NAMA : NOVI YUMELDA SARA NIM : 14035085 PRODI : PENDIDIKAN KIMIA

  

NAMA : NOVI YUMELDA SARA

NIM : 14035085

PRODI : PENDIDIKAN KIMIA

  

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI PADANG

2016

  A. Pendahuluan

  Dengan adanya katalis dapat menyatukan kembali dua sahabat untuk menyelesaian permasalahannya yang selama ini semakin lama semakin menjauh. Dengan bantuan katalis pertengkataran anatara dua sahabat akhirnya dapat dengan cepat diselesaikan, sehingga tanpa perlu menunggu lama untuk memperbaiki hubungan persahabatan mereka, katalis dapat dengan mempercepat reaksi diantara mereka sehingga persabahatan mereka dapat kembali seperti semula.

  B. Katalis

  Pada awalnya NO dan Cl2 merupakan dua orang yang telah menjalin persahabatan dengan cukup lama, mereka selalu berdua menghabiskan waktu nya. Pada saat itu, NO berjanji pada Cl2 untuk mengajaknya pergi ke suatu tempat yang mereka ingin kunjungi dan mereka akan bermain-main disana. NO menyuruh Cl2 untuk menunggunya di depan rumah nya kerena NO berjanji akan menjemput Cl2,. Pada hari yang telah di tentukan itu Cl2 telah bersiap-siap dan untuk di jemput oleh NO dan menunggunya didepan rumahnya. Tetapi setelah sekian lama menunggu, NO belum juga datang. Cl2 masih menunggu NO dengan penuh kesabaran, karena Cl2 beranggapan NO kemungkinan sedikit terlambat. Namun, setelah sekian lama menunggu, No tidak juga muncul dan Cl2 mulai merasa kesal dengan NO yang tidak juga kunjung datang. Setelah lama menunggu, akhirnya Cl2 mulai beranggapan bahwa NO telah mengingkari janjinya dan telah merupakan persahabatan di antara mereka. Dengan penuh kekesalan NO akhirnya masuk kedalam rumah dan tidak mau lagi menunggu Cl2, ia merasa bahwa NO tidak ingat lagi kepada janjinya dan sudah melupakan janji diantara mereka. Cl2 semakin merasa kesal karena ia telah mencoba menghubungi NO dengan menggunakan teleponnya tetapi No tidak menjawab panggilannya. Dengan penuh kekesalan akhirnya Cl2 bertekat tidak mau lagi untuk bersahbat dengan NO, karena No telah mengingkari janjinya.

  Pada malam harinya, Cl2 mendapat telpon dari NO. Tetapi karena kesal nya Cl2 tidak mau mengangkat telpon dari No. Cl2 beranggapan bahwa NO hanya akan berkata kalau ia lupa dengan janji mereka dan meminta maaf kepadanya. Hingga beberapa kali NO menelpon Cl2 tetapi Cl2 masih saja tidak mau mengangkatnya karena ia sudah menggap Cl2 telah mengingkari janjinya.

  Pada keesokann paginya di sekolah, Cl2 melihat No sedang tertawa dengan teman- yang malah asyik tertawa dengan teman-teman yang lainnya dan malah tidak meminta maaf kepadanya. Sehingga melihat hal tersebut Cl2 semakin tidak mau lagi untuk bersahabat dengan NO, karena NO telah mengingkari janjinya dan melupakan persahabatan mereka dan telah memiliki teman baru sehingga ia beranggapan bahwa NO telah melupakannya.

  Ketika istirahat berlangsung, NO mencoba untuk mengajak Cl2 berbicara atas ketidakdatangannya yang mengingkari janji mereka tersebut dan mencoba untuk meminta maaf kepada Cl2, tetapi Cl2 malah tidak mau mendengar penjelasan dari NO dan Cl2 malah menjauhi nya. Cl2 tidak mau lagi berbicara dengan NO dan ia selalu menghindar dari NO. Melihat sikap Cl2 yang menjauhinya NO merasa sedih karena Cl2 tidak mau mendengarkan penjelasannya dan malah menjauhinya NO merasa begitu sedih. Tidak hanya sekali NO mengajak Cl2 untuk mendengarkannya tetapi telah berulang kali ia mencobanya, tetapi Cl2 tetap saja tidak mau mendengarkannya dan semakin menjauhi.

