PAPPER KATALIS TERKADANG HIDUP SEPERTI KATALIS
TERKADANG HIDUP SEPERTI
KATALIS
JUSMALARA AISYAHNUR
14035026
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI PADANG
2016
TERKADANG HIDUP SEPERTI
KATALIS
Hiii bro and sist welcome to my site........
Semoga artikel ini bermanfaat ya buat kamu-kamu yang baca, disini kita
akan bahas tentang katalis. Katalis adalah sebuah istilah di pelajaran Kimia.
Bagi anak IPA pasti tidak asing dengan istilah ini. Katalis, secara gampangnya
adalah suatu zat yang memepercepat laju reaksi kimia, dengan suhu tertentu,
tanpa mengurangi atau merubah zat katalis tersebut. Katalis juga mengurangi
energi yang yang dibutuhkan saat reaksi.
Masih linglung dengan pernyataan tersebut??? Baiklah gue akan
mempermudah menjelaskannya yaitu dengan mengaitkan dengan kehidupan
gue. Anggap aja gue punya temen, sebut saja namanya Reta dan Robert. Gue
dan Reta sudah berteman dari SMP, SMA sampai sekarang kuliah pun sama,
gue sering main dirumahnya Reta karna kami tetanggaan.
Suatu saat gue melihat cowok yang saya kagumi, namanya Robert
orangnya pintar, tinggi, manis, cute lah pokoknya. Gue mengagumi Robert
sejak awal masuk kuliah. Baru-baru ini gue suka lihat Robert lewat didepan
rumah dan ternyata do`i tinggal dekat komplek rumah kita-kita yeee.
Semenjak gue tau kalau do`i tinggal dekat komplek, kita bertiga sering
jalan-jalan bareng, ngampus bareng, explore tempat-tempat wisata di Kota. Soo
gue seneng bangeet dong karena jalan-jalan dengan do`i dan sahabat gue.
Suatu saat gue mintak bantuan Robert, buat bantuin gue bikin kejutan
untuk hari ulang tahunnya Reta. Gue dan Robert nyiapin tempat buat kasih
kejutan, kue, kado, dan perlengkapan lainnya.
Tibalah di hari H, gue ngajak Reta main kayak biasanya gue masih
bersikap kalo gue lupa kalo Reta ultah dihari itu, biar Retanya ngambek,
badmood dan gue juga kadang-kadang ngebully dia biar marah. Sampai lah
dipuncak kemarahan si Reta barulah kita akhiri penderitaan Reta dengan
keluarnya Robert dengan membawa kue, Reta saat itu cuma bisa diam dan
terharu sampai nangis gitu lah, tapi gue malah ngakak smapi-sampai susah buat
gue berhenti ngakak karena lihat ekspresi si Reta waktu Robert keluar bawa
kue.
Setelah gue siap gue ngakak, gue lihat Robert lagi kasih bunga sama Reta
dan mengungkapkan perasaan dan sejenisnyalah pokoknya. Gue saat itu cuma
bisa diam aja liat pertunjukan itu. Ternyata ini emeng rencana Robert yang gue
gak ketahui, pantesan pas gue ajakin buat kejutan untuk Reta dia semangaat
bangeet coba.
Nah, kalian pahamkan sekarang katalis itu apa?
Yeeeaayyy, gue sebagai katalisnya dalam cerita tadi, gue berperan
negbantu proses reaksi chemistry itu, untuk memperkecil usaha Robert deketin
Reta. Dari cerita yang gue sampaikan tadi dapat ditartarik kesimpulan bahwa
katalis dapat mempercepat laju dan mengurangi energi yang diperlukan.
Sepertinya udah pada penasaran nih yaaa sama katalis ini. Biar lebih jelas, ayo
kita lihat pembahasannya di bawah ini!
A.Pengertian Katalis
Katalis adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi reaksi kimia pada
suhu tertentu, tanpa mengalami perubahan atau terpakai oleh reaksi itu sendiri
(lihat pula katalisis). Suatu katalis berperan dalam reaksi tapi bukan sebagai
pereaksi ataupun produk.
Katalis
memungkinkan
reaksi
berlangsung
lebih
cepat
atau
memungkinkan reaksi pada suhu lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya
terhadap pereaksi. Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi
aktivasi yang lebih rendah. Katalis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk
berlangsungnya reaksi.
