Ejemplos de catalizadores y sus funciones
Una guía con 67 catalizadores reales y la función que cumple cada uno, de la industria pesada a las enzimas del cuerpo humano.
Los catalizadores son sustancias que hacen posible que una reacción ocurra más deprisa, o en condiciones más suaves, sin gastarse en el proceso. Están en las fábricas de fertilizantes, en el tubo de escape de los coches, en el detergente de la lavadora y en cada célula de nuestro cuerpo. En este artículo encontrarás más de 80 ejemplos de catalizadores ordenados por ámbito, con la función concreta que cumple cada uno.
¿Qué es un catalizador?
Un catalizador es una sustancia que aumenta la velocidad de una reacción química al ofrecer un mecanismo alternativo con menor energía de activación, y que se recupera sin cambios al final. No altera el equilibrio ni la energía total de la reacción: solo acorta el camino. El concepto de catálisis fue propuesto por Jöns Jacob Berzelius en 1835. Cuando el catalizador es una proteína (o, en algunos casos, un ARN) hablamos de biocatalizador o enzima.
Características
- Actúan en pequeñas cantidades: una sola molécula puede transformar miles o millones de moléculas de reactivo.
- Son específicos: cada catalizador favorece unas reacciones concretas, sobre todo las enzimas.
- No se consumen, aunque pueden desactivarse por envenenamiento o desgaste.
- No cambian el equilibrio: aceleran por igual la reacción directa y la inversa.
- Pueden ser selectivos: orientan la reacción hacia un producto y no hacia otros.
Ejemplos de catalizadores y sus funciones
Industria química de base
| Catalizador | Función |
|---|---|
| Hierro con óxidos de potasio y aluminio | Sintetizar amoniaco (Haber-Bosch), base de los fertilizantes nitrogenados. |
| Pentóxido de vanadio (V2O5) | Oxidar SO2 a SO3 para obtener ácido sulfúrico. |
| Malla de platino-rodio | Oxidar amoniaco a monóxido de nitrógeno (proceso Ostwald, ácido nítrico). |
| Cu/ZnO/Al2O3 | Producir metanol a partir de CO, CO2 e hidrógeno. |
| Plata | Oxidar etileno a óxido de etileno (anticongelantes, detergentes). |
| Níquel soportado | Reformar metano con vapor para producir hidrógeno. |
| Hierro o cobalto | Convertir gas de síntesis en hidrocarburos líquidos (Fischer-Tropsch). |
| Óxido de hierro (Fe2O3) | Reacción de desplazamiento del gas de agua a alta temperatura (CO + H2O → CO2 + H2). |
| Cloruro de paladio y cloruro de cobre | Oxidar etileno a acetaldehído (proceso Wacker). |
| Complejos de rodio o iridio con yoduros | Fabricar ácido acético a partir de metanol y CO (procesos Monsanto y Cativa). |
Refino y plásticos
| Catalizador | Función |
|---|---|
| Zeolitas (tipo Y, ZSM-5) | Romper hidrocarburos pesados en gasolina (craqueo catalítico). |
| Platino sobre alúmina | Reformar naftas y aumentar el octanaje. |
| Cobalto-molibdeno o níquel-molibdeno | Eliminar azufre de los combustibles (hidrodesulfuración). |
| Ziegler-Natta (TiCl4 + trietilaluminio) | Polimerizar etileno y propileno (polietileno, polipropileno). |
| Metalocenos de circonio | Fabricar poliolefinas con estructura muy controlada. |
| Óxido de cromo sobre sílice | Producir polietileno de alta densidad (proceso Phillips). |
| Trióxido de antimonio | Catalizar la policondensación del PET de las botellas. |
Química fina y farmacéutica
| Catalizador | Función |
|---|---|
