Pengertian Katalis

Posted on

Pengertian Katalis – Assalamualaikum Wr Wb.Alhamdulillah atas izin Alloh SWT serta Ridho dari junjungan Kita Nabi Muhammad SAW, kita dapat berjumpa lagi dalam pembahasan artikel kali ini.

Dimana Edmodo.Id akan membahas materi dengan tema mengenai Katalis yang berdasarkan Pengertian, Fungsi, Sifat, Gambar dan Contohnya Serta Penjelasannya. Langsung saja pembahsannya dibawah ini.

Pengertian Katalis

Katalis - Pengertian, Fungsi, Sifat, Gambar dan Contohnya
Pengertian Katalis

Pengertian Katalis adalah zat yang mempercepat laju reaksi kimia pada suhu tertentu tanpa mengubah atau digunakan oleh reaksi itu sendiri (lihat juga katalisis).

Reaksi berlangsung lebih cepat atau dimungkinkan pada suhu yang lebih rendah karena perubahan yang dipicu dalam reagen.

Merupakan penyedia jalur pilihan dengan energi aktivasi yang lebih rendah. Katallis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk reaksi.

Cataliis dapat dibagi menjadi dua kelompok, yaitu: homogen dan heterogen. Heterogen adalah katalis yang berada dalam fase yang berbeda dari reaktan dalam reaksi yang dikatalisis, sedangkan homogen berada pada fase yang sama.

Contoh sederhana dari katalisis heterogen adalah bahwa katalis menyediakan permukaan tempat reaktan (atau substrat) diserap sementara. Substrat menjadi lemah dalam ikatan, sehingga produk baru yang cukup terbentuk.

Kemudian, homogen umumnya bereaksi dengan satu atau lebih reaktan untuk membentuk zat antara kimia, yang kemudian bereaksi untuk membentuk produk akhir dari reaksi dalam suatu proses yang memulihkan katalis.

Katalis adalah senyawa kimia yang menyebabkan reaksi menyeimbangkan lebih cepat tanpa terjadi perubahan kimia pada akhir reaksi. Katalis tidak mengubah nilai keseimbangan dan berperan dalam mengurangi energi aktivasi.

Dengan pengurangan energi aktivasi ini, energi minimum yang diperlukan untuk tumbukan berkurang sehingga reaksi berlangsung dengan cepat.

Katalis umumnya memiliki sifat sebagai berikut: aktivitas, stabilitas, selektivitas, usia, regenerasi dan kekuatan mekanik. Secara umum, katalis memiliki dua fungsi, yaitu untuk mempercepat reaksi terhadap kesetimbangan atau fungsi kegiatan dan untuk meningkatkan hasil reaksi yang diinginkan atau fungsi selektivitas.

Katalis sebagai zat kimia dapat mempercepat laju reaksi kimia yang dapat dilakukan secara termodinamik. Ini karena kemampuannya untuk berinteraksi dengan setidaknya satu molekul reaktan untuk menghasilkan zat antara yang lebih aktif.

Interaksi ini akan dapat meningkatkan akurasi orientasi tumbukan, meningkatkan konsentrasi karena lokasi reaktan, meningkatkan jumlah tumbukan dan membuka jalur reaksi dengan energi aktivasi yang lebih rendah.

Katalis dapat dibagi menjadi 3 komponen, yaitu situs aktif, pendukung atau pendukung dan promotor. Pusat aktif berperan dalam reaksi kimia yang diharapkan, buffer berperan dalam memodifikasi komponen aktif, menyediakan area permukaan yang luas dan meningkatkan stabilitas katalis, sedangkan promotor berperan dalam meningkatkan atau membatasi aktivitas katalis dan Berperan dalam struktur katalis.

Di bawah ini adalah skema umum reaksi katalitik di mana C adalah katalis:

  • A+C→AC(1)
  • B+AC→AB+C(2)

Meskipun katalis (C) dikonsumsi oleh reaksi 1, selanjutnya direproduksi oleh reaksi 2 sehingga akan untuk seluruh reaksi,

  • A + B + C → AB + C.

Katalis tidak dikonsumsi atau dihasilkan. Enzim adalah biokatalis. Penggunaan istilah “katalisator” dalam konteks budaya yang lebih luas dapat dianalogikan dengan konteks ini.

Fungsi Dari Katalis

Pengertian Katalis berfungsi untuk mengurangi energi aktivasi. Namun, katalis tidak mengubah energi antara produk dan reaktannya.

Katallis ditambahkan dalam reaksi mengurangi energi aktivasi reaktan. Zat yang bereaksi dapat lebih mudah melebihi energi aktivasi, membuat reaksi lebih mudah.

Lain halnya dengan aplikasi, yaitu meningkatkan laju reaksi (akselerasi) dengan mengurangi energi aktivasi suatu reaksi dan membentuk langkah-langkah reaksi baru. Mengurangi aktivasi energi, maka reaksinya dapat berjalan lebih cepat pada suhu yang sama.

