Importancia dos Catalisadores

INTRODUÇÃO

Neste trabalho de Química que me foi dado vou abordar sobre as a Importância dos catalisadores uma vez que  um catalisador é tudo aquilo que facilita reações químicas sem nelas participar, como enzimas ou sais minerais ionizados.

DESENVOLVIMENTO

Um catalisador é uma substância que afeta a velocidade de uma reação, mas emerge do processo inalterada. Um catalisador normalmente muda a velocidade de reação, promovendo um caminho molecular diferente (mecanismo) para a reação. Por exemplo, hidrogênio e oxigênio gasosos são virtualmente inertes à temperatura ambiente, mas reagem rapidamente quando expostos à platina, que por sua vez é o catalisador da reação. Catálise, é a ocorrência e uso de catalisadores e processos catalíticos. Catalisadores químicos comerciais são extremamente importantes. Aproximadamente um terço de todo material do produto nacional bruto dos Estados Unidos envolve um processo catalítico em alguma etapa entre a matéria-prima e os produtos acabados. Como um catalisador torna possível a obtenção de um produto final por um caminho diferente (por exemplo, uma barreira de energia mais barata), ele pode afetar tanto o rendimento quanto a seletividade. Normalmente quando falamos a respeito de um catalisador, queremos nos referir àquele que aumenta a velocidade de reação, embora, estritamente falando, um catalisador pode tanto acelerar quanto desacelerar a formação de uma espécie de produto em particular. Um catalisador muda apenas a velocidade de uma reação; ele não afeta o equilíbrio. A catálise homogênea diz respeito a processos nos quais um catalisador está em solução com pelo menos um dos reagentes. A catálise heterogênea envolve mais de uma fase; normalmente o catalisador é sólido e os reagentes e produtos estão na forma líquida ou gasosa. O catalizador tem as seguintes características:

§  Aumenta a rapidez da reação;

§  Não sofre alteração química permanente;

§  Pode, eventualmente, participar de uma etapa da reação, mas é totalmente regenerado no final;

§  Não sofre alteração na sua quantidade;

§  Em geral, pequena quantidade de catalizador é suficiente para aumentar a rapidez da reação.

Existem substâncias que podem retardar uma reação quimica. São chamadas de 'inibidorese é um cocó vivo(catalizadores tivos)

Os fatores que influenciam na velocidade de uma reação são: a temperatura, a superfície de contato, a concentração de reagentes,presença de catalisador e a pressão.

A cinética química é uma ciência que estuda a velocidade das reacções químicas e os fatores que a influenciam. A velocidade da reacção recebe geralmente o nome de taxa de reacção. A taxa de reacção está relacionada com as concentrações dos reagentes, o estado particular dos reagentes (estado físico, estado nascente dos gases, estado cristalino ou amorfo dos sólidos, do fato dos reagentes estarem ou não em solução e neste caso a natureza do solvente irá influir na velocidade da reação), a temperatura, a eletricidade, a luz, a pressão, a presença de catalisadores e dos produtos de reação.

Importância dos Catalisadores

Sua importância é muito ampla, já que se relaciona com temas como, por exemplo, a rapidez com que um medicamento atua no organismo ou com problemas industriais, tais como a descoberta de catalisadores para acelerar a síntese de algum produto novo.

TEMPERATURA

Quanto maior a temperatura, maior será a velocidade da reação, para reações endotérmicas.A influência da temperatura na velocidade de uma transformação química pode ser analisada observando o comportamento das moléculas reagentes. Aumentar a temperatura significa aumentar a energia cinética das moléculas, ou seja, aumentar a velocidade das moléculas. Aumentado a velocidade do movimento, aumenta o número de choques e evidentemente o aumento da velocidade da reação. Em vista disso, durante o século XIX, o cientista Van't Hoff enunciou a lei de que a cada 10°C elevados na temperatura de uma reação, a velocidade da mesma duplica. Muitas reações obedecem esta regra, no entanto, quando os reagentes são gases, a velocidade pode até triplicar.

