Esempi di reazioni catalitiche

N2 + 3 H2 → 2 NH3

La ricerca del catalizzatore adatto fu lunga e laboriosa e inizialmente fu adottato il tetrossido di osmio OsO4, ma i suoi  alti costi, unitamente alla sua scarsa disponibilità spinsero Haber a ricercare un altro catalizzatore che fu individuato nel ferro attivato con ossidi di metalli alcalini.

In particolare venne utilizzato, unitamente al ferro, l’ossido di potassio K2O quale promotore e l’ossido di alluminio Al2O3 quale protettore.

La sintesi dell’acido solforico riveste un’enorme importanza al punto che il suo consumo è un indice delle attività chimiche di una nazione.

Uno dei processi di produzione industriale è quello a contatto catalitico. La fase critica della sintesi dell’acido solforico è la preparazione di SO3 che viene poi fatto ulteriormente reagire per dare H2SO4. La sintesi di SO3 viene realizzata usando quale catalizzatore il pentossido di bivanadio che agisce secondo Neumann secondo la seguente sequenza di reazioni:

V2O5 + SO2 = V2O4 + SO3

V2O + 2 SO2 + O2 = 2 VOSO4

2 VOSO4 = V2O5 + SO2 + SO3

Tra le infinite reazioni che vengono realizzate quotidianamente nelle industrie quella che è più cara ai chimici italiani è sicuramente quella del polipropilene isotattico che valse a un italiano per la prima e speriamo non ultima volta il Premio Nobel per la Chimica.

Giulio Natta, unitamente a Karl Ziegler ottennero l’ambito premio per la scoperta dei catalizzatori stereospecifici che in loro onore vengono tuttora chiamati catalizzatori Ziegler Natta.

Il monomero di partenza per la sintesi del polimero è il propilene e la reazione di polimerizzazione può essere schematizzata come segue:

polimerizzazione

Il catalizzatore usato nella sintesi riesce ad orientare in modo regolare tutti i gruppi –CH3 dallo stesso lato della catena polimerica ed è detto stereospecifico.

Esso è costituito da un catalizzatore e da un co-catalizzatore: il catalizzatore è tricloruro di titanio TiCl3 o tetracloruro di titanio TiCl4 a cui vengono affiancati Al(C2H5)2Cl o Al(C2H5)3. Consideriamo il sistema TiCl3/ Al(C2H5)2Cl.

Solo lo studio e la ricerca possono portare a risultati inaspettati consentendo la realizzazione di reazioni che, sia pur termodinamicamente favorite, non vengono fatte perché non si conosce il catalizzatore adatto.

 

 

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Author: Chimicamo

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