Menurut Ostwald (1902), katalisator didefenisikan sebagai substansi yang
dapat mengubah laju suatu reaksi tanpa terapat sebagai produk pada akhir
reaksi. Katalisator hanya menurunkan tenaga pengaaktifan reaksi kekanan
maupun kekiri, sehiingga katalisator tidak mengganggu letak kesetimbangan
tetapi hanya mempercepat dicapainya keadaan kesetimbangan.
Sejalan dengan perkembangan pengetahuan terhadap katalisator semakin
jelas bahwa katalisator dapat mengawali penggabungan senyawa kimia. Sebagai
contoh pada dekomposisi asetaldehid dengan katalisator iodium. Keefektifan
iodium sebagai katalisator berhubungan dengan kemudahan molekuul
terdisosiasi menjadi atom-atomnya yang akan menyerang molekul organik.
Energi aktivasi untuk reaksi terkatalisis adalah sekitar 32,5 kkal, yang
secara signifikan lebih rendah dari pada reaksi tak terkatalisis, yaitu sekitar 48
kkal. Beberapa macam reaksi yang menggunakan katalis, yaitu:
a. Reaksi dalam fasa gas, contoh:
2SO2(g) + O2(g) NO
→ 2SO3(g)
CH3COH(g) I→2 CH4(g) + CO(g)
2CO(g) + O2(g) NO
→ 2CO2(g)
b. Reaksi dalam larutan, contoh reaksi hidrolisa
CH3COOC2H5 +
Glukosa
H2O H + →¿ ¿ CH3COOH + C2H5OH
Fruktosa
C12H12O11(aq) + H2O(l) + H+(aq) → C6H12O6 + C6H12O6
c. Reaksi dalam Padatan
2 KCl + 1 1 O
KClO3 MnO
→
2 2
B.Cara Kerja Katalis
Pada reaksi katalisis paling sederhana yang melibatkan hanya satu
substrat dan katalisator dan katalisator membentuk kompleks dimana setelah
itu terdekomposisi dengan pembentukan produk dan katalisator. Mekanisme
sederhana yang dapat didekati oleh sebagian besar katalisator yang hanya
melibatkan satu substrat dan tidak melibatkan reaksi berantai.
Jika energi aktifasi dari suatu reaksi tinggi, maka pada temperatur normal
hanya sebagian kecil tumbukan antar molekul yang menghasilkan reaksi. Agar
reaksi dapat berjalan dengan baik dibutuhkan suatu katalis. Katalis dapat
menghantarkan reaktan melalui jalan baru yang lebih mudah untuk berubah
menjadi produk, yaitu melalui jalan dengan energi aktivasi yang lebih rendah.
Gambar 1 diagram energi potensial reaksi katalis dan dengan katalis, energi aktivasi dengan
katalis lebih kecil dari yang tanpa katalis.
Dari gambar diatass terlihat bahwa katalis mempercepat reaksi dengan
cara
menurunkan
energi
aktivasi
melalui
pembentukan
zat
antara
(intermediate) dengan pereaksi dan setelah reaksi selesai dia kembali seperti
semula.
C.Macam-Macam Katalis
Katalis juga ada macam-macamnya, dan dapat diklasifikasikan menjadi
beberapa jenis yaitu:
1. Katalis Homogen
Adalah katalis yang wujudnya sama dengan wujud reaktannya.
Dalam reaksi kimia, katalis homogen berfungsi sebagai zat perantara
( fasilitator ).
a. Katalis Asam-Basa
Mekanisme umumnya melibatkan transfer proton:
Contoh:
a) Katalis Asam Bronsted Lowry
Melibatkan transfer proton dari katalis ke substrat.
S +
HA →
HS+
+
A-
(HS+ kemudian bereaksi)
Contoh: Solvolisis Ester, Inversi Sukrosa.
b) Katalis Basa Bronsted Lowry
Melibatkan transfer proton dari substrat ke katalis.
SH
+
´ → SB
+
HB+
(HB+ kemudian bereaksi)
Contoh: Halogensi Senyawa Organik, Isomerisasi.
b. Katalis Enzim
Enzim sebagai katalis dalam reaksi organik ( pada makhluk hidup )
Karakteristik reaksi enzim:
1. Merupakan katalis yang efisien, karena dapat meningkatkan laju
reaksi berlipat ganda walaupun digunakan dalam konsentrasi kecil
Contoh:
2H2O2 → 2H2O + O2
Ea = 18 kkal / mol (tanpa katalis)
Ea = 11,7 kkal /mol (dgn katalis Pt)
Ea = 2 kkal/mol (dgn katalis enzim)
2. Merupakan katalis yang spesifik, karena hanya dapat digunakan
untuk reaktan tertentu.
