Catálisis en la industria

• Este artículo trata sobre la Catálisis en la industria.
• En primer lugar, es muy importante que veamos el concepto de Catálisis.
• Posteriormente, entenderemos para qué sirven los catalizadores y cuáles son los tipos de catalizadores que existen.
• Para practicar, estudiaremos algunos ejemplos de reacciones químicas a nivel industrial.
• Luego, analizaremos el proceso de Haber-Bosch, que es fundamental en la industria.
• Para terminar, veremos qué es el proceso Monsanto.

¿Qué es la catálisis?

La catálisis es muy relevante en diversos procesos químicos, empezando por algunas reacciones que ocurren en el cuerpo humano. También son muy importantes en la industria.

¿Para qué sirven los catalizadores?

Los catalizadores son esenciales en la industria: ayudan a acelerar la Velocidad de Reacción y a reducir la energía de activación.

Cuando los catalizadores intervienen en un proceso químico, la reacción produce la misma cantidad de catalizador que se añadió al principio de la reacción. Los metales de transición son excelentes catalizadores, debido a sus estados de oxidación variables. En algunos casos, adsorben sustancias en su superficie y las activan.

Ahora, ya sabes lo que hacen los catalizadores. Pero, ¿cómo funcionan? Los catalizadores aumentan la velocidad de una reacción, reduciendo la energía de activación necesaria para que se produzca con éxito un paso elemental de la reacción. Cuando esto ocurre, se crea una nueva vía de reacción (o vía alternativa) debido a la formación de un nuevo intermediario de reacción.

Catalizadores heterogéneos

Un catalizador heterogéneo se encuentra en una fase distinta a la de los reactivos, y la reacción se produce en los puntos activos de la superficie. En general, la mayoría de los catalizadores heterogéneos están en fase sólida y no se consumen en la reacción. En la catálisis heterogénea, al menos uno de los reactivos se adsorbe en los puntos activos de la superficie del catalizador.

En un catalizador, un reactivo gaseoso pasa sobre un catalizador sólido. Los metales de transición son catalizadores sólidos muy populares. Los procesos Haber y Contact utilizan catalizadores de metales de transición para aumentar la Velocidad de Reacción. ¿Cómo lo consiguen? Descúbrelo a continuación.

Catalizadores homogéneos

1. El hidrógeno y el nitrógeno se bombean a un compresor, a través de tuberías.

2. La mezcla de hidrógeno y nitrógeno se comprime dentro del compresor a una presión de 200 atm y una temperatura de 450 °C.

3. Los Gases se bombean a un reactor que contiene un catalizador de hierro.

4. Los Gases se enfrían en el tanque de enfriamiento y el amoníaco se licua y se separa.

5. El nitrógeno y el hidrógeno que no han reaccionado se reciclan y vuelven al reactor, para que no se desperdicien.

Puedes observar que, en el paso 3, se introduce un catalizador; gracias a él, los gases reaccionan entre sí a una velocidad enorme.

Proceso Monsanto

En primer lugar, analicemos qué es el proceso Monsanto: