Catálisis Homogénea - Julio Villalobos

1. • Aplicación Industrial:
La catálisis homogénea por complejos mononucleares de metales de
transición ha tenido un impulso industrial importante en los últimos 20
años debido a que al emplear estos procesos es posible obtener altos
rendimientos, así como productos de alta pureza. Algunos de los
procesos más importantes en su aplicación industrial que utilizan
complejos organometálicos son:
1) Proceso oxo o reppe de carbonilación de olefinas: ácido
acético.
2) Polimerización de olefinas: polietileno
3) Adición de olefinas: polibutadieno
4) Oxidación de olefinas: óxido de propileno

2. Estas reacciones catalíticas presentan la particularidad de proceder a bajas
temperaturas con selectividades elevadas, esto se logra mediante la selección
adecuada del metal de transición, de los ligandos, del disolvente y de las
condiciones de reacción. Esto es reflejo nuevamente del conocimiento mecanístico
que caracteriza a la catálisis homogénea y que permite optimizar el proceso
conociendo los ciclos catalíticos completos.
Uno de los inconvenientes de la catálisis homogénea es la dificultad de separar el
catalizador del medio reaccionante, lo que presenta un mayor costo que el de los
procesos heterogéneos convencionales.
Con base en esta inconveniencia se han intentado diseñar "catalizadores
homogéneos soportados", en los cuales se desea inmovilizar el complejo metálico
activo sobre un soporte como sílice, alúmina o carbón. Sin embargo en muchos
casos esto no es posible, ya que la entidad catalítica activa no es el complejo
inicialmente introducido a la reacción, sino una especie derivada de él.

3. La catálisis ácido-base fue de los primeros fenómenos catalíticos
observados por investigadores como Ostwald, Arrhenius, Brönsted, Euler,
etc. La constatación de que la presencia de un ácido aceleraba u orientaba
ciertas reacciones químicas fue el inicio para una serie de investigaciones
realizadas a fines del siglo pasado e inicios de éste, que se tradujeron en
una serie de numerosas aplicaciones industriales como la esterificación, la
saponificación, la hidrólisis, la halogenación, la condensación, etc.
En la catálisis ácido-base se agrupan todas las observaciones relacionadas
con la presencia en el medio acuoso de algunas especies como protones
(H+), oxhidrilos (OH-), moléculas de ácido, etcétera.
Cuando se disuelve un ácido como el clorhídrico (que es la base del
muriático) en agua, se produce una disociación como la siguiente:
HCL + H20 H30- + CL-
En la cual la molécula de agua atrapa el átomo de hidrógeno del ácido (al
cual llamamos protón por haber perdido un electrón a favor del cloro)
produciéndose iones.

4. Para colocar en evidencia esta dependencia es suficiente llevar a
cabo experimentos en los cuales se trabaje con cantidades
crecientes de ácido o de base, y la reacción debe seguir un
aumento de velocidad lineal con la concentración de ácido o de
base. En términos cinéticos esto se escribe:
Velocidad observada = ko +k[H30+] + [H30+], para el ácido,
Velocidad observada = k´o + k[OH-] [OH-], para la base
En estas dos ecuaciones ko representa la velocidad de la
reacción en ausencia de especies catalíticas.