Moléculas a reacción

Blog de divulgación del Instituto de Síntesis Química y Catálisis Homogénea

Catálisis (5). El catalizador del coche

(Fernando Gomollón Bel, ISQCH)

Desde hace tiempo los coches incluyen un catalizador justo antes del tubo de escape. Es uno de los motivos por los que tenemos que usar gasolinas sin plomo. Pero, ¿sabéis qué hace y para qué sirve? ¿Sabéis por qué no podemos usar gasolinas plomadas?catalizador de tres vías para tratamiento de gases de automóviles

El motor de un coche produce muchos gases tóxicos y contaminantes. La tarea del catalizador es convertirlos en otros gases inocuos antes de que se emitan a la atmósfera por el tubo de escape. ¿Qué gases son estos?

  • Hidrocarburos: Proceden de la gasolina que no se ha quemado totalmente en el motor de combustión. Son sustancias que pueden causar problemas respiratorios y en algunos casos (hidrocarburos aromáticos como benceno o tolueno) cancerígenas.

  • Óxidos de nitrógeno (NOx): Se originan por combinación del nitrógeno y el oxígeno del aire a las altas temperaturas a las que se produce la combustión. Son causantes de problemas medioambientales como el smog (niebla provocada por la contaminación), la lluvia ácida o la destrucción de la capa de ozono.

  • Monóxido de carbono (CO): Todo el mundo habla del dióxido de carbono, el efecto invernadero y lo peligroso que es pero, en general, la gente se olvida del monóxido de carbono. Es un gas muy peligroso porque se enlaza al hierro de la hemoglobina mucho más fuertemente que el oxígeno. Los glóbulos rojos no transportan entonces el oxígeno a la célula, produciéndose asfixia y, si la cantidad de CO es elevada o la exposición prolongada, la muerte.

Los modernos catalizadores de tres vías, que son un ejemplo de catálisis heterogénea, eliminan estos gases tal y como se esquematiza en el siguiente diagrama:

En una primera etapa, un catalizador de rodio reduce los óxidos de nitrógeno para convertirlos en nitrógeno molecular (N2). El N2 es el componente mayoritario (78%) de la atmósfera terrestre, emitirlo no supone ningún problema. Esta es la primera “vía” del catalizador.

En una segunda etapa (el catalizador de paladio), se deja entrar más aire del exterior (que contiene oxígeno) y se queman, se oxidan por completo los hidrocarburos y el monóxido de carbono para obtener CO2 y vapor de agua (la segunda y tercera “vías”). El agua y el CO2 son componentes naturales de la atmósfera pero son ambos causantes de efecto invernadero. Por lo tanto, con el segundo catalizador contaminamos la atmósfera, pero dejamos de emitir gases que en concentraciones elevadas son mortales.

Queda por explicar el problema del plomo. ¿Por qué las gasolinas, desde hace unos años, son “sin plomo”? Cabría pensar que el motivo principal de la eliminación del plomo es la preocupación de los fabricantes por el medio ambiente. El plomo es muy tóxico para los seres vivos. En parte es así, pero el plomo se eliminó, sobre todo, porque envenena los catalizadores del coche. Cuando un catalizador se envenena, deja de funcionar para siempre. Reponerlo supone grandes costes ya que los metales que lleva en su interior (rodio, paladio, platino…) son bastante caros. Además, si deja de funcionar, emitimos de nuevo los compuestos tóxicos (gases de nitrógeno, CO, etcétera) a la atmósfera.

Artículo e imágenes cedidas por Electrones Excitados.com. Las clases del Dr. José Antonio López (ISQCH) han inspirado en gran parte este articulo divulgativo.

Acerca de isqch

El Instituto de Síntesis Química y Catálisis Homogénea (ISQCH) es un instituto de investigación química mixto entre el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad de Zaragoza.

2 comentarios el “Catálisis (5). El catalizador del coche

  1. Muchas gracias por explicarnos como incide el Co2 o el plomo en nuestro ecosistema. Es un post muy útil.

  2. Pingback: Química y patentes (II): el tetraetilplomo | Moléculas a reacción

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Esta entrada fue publicada en 16/11/2012 por en Catálisis y etiquetada con , , , , .

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