| Paladio con fosfinas | Unir fragmentos de carbono (acoplamientos de Suzuki, Heck y Negishi). |
| Catalizadores de Grubbs y Schrock | Reorganizar dobles enlaces C=C (metátesis de olefinas). |
| Catalizador de Wilkinson | Hidrogenar alquenos en disolución. |
| Complejos BINAP-rutenio (Noyori) | Hidrogenaciones asimétricas para obtener un solo enantiómero. |
| Catalizador de Lindlar | Hidrogenar alquinos hasta alquenos cis, sin llegar al alcano. |
| Prolina y otras moléculas orgánicas | Organocatálisis asimétrica sin metales. |
| Cloruro de aluminio | Alquilar y acilar anillos aromáticos (Friedel-Crafts). |
| Ácido sulfúrico | Formar ésteres a partir de ácidos y alcoholes. |
| Níquel Raney | Hidrogenar grupos funcionales en laboratorio e industria. |
Medio ambiente y energía
| Catalizador | Función |
|---|---|
| Platino, paladio y rodio (catalizador de tres vías) | Transformar CO, hidrocarburos y NOx del escape en CO2, agua y N2. |
| Catalizador de oxidación diésel (platino-paladio) | Oxidar CO e hidrocarburos en motores diésel. |
| V2O5-WO3/TiO2 o zeolitas de cobre | Reducir NOx con urea (sistema SCR con AdBlue). |
| Platino en carbono | Acelerar las reacciones de los electrodos en las pilas de combustible. |
| Óxido de iridio | Liberar oxígeno en electrolizadores de membrana para producir hidrógeno verde. |
| Dióxido de titanio | Degradar suciedad y contaminantes con luz (fotocatálisis). |
Enzimas del cuerpo humano
| Enzima | Función |
|---|---|
| Amilasa salival (ptialina) | Iniciar la digestión del almidón en la boca. |
| Pepsina | Romper proteínas en el estómago, a pH ácido. |
| Tripsina y quimotripsina | Continuar la digestión de proteínas en el intestino. |
| Lipasa pancreática | Descomponer triglicéridos en ácidos grasos y glicerol. |
| Lactasa | Hidrolizar la lactosa de la leche. |
| Sacarasa | Descomponer la sacarosa en glucosa y fructosa. |
| Catalasa | Eliminar el peróxido de hidrógeno tóxico. |
| Superóxido dismutasa | Neutralizar radicales superóxido. |
| Anhidrasa carbónica | Transformar CO2 en bicarbonato para transportarlo en la sangre. |
| Hexoquinasa | Fosforilar la glucosa, primer paso de la glucólisis. |
| ATP sintasa | Fabricar ATP en las mitocondrias. |
| ADN polimerasa | Copiar el ADN antes de la división celular. |
| ARN polimerasa | Transcribir el ADN en ARN. |
| Helicasa | Separar las dos hebras del ADN. |
| ADN ligasa | Unir fragmentos de ADN. |
| Acetilcolinesterasa | Degradar la acetilcolina para cortar el impulso nervioso. |
| Trombina | Convertir fibrinógeno en fibrina en la coagulación. |
| Lisozima | Romper la pared de bacterias (presente en lágrimas y saliva). |
| Ribosoma (ARN ribosómico) | Formar los enlaces peptídicos de las proteínas; es una ribozima. |
Enzimas en plantas y microorganismos
- Rubisco: fija el CO2 atmosférico en el ciclo de Calvin.
- Nitrogenasa: convierte el N2 del aire en amoniaco en bacterias como Rhizobium.
- Luciferasa: produce la luz de las luciérnagas.
- Zimasa (conjunto enzimático de la levadura): fermenta los azúcares en etanol y CO2.
- Taq polimerasa: copia ADN a alta temperatura; procede de Thermus aquaticus y es clave en la PCR.
Enzimas industriales y domésticas
- Proteasas (subtilisina): quitan manchas de sangre o huevo en los detergentes.
- Amilasas: eliminan manchas de almidón y licúan almidón en la industria.
- Lipasas: quitan manchas de grasa en la ropa.
