Page 631 - Quimica - Undécima Edición

13.6 Catálisis 601

En otro caso, los químicos quisieron saber cuál enlace COO se rompe durante la
reacción entre el acetato de metilo y el agua, con el fi n de entender mejor el mecanismo
de la reacción

O O
B B
CH 3 OCOOOCH 3 H 2 O 8888n CH 3 OCOOH CH 3 OH
acetato de metilo ácido acético metanol
Las dos posibilidades son

O O
B B
CH 3 OCOOOCH 3 CH 3 OCOOOCH 3
†
†
a) b)
Para distinguir entre los esquemas a) y b), los químicos utilizaron agua que contenía el
isótopo de oxígeno-18, en vez del agua común (que contiene el isótopo oxígeno-16).
Cuando se utilizó agua con oxígeno-18, sólo el ácido acético formado contenía oxíge-
no-18:
O
B 18
CH 3 OCO OOH
Por lo tanto, la reacción debe haber ocurrido a través del esquema de ruptura de a), ya
que el producto formado mediante el esquema b) retendría los dos átomos de oxígeno
originales.
Otro ejemplo lo constituye la fotosíntesis , el proceso mediante el cual las plantas
verdes producen glucosa a partir de dióxido de carbono y agua

6CO 2 1 6H 2 O ¡ C 6 H 12 O 6 1 6O 2
Una pregunta que surgió en los estudios iniciales de la fotosíntesis fue si el oxígeno mo-
lecular provenía del agua, del dióxido de carbono, o de ambos. Al utilizar agua que con-
tenía el isótopo oxígeno-18 se demostró que el oxígeno liberado provenía del agua y no
18
del dióxido de carbono, ya que el O 2 contenía sólo isótopos de O. Este resultado con-
fi rmó el mecanismo de que las moléculas de agua “se rompen” por acción de la luz:

1
2H 2 O 1 hv ¡ O 2 1 4H 1 4e 2
donde hv representa la energía de un fotón . Los fotones y los electrones se utilizan para
que se lleven a cabo reacciones que son desfavorables energéticamente, pero que son
necesarias para el crecimiento y las funciones de las plantas.
Estos ejemplos proporcionan cierta idea de cómo los químicos deben tener inventiva
para estudiar los mecanismos de reacción. Sin embargo, para reacciones complejas es
casi imposible probar el hecho de que un mecanismo en particular sea el único.

13.6 Catálisis

Animación
Como vimos antes, en la descomposición del peróxido de hidrógeno la rapidez de reacción Catálisis
2
depende de la concentración de iones yoduro I a pesar de que no aparecen en la ecuación
2
global. Se mencionó que el I actúa como catalizador para la reacción. Un catalizador es
Un incremento en la temperatura tam-
una sustancia que aumenta la rapidez de una reacción mediante la disminución de la
bién aumenta la rapidez de la reacción.
energía de activación. Lo hace mediante una trayectoria alternativa de una reacción. El Sin embargo, a mayor temperatura los
catalizador puede reaccionar para formar un intermediario con el reactivo, pero se rege- productos formados pueden experi-
mentar otras reacciones y, por lo tanto,
nera en alguna de las etapas subsiguientes, por lo que no se consume en la reacción.
reducir el rendimiento.