4.1 Tipos de catálisis
Actividad de Lectura
Descomposición catalítica del agua oxigenada
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Vas a comprobar el efecto catalítico del MnO2 (s) en la descomposición del agua oxigenada. Como sabes, el H2O2 se utiliza como desinfectante, ya que cuando se descompone produce oxígeno, que es el agente con acción limpiadora en las heridas: cuando echas agua oxigenada a una herida, se produce un burbujeo característico, que indica la formación de oxígeno.
Sin embargo, si no hay sangre no se observa el efecto, ya que en la sangre hay una enzima, llamada catalasa, que es la causante de la reacción.
El MnO2 es un sólido que tiene el mismo efecto. Para comprobarlo, añade unos 5 mL de agua oxigenada a un tubo de ensayo.
a) Escribe la reacción de descomposición del agua oxigenada en agua y oxígeno.
b) ¿Es estable el agua oxigenada? ¿Se descompone a velocidad apreciable?
c) Añade después con una espátula una muy pequeña cantidad de MnO2. ¿Cómo se modifica la velocidad del proceso? ¿Dónde se produce el cambio?
d) El proceso se detiene cuando se acaba el agua oxigenada. ¿Se ha consumido el dióxido de manganeso?
e) ¿Qué sucede si añades un poco más de agua oxigenada?
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Catálisis heterogénea
En muchas ocasiones el catalizador se encuentra en una fase distinta de los reactivos, por lo que se habla de catálisis heterogénea.
El caso típico es la reacción entre gases catalizada por la acción superficial de un sólido. En la imagen puedes ver una forma muy habitual de presentación del catalizador, a través del cual pasa la corriente gaseosa de reactivos. Su superficie activa es muy grande, y sobre ella se adsorben los reactivos, de manera que la ruptura de enlaces es más sencilla y disminuye la energía de activación.
Otro ejemplo lo puedes ver en la simulación de la hidrogenación del etileno con platino como catalizador.
Por último, puedes ver la síntesis catalítica del ioduro de cinc, con reactivos sólidos y catalizador líquido.
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Catálisis enzimática
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Las enzimas son proteínas que catalizan los procesos que determinan la actividad de los organismos vivos. Se trata en la mayoría de los casos de reacciones muy complejas, que a la temperatura corporal, baja desde el punto de vista cinético, serían demasiado lentas para las necesidades de los organismos. Las enzimas son fundamentales para que esos procesos sean suficientemente rápidos.
Por ejemplo, la amilasa que hay en la saliva ayuda a transformar los almidones de la comida en glucosa, más dulce y de digestión más fácil. Por esa razón, si masticas repetidamente una galleta puedes observar un aumento de su dulzor.
Las enzimas actúan de acuerdo con un mecanismo llamado de Michaelis-Menten, en el que la enzima se une al sustrato, formándose un complejo que se descompone originando el producto y regenerando la enzima.
Si observas la simulación verás por qué se le suele llamar mecanismo de "llave-cerradura": en la molécula de enzima encajan determinados sustratos y no otros, igual que una llave sirve para una cerradura y no para otra.