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606 CAPÍTULO 13 Cinética química
Sin embargo, la reacción puede ser catalizada por un ácido. En presencia de ácido clor-
hídrico, la rapidez es mayor y la ley de rapidez está dada por
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rapidez 5 k c [CH 3 COOC 2 H 5 ][H ]
Observe que debido a que k c . k, la rapidez está determinada sólo por la fracción de la
reacción que está catalizada.
La catálisis homogénea también puede llevarse a cabo en fase gaseosa . Un ejemplo
conocido de reacciones catalizadas en fase gaseosa es el proceso en una cámara de plo-
mo que durante muchos años fue el método más importante para la manufactura de
ácido sulfúrico. Utilizando azufre como materia prima, se esperaría que la producción
de ácido sulfúrico ocurriera según las siguientes etapas:
( S s) 1 O 2 (g) ¡ SO 2 (g)
2 S O 2 (g) 1 O 2 (g) ¡ 2SO 3 (g)
H 2 O(l) 1 SO 3 (g) ¡ H 2 SO 4 (ac)
Sin embargo, en realidad el dióxido de azufre no se convierte directamente en trióxido de
azufre; la oxidación resulta más efi ciente cuando se lleva a cabo en presencia del catali-
zador dióxido de nitrógeno:
2 S O 2 (g) 1 2NO 2 (g) ¡ 2SO 3 (g) 1 2NO(g)
2 N O (g) 1 O 2 (g) ¡ 2NO 2 (g)
Reacción global: 2 S O 2 (g) 1 O 2 (g) ¡ 2SO 3 (g)
Observe que no existe pérdida neta de NO 2 en la reacción global, por lo que el NO 2
cumple con los requisitos de ser un catalizador.
En años recientes, los químicos han dedicado gran esfuerzo en el desarrollo de una
clase de compuestos metálicos que sirvan como catalizadores homogéneos. Estos com-
puestos son solubles en varios disolventes orgánicos, por lo tanto, son capaces de catalizar
reacciones en la misma fase en la que están disueltos los reactivos. Muchos de los proce-
sos que catalizan son orgánicos. Por ejemplo, un compuesto de rodio, de color rojo vio-
leta, [(C 6 H 5 ) 3 P] 3 RhCl, cataliza la conversión de un doble enlace carbono-carbono a un
Esta reacción es importante en la in- enlace sencillo, como sigue:
dustria de los alimentos. Convierte las
“grasas insaturadas ” (compuestos que
A A A A
contienen muchos enlaces CPC) en
“grasas saturadas ” (compuestos que CPC H 2 88n OCOCO
A A A A
contienen pocos o ningún enlace H H
CPC).
La catálisis homogénea tiene algunas ventajas sobre la catálisis heterogénea. Por una
parte, las reacciones pueden llevarse a cabo en condiciones atmosféricas, lo que reduce
los costos de producción y minimiza la descomposición de productos a altas temperaturas.
Además, los catalizadores homogéneos pueden diseñarse para funcionar selectivamente
para un tipo de reacción en particular y son más baratos que los metales preciosos (pla-
tino y oro, por ejemplo), que se utilizan en la catálisis heterogénea.
Catálisis enzimática
De todos los procesos complicados que han evolucionado en los sistemas vivos, el más
sorprendente, y al mismo tiempo esencial, es la catálisis enzimática . Las enzimas son
catalizadores biológicos . Lo más asombroso de las enzimas no sólo es que pueden au-
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mentar la rapidez de las reacciones bioquímicas por factores que van de 10 a 10 , sino
que también son altamente específi cas. Una enzima actúa sólo sobre determinadas molé-
culas, llamadas sustratos (es decir, reactivos), mientras que deja el resto del sistema sin
afectar. Se ha calculado que una célula viva promedio puede contener alrededor de 3 000