Catálise

A velocidade de muitas reações químicas aumenta na presença de um catalisador, substância que, sem ser consumida durante a reação, aumenta a sua velocidade. Embora à primeira vista isto pareça impossível, pode acontecer de fato, porque o catalisador é uma substância usada numa etapa do mecanismo da reação e é regenerada na etapa posterior. Um catalisador atua tomando possível um novo mecanismo de reação, com uma energia de ativação menor.
O ∆H da reação é independente do mecanismo da reação e depende somente da identidade dos reagentes e produtos. Entretanto, a energia de ativação da reação catalisada é menor do que a da não-catalisada. Assim, numa dada temperatura, um maior número de moléculas reagentes possui a energia de ativação necessária para a reação catalisada do que para a não-catalisada. Então, o mecanismo catalisado predomina. Um catalisador não elimina um mecanismo de reação, mas possibilita um novo mecanismo, mais rápido. Mais moléculas, praticamente todas, seguirão o novo mecanismo (catalisado) em lugar do antigo.
- Catálise Homogênia:
Na catálise homogênea o catalisador e os reagentes estão presentes na mesma fase.
Considere o processo elementar:
A + B  produtos (lento)
Admita que este processo apresente uma energia de ativação elevada. Se, agora, adicionarmos um catalisador C à mistura reagente, um novo mecanismo, consistindo em duas etapas, toma-se possível:
Etapa 1: A + C  AC (rápida)
Etapa 2: AC + B  produtos + C (mais rápida)
E a etapa determinante da velocidade (etapa 1) tem uma menor energia de ativação.
Neste caso, ambas as energias de ativação são baixas e cada reação é mais rápida do que a reação original, não-catalisada. Note que a reação global permanece inalterada e que, enquanto o catalisador C é usado na etapa 1, será regenerado na etapa 2. A equação de velocidade da reação não-catalisada é: velocidade = k [A] [B]
E, para a reação catalisada: velocidade = k’ [A] [C]
Um exemplo de catálise homogênea é dado pela