Page 635 - Quimica - Undécima Edición

13.6 Catálisis 605

Figura 13.26 Convertidor
catalítico de dos etapas para
Colector de gases automóviles.

Tubo de escape
Salida del tubo
de escape

Compresor de aire:
fuente secundaria de aire Convertidores catalíticos

Cuando se libera a la atmósfera, el NO se combina rápidamente con el O 2 para formar
NO 2 . El dióxido de nitrógeno y otros gases emitidos por los automóviles, como monóxi-
do de carbono (CO) y varios hidrocarburos que no se quemaron, hacen de las emisiones
de un automóvil una fuente importante de contaminación del aire.
La mayor parte de los automóviles nuevos están equipados con convertidores catalí-
ticos (fi gura 13.26). Un convertidor catalítico efi ciente tiene dos propósitos: oxidar el CO
y los hidrocarburos que no se quemaron hasta CO 2 y H 2 O y reducir el NO y el NO 2 a N 2
y O 2 . Los gases calientes de emisión, a los que se les inyecta aire, pasan a través de la
primera cámara de un convertidor para acelerar la combustión completa de los hidrocar-
buros y disminuir la emisión de CO. (En la fi gura 13.27 se muestra un corte transversal
de un convertidor catalítico.) Sin embargo, debido a que las altas temperaturas aumentan
la producción de NO, se requiere una segunda cámara que contiene un catalizador dife-
rente (un metal de transición o un óxido de un metal de transición, como CuO o Cr 2 O 3 )
que, trabajando a menor temperatura, disocia el NO en N 2 y O 2 antes de que los gases
sean expulsados por el escape.

Catálisis homogénea
En la catálisis homogénea los reactivos y el catalizador están dispersos en una sola fase,
generalmente líquida. La catálisis ácida y la básica constituyen los tipos más importantes
de catálisis homogénea en disolución líquida . Por ejemplo, la reacción de acetato de etilo
con agua para formar ácido acético y etanol ocurre en forma demasiado lenta para ser
medida.
O O
B B
CH 3 OCOOOC 2 H 5 H 2 O 88n CH 3 OCOOH C 2 H 5 OH
acetato de etilo ácido acético etanol

En ausencia del catalizador, la ley de rapidez está dada por
Ésta es una reacción de seudoprimer
rapidez 5 k[CH 3 COOC 2 H 5 ] orden analizada antes.

Figura 13.27 Vista transversal
de un convertidor catalítico. Los
lechos contienen platino, paladio y
rodio, que catalizan la conversión
de CO e hidrocarburos en dióxido
de carbono y agua.