catalizadores en quimica organica

8/20/2019 Catalizadores en Quimica Organica

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Instituto Tecnológico de Culiacán

Tema “Catalizadores”

Alumno: Francisco Manuel

Campos Osuna

No: No para internet

Materia: Qumica orgánica

!ro"esor: Incognito



Catalizador

Un catalizador es una sustancia química, simple o compuesta, que modifica lavelocidad de una reacción química, interviniendo en ella pero sin llegar a formar

parte de los productos resultantes de la misma. Los catalizadores se caracterizancon arreglo a las dos variables principales que los definen: la fase activa y laselectividad.

La actividad y la selectividad, e incluso la vida misma del catalizador, depende

directamente de la fase activa utilizada, por lo que se distinguen dos grandes

subgrupos: los elementos y compuestos con propiedades de conductores

electrónicos y los compuestos que carecen de electrones libres y son, por lo tanto,

aislantes o dieléctricos.

Los catalizadores aceleran las reacciones químicas al donar protón o un par de

electrones, los cuales permiten que una reacción química determinada se lleve

con mayor facilidad y por lo tanto con mayor velocidad a través de un mecanismo

específico.

Todos los catalizadores, funcionan disminuyendo la energía de activación de una

reacción, de forma que se acelera sustancialmente la tasa de reacción. No alteran

el balance energético de las reacciones en que intervienen, ni modifican, por lo

tanto, el equilibrio de la reacción, pero consiguen acelerar el proceso incluso

millones de veces.

Una reacción que se produce bajo el control de un catalizador en general, alcanza

el equilibrio mucho más deprisa que la correspondiente reacción no catalizada.

Los catalizadores, no son consumidos por las reacciones que catalizan, ni alteran

su equilibrio químico.

El uso de catalizador ahorratiempo ya que tardaría mucho tiempo en llevarse a

cabo la reacción química, probablemente sin el uso de catalizadores cualquier

mecanismo disponible para una reacción específica tardaría miles de años sin

reaccionar o probablemente reaccionaria una cantidad insignificante de reactivos.



#as propiedades $ásicas %ue un catalizador de$e presentar para tener

una aplicación industrial son presentar para tener una aplicación

industrial son:

♦ Acti&idad ♦ 'electi&idad ♦ (sta$ilidad

Fase acti&a: (l compuesto )*o la "ase cristalográ+ca %ue presenta las

propiedades catalticas

#a selecti&idad representa cuanto del producto deseado se "orma

respecto al no deseado,

(n -./0 Ta)lor sugiere %ue una reacción cataltica no se presenta en

toda la super+cie de la "ase acti&a1 sino %ue 2nicamente en ciertos sitios

acti&os o centros acti&os,

3 'itio acti&o del catalizador: #ugar donde ocurre la reacción cataltica1puede &isualizarse como átomos no saturados %ue e4isten en los sólidos5

como son las orillas1 dislocaciones o irregularidades e4istentes en los

nano cristales de "ase acti&a

LosCatalizadores homogéneos,Son los catalizadores que se presentan en la reacción como reactivos. Estos secaracterizan porque influyen cambiando el mecanismo de la reacción, en pocaspalabras se pueden llegar a combinar con los reactivos para formar un intermedio!"nestable, dando lugar a los productos, pero el catalizador se genera al finalizar lareacción.

LosCatalizadores heterogéneos,Son los que se presentan en una fase distinta de los reactivos. Se caracterizan por poder absorber en sus superficies mol#culas de los reactivos, logrando una mayorconcentración y superficie de contacto entre las sustancias a reaccionar. $uandoya reaccionaron todos los reactivos, estos de%an la superficie del catalizador, y lassustancias que se desprenden ya son los productos.

Catalizador por medio de compuestos inorgánicos:Son catalizadores en los cuales, los cuales pueden estar formados por diversoselementos, m&s bien solo pos compuestos inorg&nicos, como catalizadorescom'nmente se utilizan metales u ó(idos de metales. $omo por e%emplo el )ierro,el platino, el níquel, el trió(ido de aluminio o el pentaó(ido de vanadio. E%emplosde $atalizadores "norg&nicos:*. +cido sulf'rico.



. -itrógeno.. /moniaco0. 1(ido2)idró(ido de calcio

Catalizador por medio de compuestos organometálicos

: "niciaremos definiendo que es un compuestoorganometalico. Un compuesto organometalico es el cual presenta un enlace entre un metal3)ablando de cualquier tipo de metal, puede ser de transición interna, alcalino yalcalinot#rreo en fin, cualquier elemento que presente las características de losmetales4 y un &tomo de carbono. Se debe tener en cuenta de que los compuestosbasados en cadenas y anillos, tienen$omo ingrediente principal! al carbono y reciben el nombre de 1rg&nicos, poresta 5azón, estos compuestos tienen como prefi%o 6rgano! y el Sufi%o 7et&lico !Es porque el carbono esta enlazado con un metal.

