Cinética Química III - Catalisadores e inibidores

A Cinética Química estuda a velocidade das reações.

   Cinética Química

• I - Condições necessárias para ocorrência de uma reação
• II - Velocidade de uma reação e fatores que a influenciam
• III - Catalisadores e inibidores
• IV - Lei da ação das massas

   Catalisadores e inibidores são substâncias que atuam sobre uma reação modificando a energia necessária para que os reagentes atinjam o complexo ativado, logo, afetando sua velocidade.

Inibidores

   Os inibidores diminuem a velocidade de uma reação, pois aumentam a energia de ativação necessária para os reagentes se transformarem no complexo ativado.

   A ação principal dos inibidores é conservar produtos perecíveis, como alimentos e bebidas.

Catalisadores

   São substâncias que aumentam a velocidade de uma reação.

• Se a reação for reversível, o catalisador aumentará igualmente tanto a reação com os reagentes quanto a reação com os produtos.
• A ação catalítica só é possível se houver afinidade química entre os reagentes.
• O catalisador não sofre alteração permanente na sua massa. A massa de catalisador antes da reação é a mesma depois da reação.

   Os catalisadores podem ser divididos entre homogêneos e heterogêneos.

   Catalisadores homogêneos formam um sistema monofásico com os reagentes. Por exemplo, na reação a seguir:

   O dióxido de nitrogênio pode ser considerado um catalisador homogêneo, pois toda mistura de gases é homogênea. O dióxido de nitrogênio atua na reação formando com o dióxido de enxofre uma estrutura intermediária. 

   Desse modo, a reação será dividida em duas etapas, de modo que:

   Sendo dividida em duas etapas, a quantidade de energia necessária é menor, aumentando a velocidade da reação:

   Já os catalisadores heterogêneos formam sistemas polifásicos com os reagentes. Por exemplo, considere a mesma reação anterior, catalisada por pentóxido de divanádio (V₂O₅):

   Nesse caso, o pentóxido de divanádio atua adsorvendo (retendo outra substância em sua superfície, e não em seu interior como no caso de absorção) as moléculas dos reagentes. Isso enfraquece suas ligações, diminuindo a energia necessária para quebrá-las (energia de ativação), aumentando a velocidade da reação.

   Os catalisadores mais comuns são:

• Metais (especialmente de transição): Co, Ni, Pt, Pd...
• Óxidos metálicos: V₂O₅, Al₂O₃, Co₂O₃...
• Ácidos: catalisam muitas reações em química orgânica (H₃O⁺).
• Bases: também são catalisadores de muitas reações (OH⁻).
• Substâncias que se oxidam ou reduzem facilmente: NO, NO₂...