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Focus On: Il platino, il palladio, l'oro e gli altri catalizzatori metallici

Cos'è la catalisi e perchè è importante

Focus On: Il platino, il palladio, l'oro e gli alt

Per quale motivo l'oro e il platino sono considerati dei metalli preziosi? Senza dubbio, una delle ragioni è rappresentata dalla loro disponibilità sul nostro pianeta: quanto più essa si riduce, tanto più i prezzi salgono. Ma tali metalli sono molto importanti - e quindi preziosi - anche a livello industriale, dal momento che si tratta di catalizzatori: per capire che cosa vuol dire, è necessario fare riferimento al concetto di catalisi, che è - appunto - l'azione che viene svolta dai catalizzatori.

La catalisi

La catalisi viene considerata eterogenea nel momento in cui il catalizzatore non costituisce con i reagenti una fase unica: per esempio, può essere solido in presenza di un reagente liquido o gassoso. Si parla di catalisi omogenea, invece, se il catalizzatore è in fase con i reagenti: in tale circostanza in genere il catalizzatore e i reagenti producono dei composti transitori intermedi che risultano più reattivi rispetto al reagente stesso. Il catalizzatore viene, poi, liberato dalla formazione dei prodotti finali, e quindi essendo ripristinato è in grado di ripetere la propria azione.

I catalizzatori metallici

Di solito i catalizzatori metallici non sono omogenei ma eterogenei, dal momento che sono solidi in grado di incrementare la velocità di reazioni che si svolgono, invece, in fase liquida o in fase gassosa. Il motivo per cui essi sono tanto preziosi va individuato nel fatto che essi risultano indispensabili per le reazioni, le quali non potrebbero avvenire in loro assenza o comunque si potrebbero verificare in tempi troppo lunghi rispetto a quelli che una produzione industriale impone. L'oro, in particolare, è impiegato in qualità di catalizzatore per la reazione di decomposizione dell'ossido di azoto, che viene separato in ossigeno e azoto. Si ricorre all'argento, invece, per eseguire il processo di ossidazione che a partire dal metanolo p ermette di produrre la formaldeide.

Il ruolo del metallo

In un processo di catalisi, il metallo ha tra l'altro il compito di mettere a disposizione una superficie su cui sono collocati i reagenti, ovviamente in una posizione tale da garantire una interazione appropriata. La cosiddetta idrogenazione, che consiste nell'aggiunta di idrogeno a un doppio legame carbonio-carbonio, costituisce un chiaro esempio di questa circostanza: è quel che accade con acidi grassi insaturi e alcheni. Il platino e il palladio sono altri metalli preziosi che vengono impiegati per fare in modo che la molecola biatomica di idrogeno possa essere legata e che i due atomi vengano ceduti uno alla volta. L'attacco degli atomi di idrogeno si verifica nel medesimo lato in cui c'è il doppio legame.

A livello industriale, si ricorre al platino anche per trovare un'alternativa al pentossido di vanadio nell'anidride solforica, che viene sintetizzata a partire dal diossido di zolfo, vale a dire l'anidride solforosa. Lo step seguente consente di generare uno degli acidi più usati in ambito industriale, e cioè l'acido solforico. La marmitta catalitica delle macchine, come il suo nome lascia intuire, può essere presa a esempio come una delle applicazioni quotidiane di tali metalli: all'interno essa comprende non solo il platino, ma anche il rodio e il palladio. Lo scopo di questa marmitta è quello di favorire l'eliminazione delle molecole inquinanti o tossiche che si generano a causa della combustione del carburante che si trova nel serbatoio, e in particolare degli ossidi dell'azoto e del monossido di carbonio. In più, si completa il consumo di quegli idrocarburi che nel corso dell a combustione non sono stati del tutto degradati. 

L'avvelenamento, infine, è il processo di deposito sulla superficie dei metalli di specifiche sostanze che sono in grado di disattivare le loro proprietà e, quindi, di limitare la loro capacità di catalizzare. 


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