SUPERFICIE DE CONTACTO

Nos reagentes sólidos, quanto maior for a superfície de contato, maior será a velocidade da reação. Podemos observar que a reação de decomposição de um comprimido efervescente é mais lenta do que se esse comprimido estivesse na forma de pó. Podemos dizer que quando menor forem as partículas da reação, mais rápida será a reação.

CONCENTRAÇÃO

A velocidade de uma reação depende da concentração dos reagentes, pois ela está relacionada com o número de choques entre as moléculas, de forma que, quanto maior a concentração dos reagentes, maior será o número de colisões e consequentemente, maior será a velocidade da reação. Aumentar o número de concentração nos reagentes em uma reação significa aumentar a quantidade de reagente por unidade de volume. Quando maior for o número de partículas nos reagentes, maior será o número de choques entre elas. Com o aumento do número de choques aumentará a velocidade da reação.

PRESSÃO

Com o aumento da pressão, aumenta a probabilidade de ocorrerem colisões efetivas. E, conseqüentemente, aumenta a velocidade da reação.

Notar que a pressão só influencia quando tiver pelo menos uma substância gasosa como reagente, um aumento de pressão num sistema em reação implica um contato maior entre os reagente, pois o volume do sistema diminui, desse modo, haverá um número maior de partículas reagentes por unidade de volume ( a concentração aumenta), o que possibilita um maior número de colisões entre as partículas. Consequentemente a velocidade da reação se torna maior. O efeito da pressão é considerável apenas quando substâncias na fase de agregação gasosa participam da reação. Um exemplo é uso da panela de pressão para acelerar o cozimento dos alimentos. É importante lembrar que, para o fator pressão, ao menos um dos reagentes deve gasoso. O exemplo da panela de pressão tem influência da temperatura, além da pressão. Porém, os dois fatores juntos tendem a aumentar muito mais a velocidade da reação (cozimento).

A cinética química, também conhecida como cinética de reação, é uma ciência que estuda a velocidade das reações químicas de processos químicos e os fatores que as influenciam.

Cinética química inclui investigações de como diferentes condições experimentais podem influir a velocidade de uma reação química e informações de rendimento sobre o mecanismo de reação e estados de transição, assim como a construção de modelos matemáticos que possam descrever as características de uma reação química.

A velocidade da reação recebe geralmente o nome de taxa de reação. A taxa de reação está relacionada com: as concentrações dosreagentes e seu estado particular (estado físico, estado nascente dos gases, estado cristalino ou amorfo dos sólidos),o fato dos reagentes estarem ou não em solução (neste caso a natureza do solvente irá influir na velocidade da reação), a temperatura, a eletricidade, a luz, apressão, a presença de catalisadores e dos produtos de reacção.

Teoria das colisões: a velocidade de reação aumenta proporcionalmente à concentração dos reagentes

Sua importância é muito ampla, já que se relaciona com temas como, por exemplo, a rapidez com que um medicamento atua no organismo ou com problemas industriais, tais como a descoberta de catalisadores para acelerar a síntese de algum novo produto.

Em 1864, Peter Waage e Cato Guldberg tornaram-se os pioneiros no desenvolvimento da cinética química pela formulação da lei de ação das massas, a qual estabelece que a velocidade de reação é proporcional a quantidade de substâncias reagentes.

APLICAÇÃO DOS CATALIZADORES NA MEDICINA

No tratamento de envenenamentos metálicos por Pb (chumbo), Hg (mercúrio) ou outros elementos, agentes quelantes são administrados para “seqüestrar” os íons metálicos, formando quelatos que possibilitam sua eliminação pelo organismo. Este tipo de tratamento para eliminação de metais tóxicos é às vezes denominado quelação.

