Explorando os Prémios Nobel

Prémio Nobel da Química de 2007

Um dos exemplos deste tipo de processos é o que ocorre na superfície de partículas pulverizadas durante uma erupção vulcânica.

Os estudos de Ertl fundamentaram os processos moleculares na interface gás –sólido, também designada por Catálise Heterogénea.
Quando sobre uma superfície rugosa de um canalículo existente num metal finamente pulverizado, passa uma corrente de um gás a elevada temperatura e pressão, este pode ficar sujeito a várias situações:
1- A molécula do gás pode simplesmente não ter qualquer interacção com a superfície sólida.
2-A molécula do gás pode ser adsorvida, isto é fixada à superfície do sólido.
3- A superfície pode exercer sobre a molécula do gás uma força que permita a sua dissociação em partes mais pequenas ou mesmo átomos.
4-A molécula pode reagir directamente com grupos existentes à superfície do sólido e transformar as propriedades químicas da mesma superfície.
5- A molécula do gás ao ser adsorvida pode encontrar uma outra molécula também adsorvida e estabelece-se uma reacção binária na superfície sólida.
Na situação de catálise heterogénea o gás é adsorvido, isto é, fica preso nas saliências das rugosidades.
Como mostra a figura abaixo, esse gás fica muito próximo dos electrões, da ligação metálica, que circulam junto às paredes do metal.

Nestas circunstâncias, como a ligação entre os átomos do gás se encontra afastada, a molécula divide-se nos seus átomos. Como estes não podem ligar-se aos electrões da parede metálica, ligam-se a electrões de outros átomos ou de moléculas insaturadas.
Nas reacções explicadas por Ertl o catalisador da reacção é um sólido metálico pulverizado. Catalisador é uma substância que altera a velocidade de uma reacção química. Pode ser uma substância inorgânica, orgânica, organometálica ou mesmo uma biomolécula.
Esses sólidos metálicos podem ser:
-Os metais de transição, níquel, cobre, platina, ferro, paládio;
-Óxidos de metais de transição;
-Zeólitos;
-Sílica/alumina.
A catálise heterogénea é da maior importância industrial, estando ligada :
1-Produção de margarinas
2-Síntese de fertilizantes, ( Processo Haber Bosch)
3-Superfícies de semi-condutores
4-Redução dos conteúdos em CO2 e NOx nos gases de combustão dos automóveis, (conversores catalíticos).
5-Obtenção de hidrogénio como combustível para veículos.
6-Criação de superfícies que impeçam ou reduzam ao mínimo a corrosão.
7-Destruição da camada de ozono por reacção na superfície de cristais de gelo na estratosfera.

O próprio hidrogénio é obtido industrialmente a partir do metano do gás natural, após a sua separação dos compostos de enxofre existentes neste.
O metano reage com vapor de água em presença de um catalisador metálico o óxido de níquel (NiO), segundo as equações químicas:

O CO e a H2O reagem de modo a obter o máximo de hidrogénio enquanto o CO2 é retirado por meio da reacção com carbonato de potássio.

posted by Desertos e Desertificação @ 7:20 AM