  Melihat hal tersebut akhirnya NO tidak mau lagi memaksa Cl2 untuk mendengarkan penjelasnnya karena NO beranggapan semakin ia memaksa Cl2 untuk mendengarkan penjelasannya maka semakin benci Cl2 kepadanya dan malah akan semakin menjauhinya. Dengan sikap Cl2 yang demikian NO merasa semakin sedih karena mereka telah bersahabat cukup lama dan mereka sangat dekt sekali. Hingga suatu ketika NO mendapatkan ide bahwa ia ingin meminta bantuan kepada NO2 untuk menolongnya agar ia bisa kembali bersahabat dengan Cl2 dan bisa bersama-sama kembali dengannya, NO2 yang juga berteman dekat dengannya dan juga dengan NO.

  Setelah sepulang sekolah, akhirnya NO menemui NO2 dan menyampaikan maksudnya untuk meminta tolong memperbaiki hubungannnya dengan sahabatnya yaitu Cl2. Dan dengan senang hati NO2 sangat senang untuk menolong No, NO2 juga akan merasa senang sekali apabila ia bisa memperbaiki persahabatan yang sedang bertengkar tersebut yang telah lama menjalin persahabatan. Dan akhirnya NO menceritakan masalah yang dialaminya dengan Cl2 dengan panjang lebar, dan NO sangat sangat berharap sekali agar NO2 bisa menolongnya untuk memperbaiki hubungannya dengan sahabatnya tersebut, dan berharap juga agar Cl2 mau mendengarkan penjelasan yang disampaikan oleh NO2 sehingga ia bisa memaafkan kesalahan NO dan mereka bisa bersahabat kembali seperti semula. Jujur saja, NO2 juga merasa sedih mendengarkan cerita NO dan Cl2 yang mengalami kesalahpahaman sehingga persahabatan mereka semakin renggang. keberadaannya, dan setelah mencari nya hingga ke sudut-sudut sekolah akhirnya NO2 menemukan Cl2 menemukan Cl2 sedang duduk sendirian di dekat perpustakaan sekolah.

  Tak lama kemudian, NO2 menemui Cl2 dan mereka pun berbincang-bincang pada awalnya untuk hanya sekedar berbasa-basi dan mengobrolkan kegiatan mereka masing- masing. Dan pada suatu ketika NO2 menanyakan mengapa akhir-akhir ini Cl2 jarang sekali terlihat dengan NO seperti biasanya dan semakin terlihat menjauh. Akhirnya Cl2 menceritakan kejadian mengapa mereka akhir-akhir ini semakin menjauh, setelah menceritakan kejadian yang dialami tampak NO2 tersenyum karena NO dan Cl2 semakin menjauh hanyalah kerean kesalahpahaman yang terjadi diantara mereka.

  Kemudian NO2 menceritakan bahwa kemerin ia berbicara dengan NO, dan ia mengatakan alasannya mengapa ia tidak menepati janjinya dengan Cl2. Ternyata alasan NO tidak datang ialah kerana NO pada saat itu yang sedang menuju rumah Cl2 yang sedang dalam perjalanan mengalami kerusakan pada motor yang di kendarainya, dan tidak ada bengkel di sekitar tempat mogoknya kendaraannya tersebut, alhasil ia harus mendorong kendaraannya dengan jarak yang jauh sampai ia menemukan bengkel untuk memperbaikinya, kebetulan jarak antara rumah No dan Cl2 sangat jauh sekali.

  Setelah ia menemukan bengkel dan memperbaiki kendaraannya, ternyata kendaraannya mengalami kerusakan parah dan memakan waktu yang cukup lama untuk memperbaikinya, setelah selesai memperbaiki ternyata hari sudah malam dan tidak memungkinkan untuk pergi kerumah Cl2, ia bermaksud hendak memberi tahu CI2 tentang kejadian yang di alaminya tetapi ia lupa membawa Hp nya. Alhasil ia tidak bisa memberitahu Cl2 tentang peristiwa tersebut. Setelah sampai dirumah akhirnya NO melihat Hp nya yang sudah banyak panggilan yang tak terjawab dari Cl2, sehingga ia menghubungi balik Cl2 tetapi ia tidak mau menjawabnya, sehingga NO merasa sangat bersalah dan juga sedih.

