Catalizadores

un catalizador es una sustancia que aumenta la velocidad de una reacción pero no se consume echemos un vistazo a la descomposición del peróxido de hidrógeno el h2o 2 se descompone en agua y oxígeno esta reacción puede ocurrir a temperatura ambiente sin embargo es muy lenta y para acelerarla necesitamos agregar un catalizador que en este caso es una fuente de iones yoduro podemos usar yoduro de potasio o yoduro de sodio entonces si agregamos una fuente de iones yoduro como catalizador eso incrementa la velocidad de reacción analicemos el mecanismo para esta reacción usando el ión yoduro como catalizador en el primer paso tenemos h2o2 y el catalizador para producir una unión hipólito como intermediario este es nuestro intermediario y también sabemos que este paso es el más lento ahora en el segundo paso del mecanismo tenemos otra molécula de peróxido de hidrógeno que reacciona con el intermediario para formar oxígeno este paso es muy rápido recuerde un posible mecanismo debe de tener pasos elementales que al final se puedan juntar para formar la reacción general entonces vamos a ver si juntamos todos los reactivos nos queda h2o2 más y menos más otro h 22 más o menos que producen ahora juntemos todos los productos tenemos h2o más o menos más h 2 o más o dos más y menos observen que podemos cancelar el yoduro porque lo tenemos en los dos lados eso tiene sentido porque es nuestro catalizador solamente nos ayuda a acelerar la reacción pero no se consume observen que lo usamos en el primer paso pero se regenera en el segundo así que al final el catalizador no se consume ahora vamos con el intermediario nuestro año ni pollito se encuentra de los dos lados se cancela observen que el intermediario se produce en el primer paso pero después se consume en el segundo y que nos queda bueno en los reactivos nos quedan dos moléculas de h2o 2 h 22 y en los productos tenemos dos moléculas de agua 2 h2o y una de oxígeno o 2 esta es la reacción general que teníamos al inicio ahora también necesitamos que la ley de velocidad coincida con la ley de velocidad obtenida experimentalmente como vimos en el vídeo anterior primero necesitamos identificar el paso determinante de la velocidad recuerden que el paso determinante es el paso más lento del mecanismo así que el paso 1 es nuestro paso determinante de la velocidad de reacción y podemos escribir la ley de velocidad a partir de este paso que sabemos es una reacción elemental y molecular entonces la velocidad es igual a la constante de velocidad que para esta reacción la concentración de h2o 2 que como tiene un coeficiente de 1 y esta es una reacción elemental lo podemos usar como exponente así que nos queda a la primera potencia por la concentración de lyon yoduro que también tiene un coeficiente de 1 así que lo ponemos como exponente esta es la ley de velocidad tomando como referencia el paso determinante y coincide con la que se obtuvo experimentalmente para la reacción general entonces este es un posible mecanismo para la descomposición del peróxido de hidrógeno veamos como es que el catalizador nos ayuda a incrementar la velocidad de una reacción aquí tenemos el perfil de energía para la reacción sin catalizador el peróxido se descompone en agua y oxígeno entonces empezamos con una cierta para los reactivos y ya sabemos que en este punto tenemos el estado de transición la diferencia entre estos dos puntos corresponde a la energía de activación todo esto representa la energía de activación para la reacción sin catalizador pero cuando agregamos una fuente de iones yoduro como catalizador esto nos permite obtener un mecanismo de baja energía que además ocurre en dos pasos la energía de los reactivos permanece igual pero la energía de activación disminuye así es como se ve el perfil de energía cuando agregamos un catalizador entonces este es el estado de transición para el primer paso del mecanismo y observen que la energía de activación es menor a la que teníamos originalmente como vimos en los vídeos anteriores si disminuye la energía de activación menta la velocidad de reacción entonces esto es lo que hace un catalizador este punto de aquí representa la energía de los intermediarios que en este caso es el año y pollo dicto y después tenemos una segunda energía de activación que corresponde al segundo paso del mecanismo esta corresponde al primer paso y esta es la energía de activación del segundo paso 2 así que la energía de activación del primer paso es un poco mayor debido a que es el paso determinante y observen que el catalizador no afecta la energía de los reactivos ni la de los productos solamente disminuye la energía de activación aumentando así la velocidad de reacción