Conversor Catalítico

Os combustíveis usados na maioria dos automóveis são a gasolina e o etanol. A combustão completa desses dois combustíveis gera dióxido de carbono (CO_2(g)) e água (H₂O). Infelizmente, porém, a combustão incompleta e as impurezas presentes no álcool e na gasolina podem gerar substâncias bastante poluentes para o meio ambiente. No caso da gasolina, são gerados o monóxido de carbono (CO_(g)); hidrocarbonetos (compostos constituídos de carbono e hidrogênio), como o etano (C₂H_6(g)); e óxidos de nitrogênio (NO_x), principalmente o monóxido de nitrogênio (NO) e o dióxido de nitrogênio (NO_2(g)).

Assim, para evitar o aumento da poluição atmosférica, todos os carros necessitam de um equipamento denominado conversor catalítico ou catalisador, que é um dispositivo antipoluição, que tem a função de tratar esses gases liberados pelo motor de combustão interna e transformá-los em gases menos nocivos. Os conversores catalíticos também são usados com essa finalidade em alguns processos industriais.

Os gases poluentes citados saem do motor e entram no conversor catalítico, passando por uma espécie de “colmeia”, cujas celas são feitas geralmente de material cerâmico ou metálico, que é revestido de alumina (óxido de alumínio – Al₂O₃). Esse formato de colmeia, com minúsculos canais, é importante, porque fornece uma grande superfície de contato com os gases, fazendo com que eles reajam mais rapidamente.

Mas o catalisador verdadeiro é um metal que fica sobre o óxido de alumínio. Normalmente os metais usados são o paládio, o ródio, a platina ou o molibdênio. Podem-se misturar também esses metais e se usar ligas. Por exemplo, no caso da gasolina, usa-se normalmente uma liga de paládio e tório; já no caso do etanol, utiliza-se mais uma liga de paládio e molibdênio. Esses metais realizam uma catálise heterogênea com os gases poluentes.

Catálise heterogênea é um tipo de reação em que o catalisador forma com os reagentes (no caso, os gases poluentes) um sistema polifásico. Isso se dá porque o catalisador adsorve, isto é, retém, as moléculas dos reagentes em sua superfície, enfraquecendo suas ligações e fazendo com que a reação se processe de forma mais rápida.

Com isso, os metais catalisadores transformam os agentes poluidores, como o CO e NO_x em gases não tóxicos, como CO₂, H₂O, O₂ e N₂. Veja algumas dessas reações a seguir e observe que por meio delas há a oxidação dos hidrocarbonetos e do CO (derivados da combustão incompleta) e também a redução dos óxidos de nitrogênio para gás nitrogênio (N₂):

2 CO_(g) + 2 NO_(g) → 2 CO_2(g) + 1 N_2(g)
2 CO_(g) + 1 O_2(g) → 2 CO_2(g)
2 C₂H_6(g) + 7 O_2(g) →4 CO_2(g) + 6 H₂O_(v)
2 NO_2(g) +4 CO_(g) →1 N_2(g) + 4 CO_2(g)
2 NO_2(g)  →1 N_2(g) + 2 O_2(g)
2 NO_(g)  →1 N_2(g) + 1 O_2(g)

Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química

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FOGAçA, Jennifer Rocha Vargas. "Conversor Catalítico"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/conversor-catalitico.htm. Acesso em 25 de setembro de 2021.