Para que ocurra una reacción química, es necesario que las especies involucradas (átomos, moléculas o iones) interactúen entre sí a través de choques mecánicos. Así, a través de estas colisiones se forman los complejos activados y posteriormente los productos finales.
Un complejo activado no es más que el estado intermedio entre reactivos y productos, caracterizado por el encuentro de moléculas reactivas con enlaces debilitadores y la formación instantánea de los productos, con enlaces sólidos. Luego están existiendo por un período de tiempo muy corto, ya que los choques ocurren de manera desordenada y la reacción se da en todo momento.
Sin embargo, para que se forme un complejo activado, se necesita una cierta cantidad de energía que sea capaz de superar la fuerza de repulsión creada por la aproximación de las electrosferas de las especies, la llamada energía de activación. Por tanto, es responsable de colisiones y roturas de conexiones entre reactivos y se puede suministrar, por ejemplo, en forma de calor.
Un catalizador es capaz de crear ciertas condiciones en el medio (como un contacto mejorado y colisiones más efectivas o un cambio de pH) que favorecen la reacción al disminuir la energía de activación, por lo que el equilibrio de reacción se alcanza más rápidamente, pero sin desplazamiento. Es decir, se obtendrá la misma cantidad de producto mediante un proceso sin y con catalizador, la diferencia solo será en el tiempo necesario para que se produzca dicha cantidad.
Acción del catalizador en una secuencia de reacciones
Los catalizadores pueden actuar como secuestro de reactivos (siendo así el principio de los catalizadores sólidos en medio de un lecho gaseoso o líquido), donde luego de chocar efectivamente, los productos generados son liberados y comienza un nuevo ciclo reactivos + catalizador → productos – catalizador.
El siguiente esquema ilustra la acción de un catalizador para la reacción genérica A + B → C:
Como puede verse, el reactivo A se une al catalizador; luego el reactivo B sigue el mismo camino, formando el complejo AB activado. Instantáneamente se forma el producto C y se desprende del catalizador, el cual, ahora libre, puede volver a unirse a los reactivos A y B, generando nuevamente el producto C. Este proceso es continuo hasta que se agotan los reactivos o se contamina el catalizador.
Uno ciclo catalítico bastante simple es la descomposición del peróxido de hidrógeno (peróxido de hidrógeno) en agua y oxígeno libre por la acción del ión yoduro:
Tenga en cuenta que el mecanismo existente es el siguiente, donde el ión yoduro siempre se recupera al final de cada serie de reacciones:
HdosO2 (aq) + I–(aquí)→ Hola–(aquí) + HdosO(1)
HdosO2 (aq) + hola–(aquí) → I–(aquí) + HdosO2 (1) + O2 (g)
Fuente:
http://www.chimica.unipd.it/chimica-non-magia/exp_ildentifríciodelelefante.htm
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