Muitos catalisadores metálicos, particularmente aqueles para metais preciosos, são tipicamente depositados como filmes muito finos sobre uma substância com grande área superficial por unidade de massa, como alumina \left(\mathrm{Al}_{2} \mathrm{O}_{3}\right) ou sílica ( \mathrm{SiO}_{2} ). Por que essa é uma maneira eficaz de utilizar o material catalítico?

Passo 1

O enunciado diz que metais preciosos usados como catalisadores são depositados em filmes muito finos sobre suportes de alta área superficial (por exemplo, \mathrm{Al}_2\mathrm{O}_3 ou \mathrm{SiO}_2). O conteúdo é catálise heterogênea, em que a reação química ocorre na superfície do metal, e precisamos entender como a dispersão do metal e a área superficial influenciam a atividade catalítica.

Passo 2

Na catálise heterogênea, cada átomo de metal exposto na superfície pode atuar como um sítio ativo onde as moléculas reagentes se adsorvem, reagem e se dessorvem. A quantidade de sítios ativos é proporcional à área superficial do metal acessível aos reagentes. Depósitos muito finos sobre um material com grande área superficial garantem que quase todos os átomos metálicos fiquem expostos, em vez de estarem no “miolo” de partículas grandes, onde seriam inacessíveis.

Passo 3

Ao dispersar o metal como filme fino num suporte poroso de alta área, aumenta-se enormemente a razão área superficial/massa do metal. Isso:
  • Maximiza o número de sítios ativos por grama de metal;
  • Diminui a quantidade de metal precioso necessária;
  • Evita agregação (sinterização) de partículas metálicas, preservando a atividade.

Resposta

Depositar o metal em forma de filme extremamente fino sobre um suporte de alta área superficial maximiza a área exposta e o número de sítios ativos por massa de metal, garantindo alta eficiência catalítica com mínimo uso de material precioso.

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