimentos como las conservas de vegetales enlatadas.
Energía de activación
La energía de activación (Ea) se define como la mínima energía necesaria para que una reacción química se pueda llevar a cabo. En otras palabras, es la barrera energética que se debe superar para que los reactivos puedan convertirse en productos. Sabemos que para que dos átomos o moléculas puedan reaccionar, primero deben colisionar. Además, deben hacerlo con la orientación adecuada para que se puedan formar los enlaces químicos nuevos y se puedan romper los viejos.
Sin embargo, aun si las dos moléculas se dirigen la una hacia la otra con la orientación perfecta, esto no asegura que se dé una colisión efectiva, debido a la repulsión entre los electrones de la superficie de las moléculas.
Por esta razón, es necesario que, además de una correcta orientación, las moléculas también viajen con cierta velocidad o con cierta energía cinética mínima que asegure que la colisión sea lo suficientemente fuerte como para contrarrestar la repulsión de los electrones.
Esta energía cinética mínima necesaria a nivel microscópico, es la que se traduce en la energía de activación de la reacción.
Presione aquí para conocer cómo se calcula la energía de activación
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