Contoh:
Urease: digunakan untuk hidrolisis urea, tapi tidak bisa untuk
hidrolisis metil urea.
Invertase: digunakan untuk inversi gula.
Zymase: digunakan untuk konversi glukosa.
3. Laju reaksi enzimatik maksimum pada temperatur dan PH optimum
Laju reaksi enzimatik meningkat dengan naiknya temperatur
tetapi pada batas tertentu, karena suhu yang terlalu tinggi akan
merusak enzim sehingga aktivitas enzim berkurang dan laju reaksi
turun.
4. Aktivitas enzim dapat diturunkan dengan peracunan, racun tersebut
akan bereaksi dengan gugus fungsi aktif pada permukaan enzim.
Contoh: Ion Ag+, Hg2+ akan bereaksi dengan gugus-SH dari enzim
dan meracuninya (menghambat/inhibisi).
5. Aktivitas katalis dapat ditingkatkan dengan menambahkan zat lain
(promotor) / aktivator / koenzim.
Contoh: Ion logam Na+, Mn2+, Co2+, Cu2+, dll yang akan berikatan
dengan enzim dan mempercepat aksi katalitik.
Enzim meerupakan katalis untuk reaktan (substrat) tertentu.
Enzim bekerja pada PH dan suhu optimumnya, seperti contoh
berikut ini:
Glukosa isomerase untuk isomerisasi glukosa menjadi
fruktosa
Protease untuk menguraikan protein
Amilase untuk menguraikan amilum (starch)
Urease untuk menguraikan urea.
2. Katalis Heterogen
Dalam katalis heterogen, reaktan dan katalis berbeda fasa.
Biasanya katalis berupa padatan dan reaktan berwujud gas atau cairan.
Katalis heterogen sejauh ini adalah jenis katalis yang paling penting
dalam industri kimia, terutama dalam sintesis merbagai bahan kimia
penting. Disini dijelaskan dua contoh katalis heterogen yang spesifik.
Pembuatan asam Nitrat
Asam Nitrat adalah salah satu asam anorganik yang paling
penting. Asam ini digunakan dalam produksi pupuk, zat warna, obatobatan, dan bahan peledak. Metode industri yang utama dalam
memproduksi asam nitrat adalah proses Ostwald. Bahan awalnya,
yaitu ammonia dan molekul oksigen, dipanaskan dengan tambahan
adanya katalis platina-rodium sampai sekitar 800oC:
4NH3(g) + 5O2(g) → 4NO(g) + 6H2O(g)
Nitrogen oksida yang terbentuk mudah teroksidasi (tanpa katalis)
menjadi nitrogen dioksida:
2NO(g) + O2(g) → 2NO2(g)
Ketika dilarutkan di dalam air, NO2 membentuk asam nitrit dan
asam nitrat:
2NO2(g) + H2O(l) → HNO2(aq) + HNO3(aq)
Jika dipanaskan, asam nitrit berubah menjadi asam nitrat sebagai
berikut:
3HNO2(aq) → HNO3(aq) + H2O(l) + 2NO(g)
NO yang dihasilkan dapat didaur-ulang untuk menghasilkan NO 2
pada tahap kedua.
Konverter Analitik
Pada suhu tinggi di dalam mesin mobil yang sedang berjalan,
gas nitrogen dan oksigen bereaksi menjadi nitrogen oksida.
N2(g) + O2 ↔ 2NO(g)
Ketika lepas ke atmosfer, NO segera bergabung dengan O2
membentuk NO2. Nitrogen dioksida dan gas lain yang diemisikan oleh
mobil, seperti karbon monoksida (CO) dan berbagai hidrokarbon yang
tidak terbakar, menjadikan mobil sebagai sumber pencemar udara
yang utama.
Sebagian besar mobil baru dilengkapi dengan koverter katalitik.
