catálise (química)

A catálise consiste num fenómeno em que uma quantidade relativamente pequena de um material estranho à estequiometria, o catalisador, aumenta ou diminui (catálise negativa) a velocidade de uma reação química sem ser consumido no processo.

A grande maioria dos processos químicos são processos catalíticos, podendo mesmo afirmar-se que mais de 80% dos produtos da indústria química envolvem um catalisador numa ou outra fase do seu fabrico. A indústria química nacional tem vindo a dar mostras de uma consciencialização crescente para a importância da catálise, nomeadamente para a necessidade de conhecer melhor os seus fundamentos e para a vantagem de uma correta caracterização dos catalisadores que utiliza.

O desenvolvimento da catálise como ciência autónoma passou por diversas fases desde que, em 1836, o químico sueco Jöns Jacob Berzelius (1779-1848) inventou o termo catálise, para descrever processos em que pequenas quantidades de certas substâncias originavam extensas transformações químicas sem serem consumidas. Berzelius, contudo, interpretou erradamente esse efeito, atribuindo-o a uma força catalítica.

A natureza cinética do fenómeno só seria reconhecida no início do século XX após os trabalhos do químico alemão Wilhelm Ostwald (1853-1932), que definiu catalisador como uma substância capaz de alterar a velocidade de uma reação química sem aparecer nos produtos. A partir de 1950, com o aparecimento de novas técnicas experimentais, a catálise conhece um grande desenvolvimento. Descobriram-se novos processos catalíticos, que constituem a base da moderna indústria química e petroquímica.

Quando o catalisador e os reagentes estão dispersos na mesma fase, a catálise diz-se homogénea. Quando o catalisador constitui uma fase separada, a catálise é heterogénea. Neste caso, a reação química ocorre na interface entre as fases, e a sua velocidade é proporcional à área respetiva.

Em catálise heterogénea são possíveis diversas combinações de fases, mas em geral o catalisador é um sólido, enquanto que os reagentes e produtos se distribuem por uma ou mais fases fluidas.

Existe ainda um terceiro tipo de catálise, a catálise enzimática, que possui um carácter intermédio entre a homogénea e a heterogénea. O catalisador é uma macromolécula (enzima) que por um lado se pode considerar dispersa juntamente com os reagentes formando uma só fase, mas que já é suficientemente grande para se poderem considerar centros ativos na sua superfície.