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catalisi

di Leopoldo Benacchio - Enciclopedia dei ragazzi (2005)
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catalisi

Leopoldo Benacchio

Quando le reazioni chimiche fanno lo sprint

Alcune sostanze hanno la capacità di accelerare, o anche di rallentare, la velocità di svolgimento delle reazioni chimiche pur non prendendovi parte, ovvero non si trasformano durante la reazione stessa. Queste sostanze si chiamano catalizzatori e il fenomeno cui danno luogo è detto catalisi

Compito da veri specialisti

I catalizzatori rendono più veloci reazioni chimiche che altrimenti richiederebbero per realizzarsi molto più tempo o condizioni fisiche ‒ come la temperatura ‒ diverse. I catalizzatori sono efficaci anche se presenti in quantità minime rispetto ai reagenti della reazione, e generalmente sono molto specifici. In altre parole una sostanza che funge da catalizzatore per una determinata reazione chimica resta completamente inerte e inattiva in altre.

Si distinguono vari tipi di catalisi, in particolare la catalisi omogenea e quella eterogenea, a seconda che il catalizzatore sia nello stesso stato fisico o meno delle sostanze che reagiscono. Per esempio, se in una reazione chimica abbiamo due gas reagenti e un catalizzatore anch'esso gassoso avremo una catalisi omogenea. Se, come più spesso avviene, il catalizzatore è presente allo stato solido e i reagenti sono gas o liquidi, la catalisi è eterogenea.

Il meccanismo essenziale nel funzionamento dei catalizzatori consiste nell'abbassare il livello energetico necessario per quella particolare reazione chimica: vale a dire, che in presenza di un catalizzatore la quantità di energia necessaria perché la reazione chimica avvenga è minore e quindi la reazione avviene più facilmente e più velocemente. Un esempio classico è rappresentato dalla reazione fra idrogeno e ossigeno. In condizioni normali di temperatura e pressione fra questi due elementi non avviene alcuna reazione. Se però si introduce un composto del palladio (un metallo simile al platino) nel contenitore in cui vi sono i due gas, immediatamente essi si combinano per formare l'acqua.

Alleati dell'industria e dello… stomaco

I catalizzatori sono di importanza fondamentale nella produzione industriale, dove se ne conoscono e se ne usano a migliaia. Vengono utilizzati, per esempio, per produrre ammoniaca e praticamente tutte le materie plastiche. Il nostro stesso organismo è sede di continue reazioni chimiche in cui la catalisi gioca un ruolo fondamentale. Quando mangiamo una mela, per esempio, nel nostro stomaco avvengono complessi processi chimici in cui gli acidi gastrici che abbiamo nello stomaco 'smontano' il cibo e lo riducono a sostanze assimilabili dall'organismo. Queste reazioni chimiche non potrebbero avvenire, o quanto meno avverrebbero in tempi molto superiori e non utili alle nostre funzioni, se non avessimo a disposizione nel processo di digestione anche alcuni catalizzatori particolarmente energici e specifici, chiamati enzimi, che rendono molto veloci le varie reazioni chimiche nel nostro stomaco.

Un esempio particolare di catalisi è rappresentato dalla formazione di una patina scura che una collana o un anello d'oro, portati a contatto con il corpo, lasciano a volte sulla pelle, conseguenza dell'azione di catalizzatori presenti nel sudore.

La marmitta catalitica

La gran parte dei mezzi con cui ci muoviamo e trasportiamo le merci funziona grazie ai motori a scoppio. Nel caso dei motori a benzina, utilizzati nella maggioranza delle automobili, i gas di scarico del processo di combustione contengono sia molecole innocue, come l'acqua (H2O), sia tossiche, come il monossido di carbonio (CO) e gli idrocarburi non completamente bruciati. Per eliminare queste sostanze inquinanti, o almeno per ridurle, si utilizzano marmitte in cui si sfrutta appunto il fenomeno della catalisi. In queste particolari marmitte un elemento di ceramica viene ricoperto con un sottile strato di metalli catalizzatori, come il palladio o il platino. I gas di scarico del motore vengono fatti passare attraverso questo elemento, che ha una struttura a nido di ape.

Grazie alla presenza dei catalizzatori metallici avvengono reazioni chimiche che trasformano gran parte degli agenti inquinanti in composti innocui, come azoto (N2), anidride carbonica (CO2) e acqua (H2O).