Konverter katalitik yang efisien memiliki dua tujuan; Mengoksidasi
CO dan hidrokarbon-hidrokarbon yang tidak terbakar menjadi CO 2
dan H2O, dan mereduksi NO dan NO2 menjadi N2 dan O2. Gas buang
panas yang telah diinjeksi dengan udara dilewatkan ke bilik pertama
dari salah satu converter untuk mempercepat pembakaran hidrokarbon
yang sempurna dan untuk menuurunkan emisi CO. (Gambar di bawah
menunjukan
penampang
melintang
dari
converter
katalitik,
mengandung Pt atau Pd atau oksida logam transisi seperti CuO atau
Cr2O3). Namun, karena suhu tinggi meningkatkan produksi NO,
diperlukan satu lagi bilik kedua yang berisi katalis berbeda (logam
transisi atau oksida logam transisi) dan bekerja pada suhu yang lebih
rendah untuk menguraikan NO menjadi N2 dan O2 sebelum dibuang
lewat knalpot.
Katalitik konverter pada mobil yang memiliki dua tahap.
Perbedaan Katalis Homogen dengan Katalis Heterogen
1. Katalis Homogen
Fasa cair atau gas.
Setiap molekul katalis aktif sebagai katalis.
Aktivitas dan selektivitas rendah-tinggi.
Tidak mudah teracuni oleh adanya sedikit kotoran.
Sukar dipisahkan dari campuran reaksi.
Mudah terurai pada temperatur tinggi.
2. Katalis Heterogen
Fasa padat.
Memiliki pusat aktif yang tidak seragam.
Aktivitas dan selektivitas rendah-tinggi.
Dapat atau mudah teracuni oleh adanya sedikit kotoran.
Mudah dipisahkan dari campuran reaksi.
Stabil pada temperatur tinggi.
D.Fungsi Katalis
Pada temperatur tetap, fungsi katalis dalam reaksi kimia adalah sebagai
berikut:
1. Katalis
dapat
digunakan
dalam
pengaktifan
reaksi
yang
akan
mempercepat laju reaksi dengan menurunkan energi aktifasi.
2. Katalis menyediakan reaksi alternatif dalam suatu reaksi kimia.
3. Katalis mempercepat tercapainya keadaan kesetimbangan reaksi.
4. Katalis mempercepat reaksi maju dan reaksi balik sama besar.
Katalis dapat digunakan dalam pengaktifan reaksi yang akan
mempercepat laju reaksi dengan menurunkan energi aktifasi. Jika energi
pengaktifan reaksi tinggi, maka untuk temperatur normal, hanya akan
terjadi sebagian kecil pertemuan molekul yang nantinya dapat
menghasilkan reaksi. Katalis dapat menurunkan energi pengaktifan
dengan menghindari tahap penentu laju yang lambat dari reaksi yang
tidak dapat di katalisa. Denagan menurunnya energi aktifasi maka pada
temperatur yang sama di dapatkan laju reaksi yang tidak dapat di katalisa.
Fungsi utama dari katalis ini adalah menyediakan reaksi alternatif dalam
suatu reaksi kimia.
E. Sifat-sifat Katalis
Katalis memiliki memiliki beberapa sifat-sifat tertentu:
1.
Katalis
tidak
mengubah
kesetimbangan
dan
katalis
hanya
berpengaruh dan katalis hanya berpengaruh pada sifat kinetik seperti
mekanisme reaksi.
2.
Katalis juga bersifat spesifik, satu katalis hanya sesuai untuk satu
jenis reaksi saja seperti halnya katalis enzim.
3.
Komposisi kimia dari katalis tidak berubah pada akhir reaksi.
4.
Katalis yang diperlukan suatu reaksi sangat sedikit.
5.
Katalis
tidak
mempengaruhi
keadaan
akhir
suatu
reaksi
kesetimbangan.
6.
Katalis tidak memulai suatu reaksi tetapi mempengaruhi laju reaksi.
7.
Katalis mempunyai kondisi optimum.
8.
Katalis dapat diracuni oleh suatu zat dalam jumlah yang sangat sedikit
yang disebut racun katalis.
9.
Kereaktifan katalis dapat diperbesar oleh suatu zat yang disebut
pemercepat katalis (promotor).
10.
Salah satu hasil reaksi dapat berfungsi sebagai katalis untuk reaksi.
Zat ini disebut sebagai oktokatalis.
11.
Banyak unsur transisi / senyawa dapat digunakan sebagai katalis.
12.
Zat yang dapat memperlambat laju reaksi disebut inibitor.
Jadi itulah seputar mengenai katalis, ternyata katalis banyak
banget kegunaannya ya guys. Gak cuma dalam ilmu kimia aja, tapi
berguna juga buat kehidupan kita sehari-hari.