  Setelah Cl2 mendengar penjelasan NO2 tersebut, akhirnya Cl2 tersadar bahwa tidak seharusnya ia bersikap seperti itu terhadap NO dan ia sangat menyesali perbuatan kerena tidak mau mendengar penjelasan terlebih dahlu dari NO. Dan akhirnya ia pun pergi menemui NO dan meminta maaf atas segala sikapnya, mereka saling memaafkan dan akhirnya permasalahan mereka pun akhirnya dapat terselesaikan dengan cepat karena bantuan NO2. dapat mempercepat terjadinya reaksi antara NO dan Cl2 sehingga NO dan Cl2 dapat dengan cepat menjalin kembali hubungan persahabatan mereka. Katalis bekerja dengan cara menurunkan energi aktivasi. Mekanisme reaksi yang terjadi anta NO dan Cl2 dapat disimpulkan sebagai berikut:

  2

  2NO + Cl2 → 2NOCl

  Adapun mekanisme perjalan yang ditempuh katalis dalam mempercepat hubungan insan yang ingin bereaksi dapat digambarkan sebagai berikut :

  1 Katalisator + Subtrat ← → Kompleks (zat antara)

  2 Kompleks + Molekul → Produk + Molekul

  Agar reaksi dapat berlangsung, maka harus ada ritual terlebih dahulu yang dijalankan oleh insan-insan yang ingin bereaksi tersebut. Adapun ritualnya yaitu :

  1. Terjadi kontak(tumbukan) dengan tepat sasaran agar partikel-partikel dapat bereaksi.

  Contohnya ibarat ketika kita menendang bola, maka untuk mencapai target untuk memasukkan bola ke dalam gawangnya yang dapat dilakukan adalah kaki kita harus dapat menendang dengan tepat sasaran, sehingga bola dapat melaju dengan cepat dan tepat kemudian dapat masuk ke gawang.

  2. Harus mempunyai energi yang cukup Contohnya yaitu apabila kita telah tepat sasaran, krtika kita hendak menendang bola tetapi energi atau tenaga kita tidak cukup untuk menendang bola tersebut sehingga bola tetap tertendang dengan tepat sasaran tetapi tidak dapat mencapai gawang karena disebabkan oleh energi yang tidak cukup untuk kita menendang bola sampai ke gawang.

  Tetapi sebaliknya, apabila kita telah tepat sasaran dan energi kita pu cukup untuk menendang bola tersebut sehingga ketika kita menendang bola tersebut maka bola akan dapat mencapai gawang.

  Jika energi pengaktifan dari suatu reaksi tinggi, maka pada temperatur normal hanya sebagian kecil tumbukan antarmolekul yang menghasilkan reaksi. Agar reaksi dapat berjalan dengan baik, dibutuhkan katalis. Dengan adanya katalis keduan ritual diatas akan aktivasi yang rendah.

  Reaksi-reaksi yang dibantu oleh katalis tidak hanya usaha dalam mempersatukan substrat-substrat yang ingin bersatu membentuk produk, tapi juga terdapat usaha-usaha dalam memutuskan hubungan substrat yang terikat sehingga bercerai berai menghaislkan produk baru. Intinya, katalis membantu mempercepat reaksi terbentuknya produk baru dari substrat-substratnya.

A. MACAM-MACAM KATALIS 1.

  Katalis homogen Katalis homogen merupakan katalis yang berada dalam fasa yang sama, yang umumnya beraksi dengan satu atau lebih pereaksi untuk membentuk produk akhir reaksi, dalam suatu proses yang memulihkan katalsinya.

  Katalis homogen dapat ditemukan dalam bentuk fasa gas, cari, dan padat.

  a.

  Katalis homogen berfasa gas, sebagai contoh : .

  Dekomposisi ozon dengan katalisator klorin. Klorin mempunyai pengaruh yang mencolok pada dekomposisi terma homogen ozon, lajun reaksinya mengikuti hukum sebagai berikut.

