Attività catalitica degli elementi del blocco d

Un catalizzatore è una sostanza che accelera la velocità di una reazione termodinamicamente favorita modificando il suo meccanismo e portando a una diminuzione dell’energia di attivazione.

Attività catalitica degli elementi del blocco d

metalli

Gli elementi del blocco d costituiscono degli ottimi catalizzatori a causa della molteplicità dei loro numeri di ossidazione che consente a questi elementi di poter variare il loro numero di ossidazione nel corso della reazione per ritornare, alla fine della stessa al loro numero di ossidazione iniziale.

Un’altra possibile motivazione dell’attività catalitica dei metalli del blocco d risiede nel fatto che essi hanno orbitali d parzialmente vuoti che consentono ai reagenti di potersi coordinare sulla superficie della molecola. Ciò comporta che nei reagenti, coordinati al metallo di transizione, i legami si indeboliscono favorendo la reazione.

Esempi

Il perossido di idrogeno H2O2 è un liquido instabile che si decompone lentamente in presenza di luce secondo la reazione:

2 H2O2 → 2 H2O + O2

la cui velocità può essere determinata conoscendo la quantità di O2 che si forma nel tempo. Sono stati sperimentati come catalizzatori alcuni ossidi di metalli del blocco d e si è riscontrato che quello meno efficace è l’ossido di zinco. Si noti che lo zinco ha configurazione elettronica  [Ar] 3d10, 4s2 ed ha quindi l’orbitale d pieno. La reazione decorre con maggiore velocità con l’ossido di rame (II) ma il biossido di manganese MnO2 è il catalizzatore più efficace.


decomposizione perossidi di idrogeno
mdpi

L’idrogenazione degli alcheni porta alla rottura del legame π e alla formazione dell’alcano corrispondente. La reazione avviene in presenza di catalizzatore che può essere platino, palladio o nichel. Il meccanismo proposto prevede che il metallo adsorba sulla sua superficie sia l’idrogeno che l’alchene che si vengono così a trovare legati alla superficie del metallo e possono reagire in modo concertato

 

idrogenazione catalitica

La formazione di acido solforico avviene secondo il metodo di contatto in cui viene utilizzato lo zolfo proveniente dall’industria petrolchimica. La prima reazione prevede la reazione tra zolfo e ossigeno con ottenimento dell’anidride solforosa:

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Author: Chimicamo

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