Catalisadores 

Hoje iremos ver sobre os catalisadores e seus efeitos no dia-a-dia.

 

Como vimos nas postagens anteriores a cinética é a parte da química que estuda a velocidade de uma reação ou seu processo físico. Os catalisadores representam as moléculas que responsáveis pelo efeito sobre a velocidade dos processos químicos. Vocês sabem me dizer a definição dos catalisadores? São espécies químicas que, juntamente comas moléculas que estão reagindo, fazem a reação se desenvolva em uma velocidade maior sem ser consumido.

Um bom exemplo de catalisador muito comum no dia-a-dia é a água oxigenada (H202), usada como bactericida em cortes e em ferimentos profundos, produz uma intensa efervescência que determina o aumento da velocidade da decomposição. Acredita-se que essa efervescência é o indicio de infecção, mas é o aumento da decomposição provocada por uma enzima que está presente no corpo humano, a catalase. 

Efeito da água oxigenada em um ferimento.

 Outros componentes que também apresentam a catalase é a batata, o fígado e em bactérias como estafilococos. Em laboratórios de análise utiliza-se água oxigenada para identificar essa bactéria. A seguir vemos um vídeo que explica bem a reação da catalase e da água oxigenada.

 

 Nem sempre os catalisadores apresentaram utilidade ao cotidiano, por exemplo, podem ser usados para melhorar o desempenho de reações em indústrias. Um exemplo de catalisador industrial são os compostos de CFC ( cloro-flúor-carbono) que aumentam violentamente a velocidade de decomposição o ozônio (O3), nas camadas da atmosfera. Os CFC são utilizados em sistemas de refrigeração e como propelentes de spray , quando atingem certa altitude na atmosfera, ele quebra e libera os átomos de cloro, que formarão compostos intermediários que irão reagir com o ozônio (O3).

Reação de decomposição do ozônio

    Mas como nosso assunto são os catalisadores do dia-a-dia,vamos a alguns exemplos que estão presentes em nossas atividades diárias e muita das vezes nós não percebemos.

No nosso corpo existe constantes reações que são essenciais para a vida , como por exemplo  as proteínas, carboidratos e gorduras que são consumidos e transformados em novas substâncias para que nosso organismo possa absorver. Tais transformações que só são possíveis através das enzimas.

As enzimas são moléculas de proteínas de grande massa que atuam como catalisadores biológicos , que são capazes de acelerar o metabolismo ( reações do organismo). Elas são altamente específicas, isso significa que cada uma age como catalisadora de uma reação, isso ocorre por que as enzimas possuem um centro ativo chamado que combinado com o composto que sofrerá a reação enzimática, esse composto é chamado de substrato.

No exemplo abaixo isso é simplificado:

 

Veja que a enzima reage com o substrato de forma específica, criando um composto intermediário capaz de se decompor mais facilmente e ser consumido pelo organismo. Além disso a enzima não é consumida, como ocorre com os catalisadores. Alguns exemplos de enzimas do nosso organismo são a pepsina, que está presente no estômago e acelera a digestão, outra presente também é a anidrase carbônica, que converte o gás carbônico em ácido carbônico cerca de 5 mil vezes mais rápido do que sem a sua presença.

Há também o uso de enzimas em certos produtos, os mais comuns são os produtos de limpeza por que tais enzimas tem a eficácia em remoção de matéria orgânica, baixa o custo de produção das fábricas, pois economiza em energia de fabricação e são biodegradáveis, sendo menos tóxicos aos consumidores. Em certos detergentes iônicos, pode-se observar uma estrutura básica, composta por duas partes onde uma se liga às moléculas de água e outra que se liga  as substâncias que vão ser diluídas, como a matéria orgânica, fazendo uma ponte entre as substâncias e as moléculas de água, permitindo que sejam dissolvidas.Por um lado esse tipo de detergente é potente , pois possui íons livres, por outro lado acabam por reagir de forma inespecífica com outras substâncias, compostas por matéria orgânica ou não. Os detergentes enzimáticos tem o mesmo princípio da digestão, porém de forma muito mais rápida.

As enzimas desses produtos são as proteases, as amilases, as lipases e as celulases, que são obtidas através da engenharia genética, tendo como matéria prima as bactérias, fungos e microrganismos.

Exemplo de biodegradador enzimático

                                                                                                                                                               

 

 

 

E por último um dos exemplos mais comuns são os catalisadores em efeito no amadurecimento das frutas. Muitas vezes já reparamos quando uma fruta madura entra em contato com frutas "verdes" elas aceleram o processo de amadurecimento, também já deve ter reparado que esse fenômeno ocorre principalmente no verão, quando a temperatura é mais elevada. A resposta para isso está na química , a fruta madura libera etileno, substância capaz de iniciar uma reação química, no qual o amido é convertido em açúcar. Assim o etileno liberado em uma fruta induz o amadurecimento na outra que esteja próxima. A ação do etileno é menor em baixas temperaturas. 

Em conclusão, podemos dizer que o processo de amadurecimento passa por três etapas:

1- Oxidação de Lipídios- Essa reação é produzida pelo rompimento nas fibras do fruto;

2- Quebra das Ligações do Amido- A doçura das frutas maduras aparece no momento da quebra das ligações;

3-Quebra das moléculas da Clorofila- O etileno responsável ainda por quebrar as moléculas de clorofila na casca, daí que provem a cor verde, após esse processo o fruto apresenta coloração avermelhada ou amarelada.

Também é bem comum que as pessoas enrolem os frutos em folhas de jornal, esse processo também é efetivo no amadurecimento dos frutos, por que como o sistema fica fechado, o etileno se acumula e o processo é acelerado.