KATALIS
JUSMALARA AISYAHNUR
14035026
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI PADANG
2016
TERKADANG HIDUP SEPERTI
KATALIS
Hiii bro and sist welcome to my site........
Semoga artikel ini bermanfaat ya buat kamu-kamu yang baca, disini kita
akan bahas tentang katalis. Katalis adalah sebuah istilah di pelajaran Kimia.
Bagi anak IPA pasti tidak asing dengan istilah ini. Katalis, secara gampangnya
adalah suatu zat yang memepercepat laju reaksi kimia, dengan suhu tertentu,
tanpa mengurangi atau merubah zat katalis tersebut. Katalis juga mengurangi
energi yang yang dibutuhkan saat reaksi.
Masih linglung dengan pernyataan tersebut??? Baiklah gue akan
mempermudah menjelaskannya yaitu dengan mengaitkan dengan kehidupan
gue. Anggap aja gue punya temen, sebut saja namanya Reta dan Robert. Gue
dan Reta sudah berteman dari SMP, SMA sampai sekarang kuliah pun sama,
gue sering main dirumahnya Reta karna kami tetanggaan.
Suatu saat gue melihat cowok yang saya kagumi, namanya Robert
orangnya pintar, tinggi, manis, cute lah pokoknya. Gue mengagumi Robert
sejak awal masuk kuliah. Baru-baru ini gue suka lihat Robert lewat didepan
rumah dan ternyata do`i tinggal dekat komplek rumah kita-kita yeee.
Semenjak gue tau kalau do`i tinggal dekat komplek, kita bertiga sering
jalan-jalan bareng, ngampus bareng, explore tempat-tempat wisata di Kota. Soo
gue seneng bangeet dong karena jalan-jalan dengan do`i dan sahabat gue.
Suatu saat gue mintak bantuan Robert, buat bantuin gue bikin kejutan
untuk hari ulang tahunnya Reta. Gue dan Robert nyiapin tempat buat kasih
kejutan, kue, kado, dan perlengkapan lainnya.
Tibalah di hari H, gue ngajak Reta main kayak biasanya gue masih
bersikap kalo gue lupa kalo Reta ultah dihari itu, biar Retanya ngambek,
badmood dan gue juga kadang-kadang ngebully dia biar marah. Sampai lah
dipuncak kemarahan si Reta barulah kita akhiri penderitaan Reta dengan
keluarnya Robert dengan membawa kue, Reta saat itu cuma bisa diam dan
terharu sampai nangis gitu lah, tapi gue malah ngakak smapi-sampai susah buat
gue berhenti ngakak karena lihat ekspresi si Reta waktu Robert keluar bawa
kue.
Setelah gue siap gue ngakak, gue lihat Robert lagi kasih bunga sama Reta
dan mengungkapkan perasaan dan sejenisnyalah pokoknya. Gue saat itu cuma
bisa diam aja liat pertunjukan itu. Ternyata ini emeng rencana Robert yang gue
gak ketahui, pantesan pas gue ajakin buat kejutan untuk Reta dia semangaat
bangeet coba.
Nah, kalian pahamkan sekarang katalis itu apa?
Yeeeaayyy, gue sebagai katalisnya dalam cerita tadi, gue berperan
negbantu proses reaksi chemistry itu, untuk memperkecil usaha Robert deketin
Reta. Dari cerita yang gue sampaikan tadi dapat ditartarik kesimpulan bahwa
katalis dapat mempercepat laju dan mengurangi energi yang diperlukan.
Sepertinya udah pada penasaran nih yaaa sama katalis ini. Biar lebih jelas, ayo
kita lihat pembahasannya di bawah ini!
A.Pengertian Katalis
Katalis adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi reaksi kimia pada
suhu tertentu, tanpa mengalami perubahan atau terpakai oleh reaksi itu sendiri
(lihat pula katalisis). Suatu katalis berperan dalam reaksi tapi bukan sebagai
pereaksi ataupun produk.
Katalis
memungkinkan
reaksi
berlangsung
lebih
cepat
atau
memungkinkan reaksi pada suhu lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya
terhadap pereaksi. Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi
aktivasi yang lebih rendah. Katalis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk
berlangsungnya reaksi.