Fungsi katalis adalah untuk meningkatkan laju reaksi (untuk mempercepat reaksi) dengan meminimalkan energi aktivasi suatu reaksi dan dengan membentuk langkah-langkah reaksi baru.

Dengan berkurangnya energi aktivasi, reaksi dapat berlangsung lebih cepat pada suhu yang sama.

Satu hal yang perlu diketahui tentang prinsip kerja katalis adalah bahwa katalis terus terlibat dalam proses reaksi, tetapi dalam keadaan akhir katalis akan keluar dalam bentuk yang sama. Sifat kimia dari katalis adalah sama sebelum dan sesudah suatu reaksi dikatalisis.

Pentingnya katalis dapat dilihat pada kenyataan bahwa lebih dari 75% proses produksi kimia di industri disintesis menggunakan katalis.

Contoh proses kimia yang sangat penting seperti sintesis metanol dari gas sintesis (CO dan H2) dikatalisis oleh Zn0 / Cr203 dan reaksi pergeseran gas air (WGS) oleh oksida besi atau oksida campuran Zn, Cu atau Cr.

CO + 2H2O -> CO2 + H2

Teknologi katalis telah digunakan dalam industri kimia selama dalam penelitian.

Reaksi eksotermik AB (g) + C (g) – AC (g) + B (g). Reaksi ini lambat karena energi aktivasi (Ea) lebih besar daripada energi molekul. Hanya sebagian kecil molekul yang mencapai Ea.

Sifat Dari Katalis

Berikut ini adalah fitur catistic, yaitu:

  • Mempercepat kecepatan respons, tetapi jangan mengubah jenis dan jumlah hasil respons.
  • Tidak mengalami perubahan permanen dalam reaksi, tetapi mungkin terlibat dalam mekanisme reaksi.
  • Ubah mekanisme reaksi dengan memberikan tahap reaksi dengan energi aktivasi yang lebih rendah.
  • Hanya dibutuhkan dalam jumlah terbatas.
  • Memiliki tindakan tertentu, yaitu, hanya dapat mengkatalisasi reaksi tertentu.
  • Dapat diracuni oleh zat-zat tertentu sehingga tidak lagi aktif sebagai katalis.

Jenis Dari Katalis

Karena penampilannya, katal dapat dibagi menjadi calsalis homogen dan catalis heterogen (James E. Brady, 1990).

Homogen

Homogen adalah katallis yang dapat bercampur secara homogen dengan reagennya karena memiliki bentuk yang sama.

Contoh katalis homogen:

Katalis dan reagen gas

 NO(g) 
2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)
  • Kataliis dan pereaksi berwujud cair
    H+(aq)   
C12H22O11(aq) + H2O(l)     C6H12O6(aq)  +   C6H12O6(aq)
    glukosa    fruktosa

Heterogen

Heterogen adalah katalis yang tidak dapat dicampur secara homogen dengan reaktan karena bentuknya berbeda.

Contoh cctalis heterogen:

Katalis adalah reagen gas padat.

Ni(s) 
C2H4(g) + H2(g) →C2H6(g)

Autokatalis

Autokatalis adalah zat yang diperoleh dari hasil reaksi yang bertindak sebagai katalis.

Contoh autokatalis:

  • CH3COOH, yang diperoleh dari reaksi metil asetat dengan air, adalah autokatalis reaksi.
  • CH 3 COOCH 3 (aq) + H 2 O (l) → CH 3 COOH (aq) + CH 3 OH (aq)
  • Dengan pembentukan CH3COOH, reaksi menjadi lebih cepat.

Biokatalis

Biokatalis adalah katalis yang bekerja pada proses metabolisme, yaitu pada enzim.

Contoh biokatalis:

Ketika degradasi bahan dipercepat oleh reaksi hidrolisis, enzim menjadi hidrolase

Klasifikasi Katalis

Katalis dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu katalis homogen dan katalis heterogen. Saat bereaksi dengan katalis homogen, katalis berada pada fase yang sama dengan reaktan.

Biasanya, semua reaktan dan katalis berada dalam fase cair atau gas tunggal. Produksi biodiesel dengan katalis homogen umumnya menggunakan katalis H2SO4, NaOH dan KOH. Dalam reaksi dengan katalis heterogen, katalis dan reaktan berada dalam fase yang berbeda.

Katalis heterogen dapat dipisahkan dari campuran reaksi dan digunakan kembali dengan lebih mudah karena fase yang digunakan berbeda dari produk reaksi.

Katalis heterogen juga lebih mudah dibuat dan lebih mudah dibawa ke dalam reaktor karena fasa berbeda dari reaktan. Katalis heterogen yang digunakan biasanya merupakan fase padat.