Vedi anche
enzima Sostanza di natura proteica (una volta detta fermento) che ha proprietà di accelerare una reazione chimica specifica senza esser consumata e senza entrare nei prodotti finali della reazione. Le sostanze sulla cui trasformazione gli enzima agiscono sono dette substrati. A differenza dei catalizzatori ... molecola La più piccola massa di una sostanza che ne conservi la composizione chimica e che ne determini il comportamento chimico e chimico-fisico. chimica 1. Generalità Una molecola è formata da un insieme di atomi uguali (nel caso degli elementi) o diversi tra loro (nel caso dei composti). Allo stato condensato ... ossigeno Elemento chimico, simbolo O, gassoso, incolore, inodore, insapore, contenuto nell’aria e in forma combinata nell’acqua; alimenta la respirazione ed è perciò indispensabile alla vita. chimica 1. Generalità L’ossigeno ha numero atomico 8, peso atomico 15,9994; ne sono noti gli isotopi 168O (99,76%), ... idrogeno Elemento chimico, simbolo H, peso atomico 1,008, scoperto da H. Cavendish nel 1766. Il suo nome deriva dal fr. hydrogène, termine coniato come aggettivo («che genera l’acqua») dal chimico francese G. de Morveau, con A.-L. Lavoisier e altri, nel 1787. 1. Caratteristiche Sono noti tre isotopi: il protio, ...
Categorie
  • INDUSTRIA AUTOMOBILISTICA FERROVIARIA E NAVALE in Industria
  • INDUSTRIA CHIMICA E PETROLCHIMICA in Industria
Altri risultati per catalisi
  • catalisi
    Enciclopedia on line
    Fenomeno in virtù del quale una sostanza, detta catalizzatore, presente anche in piccola quantità, modifica la velocità di una reazione chimica, senza entrare a far parte della composizione dei prodotti finali e senza variare lo stato di equilibrio della reazione stessa. La c. ha un notevole interesse ...
  • Catalisi
    Enciclopedia della Scienza e della Tecnica (2007)
    Sergio Carrà I sumeri producevano una ventina di tipi di birra dimostrando di saper gestire, in modo pratico ed efficace, alcuni processi catalitici enzimatici la cui natura sarebbe stata compresa solo nel XIX secolo. Non a caso Jöns Jacob Berzelius, nel battezzare nel 1836 con la parola catalisi la ...
  • CATALISI
    Enciclopedia Italiana - VII Appendice (2006)
    di Sergio Carrà Anche se l'impiego della c. risale agli esordi della chimica industriale, essa occupa ancora una posizione di primo piano in diversi aspetti della ricerca scientifica e delle attività applicative, poiché la maggior parte dei prodotti della chimica industriale e farmaceutica vengono ottenuti ...
  • catalisi
    Dizionario delle Scienze Fisiche (1996)
    catàlisi [Der. del gr. katálysis "scioglimento"] [CHF] Influenza che una sostanza (catalizzatore), anche in minima quantità, ha sulla velocità di una reazione chimica, accelerandola (c. positiva) oppure ritardandola (c. negativa), senza prendere parte, almeno apparentemente, alla reazione medesima: ...
  • CATALISI
    Enciclopedia Italiana - V Appendice (1991)
    (IX, p. 404; App. III, I, p. 324; IV, I, p. 387) Catalisi e catalizzatori. - Le attività svolte nel campo della c. a partire dalla metà degli anni Settanta e negli anni Ottanta hanno interessato diversi settori della chimica, delle industrie petrolifera, farmaceutica e alimentare, dell'ecologia e dell'energia. Nel ...
  • CATALISI
    Enciclopedia Italiana - IV Appendice (1978)
    Il recente rigoglioso sviluppo della c. ha reso possibile la creazione di nuovi prodotti e la fabbricazione in scala industriale di prodotti già noti, con perfezionamentì tecnici che prevedono l'impiego ottimale del catalizzatore per quanto riguarda sia la composizione sia la successione delle fasi ...
  • CATALISI
    Enciclopedia Italiana (1931)
    Col nome ói catalizzatori s'indicano certe sostanze capaci di modificare (per solito di aumentare) le velocità di determinate reazioni chimiche, pur restando alla fine inalterate. Si tratta di sostanze che agiscono in quantità minime e talora accelerano le reazioni le quali da sole procederebbero con ...
Mostra altri risultati
Vocabolario
catàliṡi
catalisi catàliṡi s. f. [dal gr. κατάλυσις «scioglimento» (der. di καταλύω «sciogliere»), termine introdotto (1836) dal chimico sved. J. Berzelius]. – In chimica, fenomeno per cui alcune reazioni vengono accelerate (o ritardate) dalla presenza...
fotocatàliṡi
fotocatalisi fotocatàliṡi s. f. [comp. di foto-1 e catalisi]. – In chimica, catalisi che si produce sotto l’azione della luce.
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