Menurut Ostwald (1902), katalisator didefenisikan sebagai substansi yang
dapat mengubah laju suatu reaksi tanpa terapat sebagai produk pada akhir
reaksi. Katalisator hanya menurunkan tenaga pengaaktifan reaksi kekanan
maupun kekiri, sehiingga katalisator tidak mengganggu letak kesetimbangan
tetapi hanya mempercepat dicapainya keadaan kesetimbangan.
Sejalan dengan perkembangan pengetahuan terhadap katalisator semakin
jelas bahwa katalisator dapat mengawali penggabungan senyawa kimia. Sebagai
contoh pada dekomposisi asetaldehid dengan katalisator iodium. Keefektifan
iodium sebagai katalisator berhubungan dengan kemudahan molekuul
terdisosiasi menjadi atom-atomnya yang akan menyerang molekul organik.
Energi aktivasi untuk reaksi terkatalisis adalah sekitar 32,5 kkal, yang
secara signifikan lebih rendah dari pada reaksi tak terkatalisis, yaitu sekitar 48
kkal. Beberapa macam reaksi yang menggunakan katalis, yaitu:
a. Reaksi dalam fasa gas, contoh:
2SO2(g) + O2(g) NO
→ 2SO3(g)
CH3COH(g) I→2 CH4(g) + CO(g)
2CO(g) + O2(g) NO
→ 2CO2(g)
b. Reaksi dalam larutan, contoh reaksi hidrolisa
CH3COOC2H5 +
Glukosa
H2O H + →¿ ¿ CH3COOH + C2H5OH
Fruktosa
C12H12O11(aq) + H2O(l) + H+(aq) → C6H12O6 + C6H12O6
c. Reaksi dalam Padatan
2 KCl + 1 1 O
KClO3 MnO
→
2 2
B.Cara Kerja Katalis
Pada reaksi katalisis paling sederhana yang melibatkan hanya satu
substrat dan katalisator dan katalisator membentuk kompleks dimana setelah
itu terdekomposisi dengan pembentukan produk dan katalisator. Mekanisme
sederhana yang dapat didekati oleh sebagian besar katalisator yang hanya
melibatkan satu substrat dan tidak melibatkan reaksi berantai.
Jika energi aktifasi dari suatu reaksi tinggi, maka pada temperatur normal
hanya sebagian kecil tumbukan antar molekul yang menghasilkan reaksi. Agar
reaksi dapat berjalan dengan baik dibutuhkan suatu katalis. Katalis dapat
menghantarkan reaktan melalui jalan baru yang lebih mudah untuk berubah
menjadi produk, yaitu melalui jalan dengan energi aktivasi yang lebih rendah.
Gambar 1 diagram energi potensial reaksi katalis dan dengan katalis, energi aktivasi dengan
katalis lebih kecil dari yang tanpa katalis.
Dari gambar diatass terlihat bahwa katalis mempercepat reaksi dengan
cara
menurunkan
energi
aktivasi
melalui
pembentukan
zat
antara
(intermediate) dengan pereaksi dan setelah reaksi selesai dia kembali seperti
semula.
C.Macam-Macam Katalis
Katalis juga ada macam-macamnya, dan dapat diklasifikasikan menjadi
beberapa jenis yaitu:
1. Katalis Homogen
Adalah katalis yang wujudnya sama dengan wujud reaktannya.
Dalam reaksi kimia, katalis homogen berfungsi sebagai zat perantara
( fasilitator ).
a. Katalis Asam-Basa
Mekanisme umumnya melibatkan transfer proton:
Contoh:
a) Katalis Asam Bronsted Lowry
Melibatkan transfer proton dari katalis ke substrat.
S +
HA →
HS+
+
A-
(HS+ kemudian bereaksi)
Contoh: Solvolisis Ester, Inversi Sukrosa.
b) Katalis Basa Bronsted Lowry
Melibatkan transfer proton dari substrat ke katalis.
SH
+
´ → SB
+
HB+
(HB+ kemudian bereaksi)
Contoh: Halogensi Senyawa Organik, Isomerisasi.
b. Katalis Enzim
Enzim sebagai katalis dalam reaksi organik ( pada makhluk hidup )
Karakteristik reaksi enzim:
1. Merupakan katalis yang efisien, karena dapat meningkatkan laju
reaksi berlipat ganda walaupun digunakan dalam konsentrasi kecil
Contoh:
2H2O2 → 2H2O + O2
Ea = 18 kkal / mol (tanpa katalis)
Ea = 11,7 kkal /mol (dgn katalis Pt)
Ea = 2 kkal/mol (dgn katalis enzim)
2. Merupakan katalis yang spesifik, karena hanya dapat digunakan
untuk reaktan tertentu.
