Ciclo catalítico - Catalytic cycle
Em química , um ciclo catalítico é um mecanismo de reação de várias etapas que envolve um catalisador . O ciclo catalítico é o principal método para descrever o papel dos catalisadores em bioquímica , química organometálica , química bioinorgânica , ciência dos materiais, etc.
Uma vez que os catalisadores são regenerados, os ciclos catalíticos são geralmente escritos como uma sequência de reações químicas na forma de um loop. Em tais loops, a etapa inicial envolve a ligação de um ou mais reagentes pelo catalisador e a etapa final é a liberação do produto e a regeneração do catalisador. Artigos sobre o processo Monsanto , o processo Wacker e a reação de Heck mostram ciclos catalíticos.
Um ciclo catalítico não é necessariamente um mecanismo de reação completo . Por exemplo, pode ser que os intermediários tenham sido detectados, mas não se sabe por quais mecanismos as reais reações elementares ocorrem.
Pré-catalisadores
Os pré- catalisadores não são catalisadores, mas são precursores de catalisadores. Os pré-catalisadores são convertidos no reator nas espécies catalíticas reais. A identificação de catalisadores vs pré-catalisadores é um tema importante na pesquisa em catálise.
A conversão de um pré-catalisador em catalisador é freqüentemente chamada de ativação do catalisador . Muitos halogenetos metálicos são pré-catalisadores para polimerização de alceno , veja catalisador Kaminsky e catálise Ziegler-Natta . Os pré-catalisadores, por exemplo, tricloreto de titânio , são ativados por compostos de organoalumínio , que funcionam como ativadores de catalisador . Os óxidos de metal são frequentemente classificados como catalisadores, mas na verdade quase sempre são pré- catalisadores. As aplicações incluem metátese de olefinas e hidrogenação . Os óxidos de metal requerem algum reagente de ativação, geralmente um agente redutor, para entrar no ciclo catalítico.
Freqüentemente, os ciclos catalíticos mostram a conversão de um pré-catalisador em catalisador.
Catalisadores sacrificiais
Freqüentemente, um chamado catalisador sacrificial também faz parte do sistema de reação com o propósito de regenerar o verdadeiro catalisador em cada ciclo. Como o nome indica, o catalisador sacrificial não é regenerado e é irreversivelmente consumido, portanto não é um catalisador. Este composto sacrificial também é conhecido como um catalisador estequiométrico quando adicionado em quantidades estequiométricas em comparação com o reagente principal . Normalmente, o verdadeiro catalisador é uma molécula cara e complexa e adicionada em quantidades tão pequenas quanto possível. O catalisador estequiométrico, por outro lado, deve ser barato e abundante. Os "catalisadores sacrificiais" são mais precisamente referidos pelo seu papel real no ciclo catalítico, por exemplo, como um redutor, um oxidante terminal ou um iniciador.