Catalizzatore
Viene chiamata catalizzatore una sostanza in grado di aumentare la velocità di una reazione chimica apparentemente senza parteciparvi, dato che al termine della reazione la si ritrova inalterata.
L'effetto può essere tale da rendere possibili reazioni che in assenza del catalizzatore, in pratica, non avvengono affatto.
I catalizzatori rendono possibili reazioni più veloci - o altrettanto veloci, ma in condizioni meno drastiche - inducendo cambiamenti nella struttura chimica dei reagenti che si riflettono in un abbassamento dell'energia di attivazione della reazione. Abbassare l'energia di attivazione, significa rendere accessibile la reazione ad un numero maggiore di molecole. L'attività di un catalizzatore consiste quindi nel diminuire la quantità di energia che una reazione richiede per compiersi.
I catalizzatori si dividono principalmente in eterogenei ed omogenei. I primi hanno fase diversa dai reagenti che partecipano alla reazione (ad esempio, polveri di metalli - solide - usate per l'idrogenazione degli alcheni - gas e liquidi); i secondi invece hanno fase uguale e formano un tutt'uno omogeneo con la reazione (ad esempio, le basi usate nell'idrolisi degli esteri).
Un catalizzatore eterogeneo generalmente agisce indebolendo i legami del reagente che viene adsorbito su di esso, esponendoli all'attacco dell'altro reagente. Se l'adsorbimento del prodotto di reazione sul catalizzatore è meno forte, il prodotto di reazione se ne allontana liberando il sito per un'altra molecola di reagente.
Un catalizzatore omogeneo generalmente reagisce formando un composto intermedio con uno dei reagenti, tale intermedio non viene isolato, ma reagisce col secondo reagente, ripristinando il catalizzatore che può legarsi nuovamente col primo reagente:
A + cat → [A-cat]
[A-cat] + B → P + cat
Rientrano della categoria dei catalizzatori anche gli enzimi, proteine specializzate nella catalisi di reazioni molto specifiche.
Tra i catalizzatori più noti vi sono quelli di Ziegler-Natta, che valsero un premio Nobel agli scopritori, usati per la polimerizzazione stereochimica del polipropilene. Altro catalizzatore ben noto è quello del processo Haber di sintesi dell'ammoniaca, che altro non è che ferro.
I catalizzatori usati nei tubi di scarico delle automobili, che promuovono la combustione dei residui della benzina ad anidride carbonica ed acqua, sono spugne di platino e rodio.
Catalizzatori dall'effetto negativo, cioè che rallentano una reazione, sono generalmente chiamati inibitori.
I catalizzatori possono perdere la loro efficacia se esposti a determinate sostanze; in questo caso si dice che vengono avvelenati. Un esempio di veleno sono il piombo e lo zolfo per i catalizzatori dei tubi di scarico delle automobili, per questo questi due elementi hanno dovuto essere eliminati dalle benzine in commercio dopo l'introduzione delle cosiddette "marmitte catalitiche".
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