Catalizadores en los automóviles

Grupo Lentiscal
Procesos Redox
CATALIZADORES. EL CONVERTIDOR CATALÍTICO
Los catalizadores son sustancias que varían la velocidad de una reacción química sin consumirse en la
misma. Una vez se ha producido la reacción química, el catalizador se recupera inalterado. Por tanto,
el catalizador no perturba los procesos que suponen situaciones de equilibrio químico. Únicamente
hace variar la velocidad a la que el equilibrio se alcanza.
En muchos procesos químicos interesa aumentar la velocidad de reacción, lo cual se consigue, entre
otras
formas,
empleando
un Reacción
Proceso
Catalizador
catalizador adecuado. En diferentes
industrial
Haber Bosch
reacciones químicas juega un papel 2 N2 (g) + 3 H2 (g) ' 2 NH3 (g)
Fe; Al2O3
Obtención
CaO
determinante
el
catalizador
amoniaco
empleado. Por ejemplo, muchos 4NH3 (g) + 5 O2 (g) t 4 NO(g) + 6 H2O (g) Ostwald
Pt – Rh
procesos industriales -como la
Obtención del
Ác. nítrico
síntesis del amoniaco, del ácido
2
SO
(g)
+
O
(g)
t
2
SO
(g)
Método d e
2
2
3
V2O5
nítrico, del ácido sulfúrico y de
contacto.
diferentes compuestos orgánicos,
Ác. Sulfúrico
no serían rentables debido a la CH2 = CH2 + H2 t CH3 - CH3
Hidrogenación
Ni
lentitud con la que se producen las
de aceites
vegetales
reacciones correspondientes en
ausencia
de
un
catalizador
específico.
El químico alemán F.W Ostwald recibió el premio Nobel de Química en el año 1909 por sus trabajos
sobre catálisis. Este científico señaló la relación existente entre la disminución de la energía de
activación y la velocidad del proceso químico. Básicamente, un
catalizador rebaja la energía de activación del proceso
químico sobre el que actúa. Se permite de esta forma la
reacción a un mayor número de moléculas, lo cual facilita tanto
la reacción directa como la inversa. Por tanto, la situación de
equilibrio se alcanza en un tiempo menor, pero las
concentraciones de ese estado son idénticas a las que
corresponderían a la reacción sin presencia de catalizador. Por
ello, debemos insistir en señalar que los catalizadores no
perturban los equilibrios químicos. El catalizador permite que
aumente el número de choques efectivos en moléculas.
Una de las aplicaciones más populares de los catalizadores supone su utilización en los tubos de
escape de los automóviles. La mezcla gaseosa que expulsan estos vehículos contiene, además de
N2(g), CO2(g) y H2O(g), otras sustancias contaminantes, entre las que se encuentran: algo de
combustible sin quemar, CO(g) y óxidos de nitrógeno (que designaremos como NOX). Los
catalizadores empleados (metales nobles y caros como Pt, Pd y Rh) consiguen la combustión rápida
de los hidrocarburos todavía no quemados y aceleran la conversión del monóxido de carbono en
dióxido de carbono y de los óxidos de nitrógeno en nitrógeno.
Un problema de estos catalizadores es que pueden envenenarse o inactivarse. El plomo es un veneno
muy intenso para los catalizadores de los tubos de escape.
Por ello, los vehículos actuales van equipados con motores
que utilizan gasolina sin plomo. Una ventaja adicional de este
combustible supone la reducción de la contaminación
atmosférica debido a la presencia de este metal en la misma.
Gases tóxicos a la entrada de un tubo de escape y gases que
salen debido a la presencia de un catalizador
A.1 Indica que es un catalizador, pon algunos ejemplos y explica como actúan.
A.2 Cita ejemplos de catalizadores que sean necesarios para algunos procesos industriales
A.3 Cita ejemplos de catalizadores necesarios para la vida y señala la importancia de los procesos
en los que intervienen.