Catálisis ácida

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Se reconocen dos tipos de catálisis ácida, la catálisis ácida específica y la catálisis ácida general.

Catalizador específicoeditar

En la catálisis ácida específica, el disolvente protonado es el catalizador. La velocidad de reacción es proporcional a la concentración de las moléculas de disolvente protonadas SH+. El catalizador ácido en sí (AH) solo contribuye a la aceleración de la velocidad al cambiar el equilibrio químico entre el disolvente S y AH en favor de la especie SH+. Este tipo de catálisis es común para ácidos fuertes en disolventes polares, como el agua.

S + AH SH SH + + A – {\displaystyle {\ce {S + AH – > SH + + A-}}}

{\displaystyle {\ce {S + AH-SH + + A-}}}

Por ejemplo, en una solución tampón acuosa, la velocidad de reacción de los reactivos R depende del pH del sistema, pero no de las concentraciones de diferentes ácidos.

rate − – d d t = k {\displaystyle {\text{rate}}= – {\frac {{\text {d}}} {{\text{d}} t}} = k {\ce { }}}

{\{\text{rate}}= - {\frac {{\text {d}}} {{\text{d}} t}} = k {\ce { }}}

Este tipo de cinética química se observa cuando el reactivo R1 está en un equilibrio rápido con su ácido conjugado R1H+ que procede a reaccionar lentamente con R2 al producto de reacción; por ejemplo, en la reacción aldólica catalizada por ácido.

Catálisis generaledItar

En la catálisis ácida general, todas las especies capaces de donar protones contribuyen a la aceleración de la velocidad de reacción. Los ácidos más fuertes son los más efectivos. Las reacciones en las que la transferencia de protones determina la velocidad exhiben catálisis ácida general, por ejemplo, reacciones de acoplamiento de diazonio.

tasa − – d d t = k 1 + k 2 + k 3+. . . {\displaystyle {\text{tasa}}=-{\frac {{\text{d}}}{{\text{d}}t}}=k_{1}{\ce { }}+k_{2}{\ce { }}+k_{3}{\ce { }}+…}

{\displaystyle {\text{tasa}}=-{\frac {{\text{d}}}{{\text{d}}t}}=k_{1}{\ce { }}+k_{2}{\ce { }}+k_{3}{\ce { }}+...}

Cuando se mantiene el pH a un nivel constante pero se cambia la concentración de tampón, un cambio en la velocidad indica una catálisis ácida general. Una velocidad constante es evidencia de un catalizador ácido específico. Cuando las reacciones se llevan a cabo en medios no polares, este tipo de catálisis es importante porque el ácido a menudo no está ionizado.

Las enzimas catalizan reacciones utilizando catálisis de ácido general y de base general.