Recebido em 30/5/07; aceito em 30/7/08; publicado na web em 26/1/09 CHALLENGES OF CATALYSIS ACIDITY IN SOLIDS. This study explores the similarities between solid and liquid acid catalysts highlighting the advantages and the main challenges of heterogeneous catalytic processes. We describe the main developments in technical procedures like selection of compounds and reaction models involved in: increasing acidity, characterization of solid acidity and in coke formation.Keywords: acidity; acidity in solids; acid catalysis.
intRoDUÇÃoAntes de serem compreendidos como uma categoria à parte ou muito antes da própria existência humana, ácidos protônicos -tais quais ácido cianídrico, ácido fórmico e ácido acético -estavam presentes em diversos fragmentos de corpos celestes, como asteróides, ou mais comumente aprisionados no "gelo" de cometas. Segundo a hipótese conhecida como "nova panspermia", o surgimento da vida na Terra teria sido viabilizada pelo abastecimento desses ácidos, entre outras substâncias orgânicas, sobre a nossa superfície, trazidas do espaço pelos cometas. 1,2 No decorrer do tempo, o ser humano notabilizou-se pela capacidade de manipulação e entendimento dos ácidos, que foi fundamental para a evolução da espécie e ainda essencial para a sua sobrevivência atual e futura. Por exemplo, o aquecimento global, resultado do efeito estufa provocado pela emissão de gases como o CO 2 e CH 4 , é uma das questões de sobrevivência que tem preocupado seriamente a humanidade. Uma das alternativas viáveis de atenuação deste efeito é por meio de eletrocatálise do CO 2 , de forma a convertê-lo em combustíveis recicláveis, como CH 3 OH, CH 3 -O-CH 3 , ou em ácido fórmico, formaldeído, etileno, propileno, etc.
3O desenvolvimento de novos catalisadores, especialmente os sólidos, desde a síntese até a operacionalização final, envolve uma série de procedimentos que necessitam de profundo conhecimento de mecanismos ácido-base. O objetivo deste trabalho consistiu em investigar algumas das principais incompletudes atuais para a conceitualização da acidez na catálise no estado sólido, comparando-as com o meio líquido.
entenDimentos moDeRnos De aciDez e BasiciDaDeAo final do século XIX, o químico Svante Arrhenius definiu ácidos e bases em termos de propriedades dissociativas de íons, porém ainda não fora esclarecido que substâncias eram formadas. A idéia da existência de íons não era nova, uma vez que Michael Faraday (1791-1867) já a tinha considerado em função de seus experimentos de eletrólise. No entanto, a proposta de Arrhenius era mais revolucionária, pois considerou que os íons poderiam ser formados na ausência de corrente elétrica e, além disso, seriam responsáveis por diversas reações químicas.Não obstante o seu sucesso, a teoria de Arrhenius não se aplicava de forma adequada a soluções que não fossem aquosas e tampouco previra que certas substâncias poderiam provocar a liberação de H + ou OH -sem conter estes íons em sua fórmula. A aplicação da teoria de Arrhenius também não abrangia os sólidos, mas pouco a pouco outra...