  ( ₃ )

  = k [O ₃]½[Cl2] ½ Reaksi komposisi nitrogen oksida dengan gas klor, dengan katalis brom.

  ₂

  2NO + Cl ₂ → 2NOCl b.

  Katalis homogen berfasa cair Ada dua bentuk katalis yang penting, yaitu :

  (1) Katalis Asam basa

  Katalis asam-basa bronsted merupakan transfer ion hidrogen pada substrat Proton dipindahkan dari asam ke substrat, kemudian bentuk asam dari substrat bereaksi

• dengan molekul air
• dalam larutan.

  Bentuk asam dari substrat tidak bereaksi dengan molekul air tetapi dengan basa yang ada

  Katalis Enzim Enzim merupakan biokatalis dengan struktur protein. Enzim adalah kelompok makromolekul yang mempunyai sifat khusus dalam aktivitas katalitik sehingga dapat berfungsi sebagai katalis dan pengatur suhu. Reaksi yang menggunakan enzim tidak mengikuti persamaan tetapan laju Arrhenius. Hal ini disebabkan karena jika suhu dinaikkan struktur enzim akan rusak, sehingga sebagian besar enzim tidak aktif pada suhu diatas 60

  ⁰C. Enzim bekerja dengan efisiensi maksimum pada suhu 37 ⁰C yaitu pada suhu badan atau hewan berdarah panas.

  Enzim merupakan katalis untuk reaktan (substrat) tertentu. Enzim bekerja pada pH dan suhu optimumnya, seperti contoh berikut : Glukosa isomerase untuk isomerasi glukosa menjadi frutkosa

• Protease untuk penguraian protein
• Amilase untuk menguraikan amilum (starch)
• Urease untuk menguraikan urea
• Katalis homogen umumnya bereaksi dengan satu atau lebih pereaksi untuk membentuk suatu perantara kimia yang selanjutnya bereaksi membentuk produk akhir reaksi, dalam suatu proses yang memulihkan katalisnya. Berikut ini merupakan skema umum reaksi katalitik, di mana C melambangkan katalisnya: A + C → AC (1) B + AC → AB + C (2) Meskipun katalis (C) termakan oleh reaksi 1, namun selanjutnya dihasilkan kembali oleh reaksi 2, sehingga untuk reaksi keseluruhannya menjadi, A + B + C → AB + C

2. Katalis heterogen

  Katalis heterogen merupakan katalis yang dimana reaktan-reaktan (substrat) yang ingin bereaksi terperangkap untuk sementara sehingga karena terlalu lama terperangkap ikatannya menjadi lemah dan akhirnya memutuskan untuk berpisah sehingga terbentuk produk baru. Katalis heterogen adalah katalis yang tidak dapat bercampur secara homogen dengan

  Katalis berwujud padat, sedang pereaksi berwujud gas.

  Ni(s) C H (g) + H (g) C H (g)

  2

  4 2 →

  2

  6 3.

   Autokatalis Autokatalis adalah zat hasil reaksi yang bertindak sebagai katalis.

  Contoh Autokatalis : CH COOH yang dihasilkan dari reaksi metil asetat dengan air merupakan autokatalis reaksi

  3 tersebut.

  CH COOCH (aq) + H O(l COOH(aq) + CH OH(aq)

  3

  3

  2

  3

  3

  ) → CH Dengan terbentuknya CH

3 COOH, reaksi menjadi bertambah cepat.

4. Inhibitor

  Inhibitor adalah zat atau senyawa yang kerjanya memperlambat reaksi atau menghentikan reaksi. Tak selamanya misi katalis berjalan dengan lancar, terkadang ada sosok yang iri karena katalis sangat dekat dengan rekatan sehingga lebih mudah membentuk produk. Jadi, sosok yang merasa iri tersebut berusaha menghalang-halangi agar katalis tidak dapat lagi berhubungan dengan reaktan (substrat) sehingga tidak terjalin hubungan rekatan untuk membentuk produk baru. Sosok yang iri inilah yang dimaksud inhibitor. Adanya kehadiran inhibitor akan memperlambat misi dari katalis. Namun, inhibitor tak selamanya berhasil menghalang-halangi usaha katalis. Inhibitor yang masih bisa bertoleransi terhadap katalis adalah inhibitor kompetitif. Sedangkan inhibitor yang sama sekali tidak dapat diganggu gugat adalah inhibitor nonkompetitif, yang mengakibatkan katalis selamanya tak dapat membantu substrat lagi.