Este es un e%emplo de un compuesto organometalico a base de silicio se puedeobservan que est& unido a mol#culas de metil ya o(ígenos, esta se llamadimetildieto(isilano

, que es una mol#cula de organosilicioSi se desea dar nomenclatura a este tipo de compuestos, aquí est& una serie de

pasos para dar nomenclatura seg'n "U8/$:*4 Se debe de nombrar la cadenaorg&nica como si fuese un sustituyente, agreg&ndole el prefi%o de las veces que serepite el enlace con el metal, di 3dos4, tri 3tres4, tetra3cuatro4, etc.4

La cadena org&nica debe de llamarse como prefi%o y con sustituyente con terminación9ilo , propilo, metilo, isobutilo, etc.4 espu#s se le agrega la preposiciónal metal, en el que forma enlace04 Si se llega a presentar un )alógeno unidoal metal, se menciona al )alógeno primero y despu#s el metal, y de a)í seguir demanera cotidiana.

Los catalizadores organomet&licos permiten e%ercer un control preciso sobre laestructura, la morfología y las propiedades mec&nicas de estos polímeros, y porello est&n llamados a %ugar un papel importante en esta industria. En la actualidad,las aplicaciones industriales delos catalizadores )omog#neos de polimerización seencuentran limitadas casi e(clusivamente a los elementos del grupo 0 3;i y <r4,pero recientemente se )an descubierto otros basados en diversos elementos detransición 3por e%emplo $r, =e o -i4.



Catalizador con Biocatalizadores Un biocatalizador tiene como función de reducir la energía en una reacciónquímica 3lo cual lo )ace un catalizador com'n4, pudiendo influir en la velocidad dela reacción, de tal manera que la puede acelerar o la puede ir )aciendo m&s lenta.

Lo que distingue a esta clase de biocatalizadores, es que estos act'an en losseres vivos, cosa de que en los otros no. Este tipo de catalizadores, act'an enseres vivos, siendo un ser comple%o 3pluricelular4 o uno sencillo 3unicelular4.

!Se definen como proteínas que catalizan las5eacciones metabólicas!. Se dividen en enzimas y vitaminas

Enzimas,Se pueden definir con diferentes catalizadores biológicos de reacciones químicas

que se originan en los seres vivos. ;odas las enzimas conocidas son proteínas dealta capacidad de difusión de los organismos en medios líquidos. $on rarase(cepciones, son solubles en agua. Son proteínas, pero aparte pueden tener otroscomponentes no proteínicos, de tal manera que la enzima se puede diferenciar endos partes, en la apoenzima que proporciona la estructura espacial, y en el grupoprost#tico que viene siendo la parte no proteica y es lo que desarrolla la reaccióncat&lisis. Las enzimas tienen propiedades:

I.Las enzimas tienen las mismas propiedades que todas las proteínas 3que es ladesnaturalización, solubilidad, amortiguadora del p>, especificad de función y

gen#tica4 II.;ienen un grado de especificad que pueden ser sustrato 3grupo funcional4 y dereacción 3tipo de reacción4, y ambas pueden ser absolutas.

III.



-o se puede consumir enzimas durante el proceso de la reacción, por lo tanto unamol#cula puede actuar de manera repetida 3ba%a cantidad de enzimas4

• La apoenzima es una proteína sin actividad que constituye la )oloenzima o

enzima activa.

• Es la parte proteica de la enzima desprovista de los cofactores o gruposprosteicos que pueden ser necesarios para que la enzima sea funcionalmenteactiva.

• La apoenzima es catalíticamente inactiva.

• 8ara que la apoenzima pueda catalizar debe )aber una coenzima que

generalmente es un vitamina.

• ;iene en su mol#cula un centro activo, en donde se relaciona con el

sustrato, relación llave9candado

ada su composición, se pueden distinguir dos tipos de enzimas: 9Holoproteínas, cuyas mol#culas son secuencias de amino&cidos. Las proteínas son tan puracomo simples. Son comunes y pueden citar como e%emplo la ribonucleica y lalisozima?9

Heteroproteínas, que consisten en un componente proteico de la naturaleza 9 apoenzima 9 y otrasno9proteína 3grupo prost#tico4 se llama coenzima. La mayoría de las enzimas

tienen una estructura >eteroproteínas. ;anto la apoenzima y la coenzima, por sísolos, est&n inactivas. ;ienen que estar unidos por enlaces covalentes con laenzima se activa.

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