- Celulasas: reavivan el color del algodón y dan el efecto lavado a la piedra de los vaqueros.
- Glucosa isomerasa: transforma glucosa en fructosa para el jarabe de maíz.
- Quimosina (cuajo): coagula la leche en la fabricación del queso.
- Lactasa industrial: elabora leche sin lactosa.
- Pectinasas: clarifican zumos y vinos.
- Papaína y bromelina: ablandan la carne.
- Transglutaminasa: une proteínas en productos cárnicos y lácteos.
- Invertasa: mantiene blando el relleno de bombones y caramelos.
Clasificación
- Según la fase: homogéneos (misma fase que los reactivos) y heterogéneos (sólidos con reactivos gaseosos o líquidos).
- Según su naturaleza: metálicos, ácidos o básicos, organocatalizadores y biocatalizadores.
- Enzimas según la Unión Internacional de Bioquímica (clases EC): oxidorreductasas, transferasas, hidrolasas, liasas, isomerasas, ligasas y translocasas (séptima clase, añadida en 2018).
Si te interesa el contraste entre los que aceleran y los que frenan, consulta los ejemplos de catalizadores positivos y negativos; y para las moléculas que ayudan a las enzimas, los ejemplos de coenzimas.
Ejercicios resueltos
1. ¿Qué catalizador se usa para fabricar amoniaco y cuál es su utilidad principal?
Se usa hierro con promotores en el proceso Haber-Bosch; el amoniaco sirve sobre todo para fabricar fertilizantes.
2. Relaciona: lactasa, lipasa, ADN polimerasa — copiar ADN, digerir grasas, digerir lactosa.
Lactasa → lactosa; lipasa → grasas; ADN polimerasa → copiar ADN.
3. ¿El catalizador de un coche es homogéneo o heterogéneo?
Es heterogéneo: los metales son sólidos y los gases de escape pasan sobre ellos.
4. ¿A qué clase EC pertenece la pepsina, que rompe enlaces añadiendo agua?
Pertenece a las hidrolasas.
5. ¿Por qué los detergentes «biológicos» lavan bien a 30 °C?
Porque contienen enzimas (proteasas, amilasas, lipasas) que degradan las manchas sin necesidad de agua muy caliente.
Importancia
Sin catalizadores no existirían la mayoría de los fertilizantes, plásticos y medicamentos, y la contaminación de los vehículos sería mucho mayor. Permiten trabajar a menor temperatura y presión, con lo que ahorran energía y generan menos residuos, uno de los principios de la química verde. En los seres vivos, las enzimas aceleran reacciones que de otro modo tardarían años y hacen posible el metabolismo.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la función de un catalizador?
Acelerar una reacción química rebajando su energía de activación, sin consumirse y sin cambiar el equilibrio.
¿Las enzimas son catalizadores?
Sí. Son catalizadores biológicos, casi siempre proteínas, muy específicos y que funcionan a temperatura corporal.
¿Qué catalizadores hay en un coche?
El catalizador de tres vías de los motores de gasolina (platino, paladio y rodio) y, en los diésel, el de oxidación y el sistema SCR que usa AdBlue.
¿Qué es un catalizador heterogéneo?
El que está en una fase distinta a la de los reactivos, normalmente un sólido sobre el que reaccionan gases o líquidos.
¿Qué enzimas llevan los detergentes?
Proteasas, amilasas, lipasas y celulasas, que eliminan manchas de proteínas, almidón y grasa y cuidan el tejido.
Referencias
- IUPAC: Compendium of Chemical Terminology («Gold Book»), entrada «catalyst».
- Nelson, D. L. y Cox, M. M.: Lehninger. Principios de bioquímica, capítulo 6 (enzimas).
- Chang, R.: Química, capítulo de cinética química.
Cómo citar este artículo
Equipo de Conceptualia. (2026). «Ejemplos de catalizadores y sus funciones». Conceptualia. https://conceptualia.es/ejemplos/ejemplos-de-catalizadores-y-sus-funciones/