  I atau CO bersifat inhibitor bagi reaksi:

  2

  2H

  2 (g) + O

  2

2 O(l)

  (g) → 2H 5.

   Racun katalis

  Racun katalis adalah inhibitor yang dalam jumlah sangat sedikit dapat mengurangi atau menghambat kerja katalis.

  Contoh Racun Katalis : CO , CS , atau H S merupakan racun katalis pada reaksi:

  2

  2

2 Pt

  2H (g) + O (g)

  2H O(l)

  2 2 →

2 B.

SIFAT-SIFAT KATALIS 1.

  Katalis tidak mengubah kesetimbangan dan katalis hanya berpengaruh pada sifat kinetik seperti mekanisme reaksi. Jadi sebagus apapun katalis yang digunakan, konversi yang dihasilkan tidak akan melebihi konversi kesetimbangan. Dalam hal ini, katalis hanya sebagai perantara agar hubungan reaktan-reaktan yang ingin bereaksi dapat berlangsung lebih cepat dan tidak memerlukan ebergi aktivasi yang tinggi. Setelah reaktan-reaktan bersatu dan menjalin hubungan, tugas katalis sebagai perantara keduanya akan pergi dan tidak akan mengganggu hubungan mereka selanjutnya.

2. Katalis juga bersifat spesifik, satu katalis hanya sesuai untuk satu jenis reaksi saja seperti halnya katalis enzim.

  Dalam hal ini, katalis menjadi teman paling setia. Seperti kisah si SO ₂ dan O₂ tadi, katalis

  NO selalu setia mendampingi SO ₂ untuk dapat berhubungan dengan O₂ sampai akhirnya mereka bersatu membentuk produk SO

  ₃. NO tidak mau meninggalkan SO₂ begitu saja dan tidak ingin mengganti temannya dengan yang lain. Ia hanya ingin berteman dan memberi Komposisi kimia dari katalis tidak berubah pada akhir reaksi.

  Karena katalis tidak ingin ikut campur dalam hubungan reaktan-reaktan (substrat) yang telah bersatu membentuk produk, maka katalis tidak mengalami perubahan komposisinya, karena tujuannya ikhlas semata-mata ingin membantu mempercepat reaksi substrat.

  4. Katalis yang di perlukan suatu reaksi sangat sedikit.

  Hal ini disebabkan untuk merealisasikan suatu hubungan, reaktan tidak memerlukan banyak orang untuk membantu misinya. Cukup satu katalis yang setia membantunya agar dapat dengan cepat bereaksi membentuk produk. Jadi tak perlu banyak katalis, cukup satu namun pasti.

  5. Katalis tidak mempengaruhi keadaan akhir suatu reaksi kesetimbangan.

  Dalam hal ini katalis yang sudah berhasil mempercepat reaksi-reaksi reaktan tidak akan mengganggu gugat hasil yang diperoleh oleh reaktan setelah bereaksi. Katalis tidak mau tahu apa langkah selanjutnya yang ditempuh reaktan setelah berinteraksi. Dalam diri katalis ia bertekad bahwa ia hanya membantu mempercepat interaksi reaktan membentuk produk baru.

  6. Katalis tidak memulai suatu reaksi tetapi mempengaruhi laju reaksi Katalis tidak pernah memulai untuk menawarkan bantuan kepada reaktan

• –reaktan. Katalis hanya bersedia membantu hubungan reaktan-reaktan jika diminta. Jadi, katalis tidak pernah memulai.