No processo exatamente oposto, elementos metálicos quelatados (também pode-se denominar quelados) são administrados para corrigir deficiências minerais em seres humanos ou animais, por possibilitar a melhor absorção dos íons metálicos no trato intestinal. A quimioterapia contra o câncer pode utilizar Se (selênio) quelatado

Na química, agentes quelantes podem ser utilizados para remover íons metálicos em soluções.

EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid = ácido etilenodiaminotetracético

 =(HO₂CCH₂)₂NCH₂CH₂N(CH₂CO₂H)₂ (coordena através de até 6 pontos doadores preferencialmente em geometria octaédrica. Os sais de EDTA se empregam amplamente nos detergentes para complexar o cálcio ou em medicina em casos de intoxicação por metais pesados).

GTP: Guanose Trifosfoto

Trifosfato de guanosina, também conhecido como guanosina trifosfato ou GTP é uma purina. Sua principal função é de servir de substrato para a síntese do ARNdurante o processo de transcrição.

É uma molécula de "transporte de energia", na forma de potencial de transferência de grupos fosfato, assim como o ATP.

NADH ou NAD é o acrónimo (do inglês Nicotinamide adenine dinucleotide) de nicotinamida adenina dinucleotídeo, difosfopiridina nucleotídeo ou ainda dinucleótido de nicotinamida-adenina. É uma coenzima que apresenta dois estados de oxidação: NAD⁺ (oxidado) e NADH (reduzido). A forma NADH é obtida pela redução do NAD⁺com dois elétron e aceitação de um próton (H⁺).

NADPH nicotinamida adenina dinucleótido fosfato (NADP) é uma coenzima semelhante à nicotinamida adenina dinucleótido. É o aceptor de elétrons nas reações da via das pentoses-fosfato e na transformação de malato em piruvato pela ação da enzima málica, havendo redução de NADP⁺ a NADPH.

Está envolvida nas vias de síntese de ácidos graxos e glicerol.

FADHO dinucleótido de flavina e adenina (FAD), também conhecido como flavina-adenina dinucleótido e dinucleótido de flavina-adenina, é um cofactor capaz de sofrer acção redox, presente em diversas reacções importantes no metabolismo. O FAD pode existir em dois estados de oxidação e o seu papel bioquímico envolve frequentemente alternância entre esses dois estados. O FAD é capaz de se reduzir a FADH₂, estado em que aceita dois átomos de hidrogénio:

O FAD tem uma coloração amarela quando oxidado e incolor após a redução do anelisoaloxazina, a parte da molécula que sofre a acção redox.^[1] A reoxidação da forma reduzida, FADH₂, pelo oxigénio molecular resulta na formação de peróxido de hidrogénio.^[1] O FAD deriva da vitamina riboflavina. Diversas oxidorredutases, designadas flavoenzimas ou flavoproteínas, requerem FAD como grupo prostético, utilizado em reacções de transferência electrónica.

O FADH₂ é uma molécula transportadora de energia metabólica, sendo utilizada como substrato na fosforilação oxidativa mitocondrial. O FADH₂ é reoxidado a FAD, resultando subsequentemente na síntese de duas moléculas de ATP por cada FADH₂. As principais fontes de FADH₂ no metabolismo eucariótico são o ciclo dos ácidos tricarboxílicos e a beta-oxidação de ácidos gordos. No ciclo dos ácidos tricarboxílicos, o FAD é um grupo prostético da enzima succinato desidrogenase, que oxida succinatoa fumarato, enquanto que na beta-oxidação serve como coenzima na reacção da acil-CoA 

CONCLUSÃO

Depois de uma investigação sobre a importância dos catalisadores conclui que;

Um catalisador normalmente muda a velocidade de reação, promovendo um caminho molecular diferente (mecanismo) para a reação. Por exemplo, hidrogênio e oxigênio gasosos são virtualmente inertes à temperatura ambiente, mas reagem rapidamente quando expostos à platina, que por sua vez é o catalisador da reação.