Contoh:
Urease: digunakan untuk hidrolisis urea, tapi tidak bisa untuk
hidrolisis metil urea.
Invertase: digunakan untuk inversi gula.
Zymase: digunakan untuk konversi glukosa.
3. Laju reaksi enzimatik maksimum pada temperatur dan PH optimum
Laju reaksi enzimatik meningkat dengan naiknya temperatur
tetapi pada batas tertentu, karena suhu yang terlalu tinggi akan
merusak enzim sehingga aktivitas enzim berkurang dan laju reaksi
turun.
4. Aktivitas enzim dapat diturunkan dengan peracunan, racun tersebut
akan bereaksi dengan gugus fungsi aktif pada permukaan enzim.
Contoh: Ion Ag+, Hg2+ akan bereaksi dengan gugus-SH dari enzim
dan meracuninya (menghambat/inhibisi).
5. Aktivitas katalis dapat ditingkatkan dengan menambahkan zat lain
(promotor) / aktivator / koenzim.
Contoh: Ion logam Na+, Mn2+, Co2+, Cu2+, dll yang akan berikatan
dengan enzim dan mempercepat aksi katalitik.
Enzim meerupakan katalis untuk reaktan (substrat) tertentu.
Enzim bekerja pada PH dan suhu optimumnya, seperti contoh
berikut ini:
Glukosa isomerase untuk isomerisasi glukosa menjadi
fruktosa
Protease untuk menguraikan protein
Amilase untuk menguraikan amilum (starch)
Urease untuk menguraikan urea.
2. Katalis Heterogen
Dalam katalis heterogen, reaktan dan katalis berbeda fasa.
Biasanya katalis berupa padatan dan reaktan berwujud gas atau cairan.
Katalis heterogen sejauh ini adalah jenis katalis yang paling penting
dalam industri kimia, terutama dalam sintesis merbagai bahan kimia
penting. Disini dijelaskan dua contoh katalis heterogen yang spesifik.
Pembuatan asam Nitrat
Asam Nitrat adalah salah satu asam anorganik yang paling
penting. Asam ini digunakan dalam produksi pupuk, zat warna, obatobatan, dan bahan peledak. Metode industri yang utama dalam
memproduksi asam nitrat adalah proses Ostwald. Bahan awalnya,
yaitu ammonia dan molekul oksigen, dipanaskan dengan tambahan
adanya katalis platina-rodium sampai sekitar 800oC:
4NH3(g) + 5O2(g) → 4NO(g) + 6H2O(g)
Nitrogen oksida yang terbentuk mudah teroksidasi (tanpa katalis)
menjadi nitrogen dioksida:
2NO(g) + O2(g) → 2NO2(g)
Ketika dilarutkan di dalam air, NO2 membentuk asam nitrit dan
asam nitrat:
2NO2(g) + H2O(l) → HNO2(aq) + HNO3(aq)
Jika dipanaskan, asam nitrit berubah menjadi asam nitrat sebagai
berikut:
3HNO2(aq) → HNO3(aq) + H2O(l) + 2NO(g)
NO yang dihasilkan dapat didaur-ulang untuk menghasilkan NO 2
pada tahap kedua.
Konverter Analitik
Pada suhu tinggi di dalam mesin mobil yang sedang berjalan,
gas nitrogen dan oksigen bereaksi menjadi nitrogen oksida.
N2(g) + O2 ↔ 2NO(g)
Ketika lepas ke atmosfer, NO segera bergabung dengan O2
membentuk NO2. Nitrogen dioksida dan gas lain yang diemisikan oleh
mobil, seperti karbon monoksida (CO) dan berbagai hidrokarbon yang
tidak terbakar, menjadikan mobil sebagai sumber pencemar udara
yang utama.
Sebagian besar mobil baru dilengkapi dengan koverter katalitik.