  7. Katalis mempunyai kondisi optimum ( suhu dan tekanan tertentu ).

  Katalis merupakan sosok yang sensitif, ia mudah tersinggung dan mood-nya mudah berubah. Jadi, untuk mendapatkan bantuan katalis, setiap reaktan harus berpandai-pandai menjaga suasana hati katalis. Katalis akan merasa gerah dan emosi jika suasana lingkungannya terlalu panas, sehingga katalis dapat terdenaturasi pada suhu yang tinggi. Jadi, jika reaktan ingin berbincang-bincang dengan katalis, sebaiknya reaktan memilih tempat berbincang yang teduh dan nyaman bagi katalis, yaitu pada lingkungan yang bersuhu 37

  ⁰C. Selain itu katalis juga akan merasa nyaman pada pH 7, karena katalis tidak menyukai suasana yang begitu asam begitu juga yang begitu basa. Jadi katalis sangat ingin berada di zona nyamannya.

  8. Katalis dapat diracuni oleh suatu zat dalam jumlah yang sangat sedikit.

  Dalam menjalankan misi dan tugasnya mempercepat reaksi, katalis memiliki musuh yang berusaha menurunkan mutu kinerjanya. Inilah yang dimaksud racun katalis yaitu inhibitor. Dengan penambahan sedikit saja racun katalis, katalis akan teracuni sehingga mutu kinerjanya menurun.

KELEMAHAN KATALIS

  Alangkah indahnya bila sebuah reaksi kimia tidak membutuhkan katalis agar bisa berlangsung. Tapi kenyataannya jenis reaksi seperti ini jarang ditemui. Keberadaan katalis dalam campuran reaksi kimia tentu saja memberikan masalah tersendiri. Di industri kimia, masalah terutama berkaitan dengan pemisahan (separation), daur ulang (recycle), usia (life

  time ), dan deaktifasi katalis merupakan isyu-isyu penting.

  Problem pemisahan katalis dari zat pereaksi atau produk lebih sering ditemui pada sistem katalis homogen. Karena katalis homogen larut dalam campuran, ibaratnya dalam suatu hubungan anatar dua reaktan yang saling mencintai, setelah adanya katalis yang diibaratkan sebagai orang ketika, maka terkadang akan timbul suatu masalah diantara hubungan kedua reaktan tersebut

  Pemisahan tidak cukup dilakukan dengan penyaringan atau dekantasi. Teknik yang umum digunakan adalah destilasi atau ekstraksi produk dari campuran, misalnya katalis asam-basa pada reaksi esterifikasi biodiesel dipisahkan dengan ekstraksi untuk kemudian campuran sisa reaktan-katalis yang tertinggal dialirkan lagi menuju bejana reaksi. Namun demikian, ada beberapa dari senyawa komplek logam yang didesain sedemikian rupa sehingga bisa terpisah atau mengendap setelah reaksi tuntas. Kasus pemisahan untuk katalis heterogen lebih mudah ditanggulangi karena sudah terpisah dengan sendirinya tanpa membutuhkan usaha lain.

  Daur ulang dan usia katalis memiliki kaitan. Selama bisa dipisahkan, katalis homogen boleh dikatakan tetap aktif dan memiliki usia yang sangat panjang bahkan nyaris tak terhingga dan bisa digunakan berulang-ulang. Nyawa katalis homogen mungkin tamat jika mengalami deaktifasi akibat teracuni atau perubahan struktur akibat proses ektrim. Katalis heterogen memiliki takdir berbeda. Sering kali katalis heterogen harus diaktifasi dulu sebelum siap digunakan, misalnya dengan jalan direduksi atau dioksidasi. Setelah mengalami proses reaksi berkali-kali, kereaktifan katalis tersebut pelan-pelan menurun akibat perubahan mikrostruktur maupun kimianya, misal terjadi penggumpalan (clustering), migrasi partikel aktif membentuk kristal baru (sintering), oksidasi, karbonisasi, maupun teracuni (poisoned). Untuk mengembalikan reaktifitas katalis heterogen perlu dilakukan regenerasi dengan cara, misalnya kalsinasi, reduksi-oksidasi kembali, atau pencucian dengan larutan aktif. Seringkali proses regenerasi tidak dapat mengembalikan 100% kereaktifan katalis sehingga pada saatnya membentuk produk baru dengan cara menurunkan energi aktivasi. Sehingga katalis dapat mempercepat laju reaksi.