O que é um catalisador e como ele influencia na velocidade de uma reação?

Nas postagens anteriores estudamos sobre alguns dos fatores que influenciam na velocidade de uma reação química (leia aqui). Já observamos a influência de diversas variáveis, tais como a temperatura, a pressão, a luz e também a concentração dos reagentes. Neste artigo vamos dar sequência no tema e estudar sobre a influência da superfície de contato e dos catalisadores numa reação química. Vamos realizar a abordagem da mesma maneira que fizemos anteriormente!

A superfície de contato é um dos fatores mais interessantes a serem estudados. Para uma reação que ocorre nas mesmas condições, com os mesmos reagentes, a superfície de contato terá grande influência sobre a velocidade de reação. Quanto maior a superfície de contato dos reagentes, maior será a velocidade da reação química. Mas o que é exatamente a superfície de contato?

A superfície de contato é definida como a área total das superfícies que podem estar em contato com o outro reagente, ou seja, é toda a área que podemos enxergar de um determinado material. Vamos considerar uma barra de aço e uma palha de aço, que são compostas exatamente do mesmo material. Se expormos esses dois tipos de material às mesmas condições de temperatura, pressão e umidade, a palha de aço irá enferrujar muito mais rápido! Isso acontece justamente por causa da superfície de contato! A palha de aço possui uma área superficial muito maior que a barra. Desta forma, possui uma maior área para que as colisões ocorram e consequentemente, possui uma reação química mais rápida!

Sendo assim, devemos preparar os materiais de modo a apresentar a maior área superficial possível. Veja a seguir uma pequena quantidade de ferro granulado. Quanto mais fino for o material, mais rápida será a sua reação! Sendo assim, em uma reação de oxidação, as esferas menores oxidarão mais rápido que as maiores!

Catalisadores

Os catalisadores são definidos como substâncias que aceleram a velocidade de uma reação química sem serem consumidas! Desta forma, o catalisador está presente na reação, porém não é consumido, ou seja, ele não reage com nenhuma das substâncias presentes! Existem catalisadores para as mais diversas reações, incluindo em nosso próprio corpo ou até mesmo em alimentos que consumimos.

Para que uma reação ocorra, é necessário que aconteça um ganho de energia, seja através da temperatura ou qualquer outro fator. Essa energia recebe o nome de energia de ativação. Após atingir o valor da energia de ativação que a reação realmente ocorre. Sendo assim, quanto maior a energia de ativação, maior será o tempo necessário para que a reação ocorra, o que implica em uma menor velocidade de reação.

É justamente neste ponto que os catalisadores atuam. Eles atuam diminuindo a energia de ativação! Deste modo, quando um catalisador está presente, a reação ocorre mais rápido e a energia de ativação é menor. Veja na imagem como um catalisador funciona, ilustrando duas curvas características de reações químicas.

Como pode ser observado, a curva em vermelho (com catalisador) possui uma energia de ativação muito menor, ocasionada pela presença do catalisador. Sendo assim, ocorrerá de maneira mais rápida. Já a curva em preto (sem catalisador) apresenta uma energia de reação maior e desta forma ocorre de maneira mais lenta.

Portanto, estudamos sobre mais dois importantíssimos fatores que influenciam na velocidade de uma reação química. Todos esses conceitos são importantes para a realização do Enem, uma vez que as questões que envolvem a cinética química costumam ser bastante cobradas!