Uma suposição comum em química é que o número de coordenação da superfície de um catalisador determina a reatividade da reação que ele catalisa. Surpreendentemente, Químicos da Universidade de Leiden provaram que isso não é verdade para a reação química mais simples da natureza:a dissociação do hidrogênio. Os pesquisadores conseguiram medir as chamadas reatividades absolutas dessa reação, um primeiro na ciência. Eles publicaram suas descobertas em Angewandte Chemie .

Arma secreta

Os catalisadores são amplamente usados ​​em nossas vidas diárias, como o catalisador de platina no escapamento do carro. Contudo, muitas vezes não é compreendido como exatamente funcionam. O professor Ludo Juurlink e seu grupo tentam mudar isso e têm uma arma secreta para fazer isso:uma superfície curva de platina. Ano passado, este equipamento rendeu-lhes duas publicações em revistas importantes:em Ciência eles finalmente provaram qual modelo teórico para a reação de hidrogênio na platina está correto e em PNAS eles mostraram como o oxigênio reage na platina. Agora, os químicos usaram essa platina especial para sacudir uma importante ideia estabelecida na química:coordenação.

Ampliando um catalisador

Para explicar isso, primeiro temos que dar uma olhada na superfície de um catalisador, que é onde ocorrem as reações químicas. Essa superfície consiste em átomos - átomos de platina neste estudo - que estão alinhados de uma maneira específica. Cada átomo tem um número de coordenação diferente, indicando quantos outros átomos circundam este átomo particular. Se tomarmos a reação do hidrogênio na platina como exemplo, a ideia geral era a seguinte:o número de coordenação dos átomos na superfície da platina determina a reatividade com o hidrogênio molecular.

A equipe de Leiden usou dois cristais de platina curvos para testar essa hipótese. "Como a superfície da platina é curva, a estrutura atômica muda muito gradualmente ao longo da superfície, "explica o líder do grupo Juurlink." Você pode comparar esta estrutura a uma escada, cujos passos em direção às bordas se tornam cada vez mais estreitos. No meio, parece mais um salão de baile. "Mas por que isso é importante? A superfície de um catalisador não é plana e lisa, mas irregular, com passos e torções. E exatamente nessas irregularidades, reações químicas ocorrem. Com a platina curva, os pesquisadores imitam esse efeito, ao mesmo tempo em que sabe exatamente quantos degraus ou torções cada parte do cristal tem. Isso permitiu que os químicos medissem a reatividade do hidrogênio em comparação com a densidade das etapas ou dobras na platina.

Passos e torções

“Identificamos três tipos de irregularidades, "diz a candidata a Ph.D. Sabine Auras, primeiro autor do estudo. "Existem o tipo A, o tipo B, e o tipo dobrado. "Para cada tipo, ela mediu as reatividades. Onde a superfície tem mais degraus ou mais torções, a reatividade aumenta. Até aqui, nada de novo sob o sol. “Mas também constatamos que esse aumento é diferente para cada tipo de irregularidade. E essa diferença não corresponde ao que se esperaria em termos de coordenação”. Em vez de, a equipe definiu seções transversais para a interação de hidrogênio e etapas ou torções, que são um marco importante para outros pesquisadores da área.

Visão de longo prazo

As bases para esta publicação em Angewandte Chemie foram colocados cinco anos atrás, quando o ex-Ph.D. O candidato Dima Bashlakov descobriu algo especial ao estudar um cristal curvo de platina. "Acho que nossa pesquisa endossa a ideia de que o financiamento da ciência nunca deve ser focado em uma visão de curto prazo ou resultados de curto prazo, "diz Juurlink." Infelizmente, esses são os dois aspectos que parecem tão comuns em aplicações de pesquisa nos dias de hoje. "

Auras acrescenta:"Eu entendo que temos uma responsabilidade para com a sociedade. Mas com um certo grau de liberdade, que o financiamento de longo prazo pode fornecer, podemos obter resultados realmente únicos. Nem sempre você pode orientar a ciência. "