catalizador

Un catalizador es una sustancia que aumenta la velocidad de una reacción química sin consumirse de forma permanente durante el proceso. Al finalizar la reacción, el catalizador permanece en su estado original y puede participar en ciclos repetidos. Los catalizadores trabajan reduciendo la energía de activación necesaria para que ocurra la reacción o proporcionando una vía alternativa para la transformación de los reactivos.

Existen varias clases. En la catálisis homogénea, el catalizador está en la misma fase que los reactivos, por lo general en solución. En la catálisis heterogénea, el catalizador es una fase distinta, típicamente un sólido sobre el que ocurren las reacciones en superficie. En bioquímica, las enzimas actúan como biocatalizadores, aumentando muy significativamente la velocidad de reacciones biológicas bajo condiciones suaves.

Entre los ejemplos destacan el hierro utilizado en la síntesis de amoníaco (proceso de Haber), y los metales platino, paladio o níquel en diversas reacciones de hidrogenación o deshidrogenación. Las zeolitas y otros catalizadores basados en materiales porosos son comunes en refinerías y procesos petroquímicos. En la protección ambiental, los convertidores catalíticos en automóviles emplean mezclas de metales preciosos para oxidar o reducir contaminantes.

Las propiedades clave de un catalizador incluyen la actividad (capacidad de acelerar la reacción), la selectividad (favorecer un producto en particular), la estabilidad frente a condiciones de operación y la resistencia al envenenamiento. Típicamente se cuantifica mediante el número de turnover (TON) y la frecuencia de turnover (TOF), que describen cuántas veces una molécula de catalizador realiza la reacción por unidad de tiempo. La catálisis es fundamental en la química industrial, la biotecnología y la protección ambiental.