Konverter katalitik yang efisien memiliki dua tujuan; Mengoksidasi
CO dan hidrokarbon-hidrokarbon yang tidak terbakar menjadi CO 2
dan H2O, dan mereduksi NO dan NO2 menjadi N2 dan O2. Gas buang
panas yang telah diinjeksi dengan udara dilewatkan ke bilik pertama
dari salah satu converter untuk mempercepat pembakaran hidrokarbon
yang sempurna dan untuk menuurunkan emisi CO. (Gambar di bawah
menunjukan
penampang
melintang
dari
converter
katalitik,
mengandung Pt atau Pd atau oksida logam transisi seperti CuO atau
Cr2O3). Namun, karena suhu tinggi meningkatkan produksi NO,
diperlukan satu lagi bilik kedua yang berisi katalis berbeda (logam
transisi atau oksida logam transisi) dan bekerja pada suhu yang lebih
rendah untuk menguraikan NO menjadi N2 dan O2 sebelum dibuang
lewat knalpot.
Katalitik konverter pada mobil yang memiliki dua tahap.
Perbedaan Katalis Homogen dengan Katalis Heterogen
1. Katalis Homogen
Fasa cair atau gas.
Setiap molekul katalis aktif sebagai katalis.
Aktivitas dan selektivitas rendah-tinggi.
Tidak mudah teracuni oleh adanya sedikit kotoran.
Sukar dipisahkan dari campuran reaksi.
Mudah terurai pada temperatur tinggi.
2. Katalis Heterogen
Fasa padat.
Memiliki pusat aktif yang tidak seragam.
Aktivitas dan selektivitas rendah-tinggi.
Dapat atau mudah teracuni oleh adanya sedikit kotoran.
Mudah dipisahkan dari campuran reaksi.
Stabil pada temperatur tinggi.
D.Fungsi Katalis
Pada temperatur tetap, fungsi katalis dalam reaksi kimia adalah sebagai
berikut:
1. Katalis
dapat
digunakan
dalam
pengaktifan
reaksi
yang
akan
mempercepat laju reaksi dengan menurunkan energi aktifasi.
2. Katalis menyediakan reaksi alternatif dalam suatu reaksi kimia.
3. Katalis mempercepat tercapainya keadaan kesetimbangan reaksi.
4. Katalis mempercepat reaksi maju dan reaksi balik sama besar.
Katalis dapat digunakan dalam pengaktifan reaksi yang akan
mempercepat laju reaksi dengan menurunkan energi aktifasi. Jika energi
pengaktifan reaksi tinggi, maka untuk temperatur normal, hanya akan
terjadi sebagian kecil pertemuan molekul yang nantinya dapat
menghasilkan reaksi. Katalis dapat menurunkan energi pengaktifan
dengan menghindari tahap penentu laju yang lambat dari reaksi yang
tidak dapat di katalisa. Denagan menurunnya energi aktifasi maka pada
temperatur yang sama di dapatkan laju reaksi yang tidak dapat di katalisa.
Fungsi utama dari katalis ini adalah menyediakan reaksi alternatif dalam
suatu reaksi kimia.
E. Sifat-sifat Katalis
Katalis memiliki memiliki beberapa sifat-sifat tertentu:
1.
Katalis
tidak
mengubah
kesetimbangan
dan
katalis
hanya
berpengaruh dan katalis hanya berpengaruh pada sifat kinetik seperti
mekanisme reaksi.
2.
Katalis juga bersifat spesifik, satu katalis hanya sesuai untuk satu
jenis reaksi saja seperti halnya katalis enzim.
3.
Komposisi kimia dari katalis tidak berubah pada akhir reaksi.
4.
Katalis yang diperlukan suatu reaksi sangat sedikit.
5.
Katalis
tidak
mempengaruhi
keadaan
akhir
suatu
reaksi
kesetimbangan.
6.
Katalis tidak memulai suatu reaksi tetapi mempengaruhi laju reaksi.
7.
Katalis mempunyai kondisi optimum.
8.
Katalis dapat diracuni oleh suatu zat dalam jumlah yang sangat sedikit
yang disebut racun katalis.
9.
Kereaktifan katalis dapat diperbesar oleh suatu zat yang disebut
pemercepat katalis (promotor).
10.
Salah satu hasil reaksi dapat berfungsi sebagai katalis untuk reaksi.
Zat ini disebut sebagai oktokatalis.
11.
Banyak unsur transisi / senyawa dapat digunakan sebagai katalis.
12.
Zat yang dapat memperlambat laju reaksi disebut inibitor.
Jadi itulah seputar mengenai katalis, ternyata katalis banyak
banget kegunaannya ya guys. Gak cuma dalam ilmu kimia aja, tapi
berguna juga buat kehidupan kita sehari-hari.