15 May
Factores que Controlan la reactividad
En
Orden de mayor a menor influencia para un mismo ión central, son:1) La naturaleza del ligando entrante2) La naturaleza de los otros ligandos presentes en el complejo y
Que no van aser sustituidos y3) La naturaleza del ligando saliente.
1) Existe un parámetro que mide la reactividad de los ligandos en reacciones de sust. Y que se denomina nucleofilia
2) De los dos tipos de ligandos presentes en la molécula, los cis- y el trans-, respecto del ligando que va a ser sustituido, es este último el que ejerce un mayor efecto sobre la velocidad de la reacción.
Se ha dado en llamar «efecto trans» al efecto de un ligando sobre la velocidad de desplazamiento del ligando situado en trans- a él.
3) De los muchos estudios realizados para establecer cómo influye la naturaleza del G.S sobre la velocidad de reacción parece concluirse que esta está influida por la fortaleza del enlace M-L.La velocidad decrece
En el orden X = H2O > Cl > Br > I > N3 >
-SCN > -NO2 > -CN.
Al contrario de lo que es usual en las reacciones de sustitución En complejos plano-cuadrados, la mayor parte de las reacciones de sustitución En complejos octaédricos transcurren a través de un mecanismo disociativo lo Que, en principio, no puede sorprender ya que en un complejo Oh una séptima posición de coordinación no se Encuentra tan accesible como una quinta en un complejo plano-cuadrado. Sin embargo, Recientemente se han descrito reacciones de sustitución en complejos de iones Tripositivos distintos de cobalto para los que parece probado un mecanismo Asociativo (en particular, de intercambio asociativo Ia). Es posible que La alta carga del ión haga que, en un proceso de intercambio sea más fácil y Rápido el proceso asociativo que el disociativo. Las reacciones que han sido más estudiadas son de dos tipos:i) Sustitución de agua Coordinada por un anión (anación) o Por otro ligando. ii) Reacciones de solvolisis, es decir, sustitución de algún Ligando por moléculas de disolvente (hidrólisis en el caso más frecuente). De Este tipo cabe distinguir entre hidrólisis ácida e hidrólisis básica.
Catálisis
Un catalizador es una sustancia que aumenta la
Velocidad de una reacción pero no se consume durante
La misma. Los catalizadores juegan un papel cada vez más importante
En la búsqueda y consecución de un medio ambiente más
Limpio. Por ejemplo, se usan en procesos de degradación de
Contaminantes (como es el caso de los convertidores
Catalíticos usados en los tubos de escape de los vehículos),
En el desarrollo de procesos industriales más eficientes (con
Mejores rendimientos y menos cantidad de subproductos) y
En la obtención de energía limpia mediante células de
Combustible.
! Además de su importancia económica y su contribución a la
Mejora de la calidad de vida, los catalizadores son
Interesantes por sí mismos: pequeñas variaciones en la
Naturaleza del catalizador pueden modificar completamente
Los productos finales de la reacción catalizada.
Principios generales
Una reacción catalítica es más rápida que la versión no
Catalizada de la misma reacción porque el catalizador
Proporciona un camino de reacción que posee una menor
Energía de activación. A veces, se utiliza el término catalizador negativo para
Designar una sustancia que disminuye la velocidad de la
Reacción. Las sustancias que bloquean una (o varias) de las etapas
Elementales de una reacción catalítica reciben el nombre de
Venenos del catalizador. Antes de discutir el mecanismo de las reacciones catalíticas,
Es necesario conocer algunos de los términos utilizados para
Describir la velocidad de una reacción y su mecanismo. Un catalizador aumenta la
Velocidad de un proceso
Generando un nuevo camino
De reacción con una energía
De activación menor. El perfil de la reacción
Catalítica no muestra picos
Elevados ni valles profundos.
Ciclo catalítico es una secuencia de reacciones en la que se
Consumen los reactivos y se forman los productos,
Regenerándose la especie catalítica.
Los catalizadores se clasifican en homogéneos y Heterogéneos
Los catalizadores homogéneos están presentes en la
Misma fase que los reactivos y, con frecuencia, están
Bien definidos; normalmente se encuentran disueltos en
Mezclas de reacción líquidas. Los catalizadores son heterogéneos si se encuentran en
Una fase distinta de los reactivos. Normalmente son
Sólidos mientras que los reactivos son gaseosos o están
En disolución.
Número de ciclos es el número de
Ciclos que sobrevive un catalizador. Para que un catalizador
Sea económicamente viable debe tener un gran número de
Ciclos. Se calcula como el cociente entre los moles de producto
Obtenido y los moles de catalizador utilizado. Un catalizador puede ser destruido por reacciones
Secundarias o por la presencia de pequeñas cantidades de
Impurezas en el producto de partida (materia prima).
Eficiencia
A menudo, se usa la frecuencia de repetición catalítica para expresar la eficiencia de un catalizador.
Para la conversión de A en B catalizada por Q y con una velocidad
V, y suponiendo que la velocidad de la reacción no catalítica es
Despreciable.
Selectividad
Un catalizador selectivo produce una elevada proporción del
Producto deseado con una cantidad mínima de los productos
Secundarios.
GENERAL
Desde un punto de vista práctico, la catálisis homogénea ofrece Ventajas porque es altamente selectiva respecto a la formación del Producto deseado. En principio, cada molécula de un catalizador homogéneo en disolución Es accesible a los reactivos, lo que implica una alta actividad para el Catalizador. En procesos a gran escala, se prefieren los catalizadores homogéneos Para las reacciones exotérmicas ya que es más fácil disipar el calor de Una disolución que del soporte sólido de un catalizador homogéneo. El mecanismo de la catálisis homogénea es más fácil de investigar que El de la catálisis heterogénea, ya que las especies en disolución son Más fáciles de caracterizar que las que existen en una superficie. La mayor desventaja de la catálisis homogénea es la necesidad de una Etapa de separación del catalizador de los productos.
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