Adanya perbedaan fase dalam katalis dan reaktan membuat mekanisme reaksi sangat signipikan.

Laju reaksi dikendalikan oleh fenomena adsorpsi, penyerapan, dan desorpsi. Reaksi cairan atau gas di hadapan katalis padat adalah contoh khas.

Keuntungan menggunakan katalis heterogen adalah bahwa katalis dapat dipisahkan dari produk dengan penyaringan setelah reaksi berakhir.

Banyak proses industri menggunakan katalis heterogen sehingga proses dapat berjalan lebih cepat dan biaya produksi dapat dikurangi. Beberapa logam dapat mengikat molekul gas yang cukup ke permukaannya, misalnya Ni, Pt, Pd dan V.

Kekuatan tarik-menarik antara atom logam dan molekul gas dapat melemahkan ikatan kovalen dalam molekul gas dan bahkan memutus ikatan ini.

Contoh sederhana dari katalisis heterogen adalah bahwa katalis menyediakan permukaan tempat reaktan (atau substrat) diserap sementara. Obligasi dalam media menjadi sangat lemah sehingga terbentuk produk baru yang memadai. Ikatan antara produk dan katalis lebih lemah, sehingga akhirnya putus.

Katalis dapat bertindak dengan membentuk zat antara atau dengan menyerap zat yang bereaksi. Ini memungkinkan katalis untuk meningkatkan laju reaksi sementara katalis itu sendiri tidak mengalami perubahan kimia permanen.

Cara kerjanya adalah mematuhi bagian-bagian tertentu dari substrat dan pada akhirnya mengurangi energi aktivasi reaksi sehingga reaksi berlangsung dengan cepat. Reaksi menggunakan katalis disebut reaksi katalis dan prosesnya disebut katalisme.

Klasifikasi catalytic converter berdasarkan pada keberadaan di alam

a. Katalis biokimia

Juga dikenal sebagai enzim. Ini adalah senyawa protein koloidal.
Ditemukan dalam sistem biokimia dan makhluk hidup.
Contoh: Enzim dalam sistem pencernaan enzim tubuh manusia pada tumbuhan

  • Bekerja pada suhu sekitar.
  • Setiap enzim berada pada suhu optimal (suhu operasi saat aktivitasnya mencapai maksimum). Kenaikan suhu di atas suhu optimal menyebabkan kerusakan pada enzim (denaturasi protein).

b. Katalis buatan

Bekerja pada suhu yang relatif tinggi. Kebanyakan dari mereka adalah katalisator padat. Contoh: Katalis V2O5 untuk reaksi oksidasi

Klasifikasi catalytic converter berdasarkan pada keberadaan di alam

Kelemahan Dari Katalis

Masalah dalam industri kimia terutama menyangkut:

Pemisahan (separasi),

Masalah pemisahan katalis dari reagen dan produk lebih sering terjadi pada sistem katalis homogen. Karena katalis homogen larut dalam campuran, pemisahan tidak cukup untuk penyaringan atau penuangan.

Teknik yang biasa digunakan adalah distilasi atau ekstraksi produk dari campuran, misalnya, katalis asam-basa dipisahkan dengan ekstraksi dalam reaksi esterifikasi biodiesel dan kemudian campuran sisa katalis reaktan yang tersisa dikembalikan ke bejana reaksi.

Namun, ada beberapa katalis senyawa kompleks logam khusus yang dirancang untuk memisahkan atau mengendap setelah reaksi selesai. Kasing pemisahan untuk katalis heterogen lebih mudah ditangani karena dipisahkan sendiri tanpa upaya lain.

Daur Ulang (recycle) dan Usia (seumur hidup)

Daur ulang dan usia katalis berperan. Orang dapat mengatakan bahwa katalis homogen tetap aktif dan memiliki umur yang sangat panjang, yang hampir tak terbatas dan dapat digunakan berulang kali selama mereka dapat dipisahkan.

Penonaktifan Katalis

Katalis homogen tidak lagi dapat digunakan jika dinonaktifkan karena keracunan atau perubahan struktural karena proses ekstrem. Katalis heterogen memiliki nasib yang berbeda. Katalis heterogen seringkali harus diaktifkan sebelum siap digunakan, misalnya dengan reduksi atau oksidasi.

Setelah mengalami proses reaksi beberapa kali “reaktivitas katalis perlahan-lahan berkurang karena perubahan struktur mikro dan kimia seperti penggumpalan (pembentukan klaster), migrasi partikel aktif dengan pembentukan kristal baru (sintering), oksidasi, karbonisasi dan keracunan (keracunan)”.

Untuk mengembalikan reaktivitas katalis heterogen, perlu regenerasi, misalnya dengan mengkalsinasi, reoksidasi atau mencuci dengan larutan aktif. Seringkali, proses regenerasi tidak dapat mengembalikan reaktivitas katalis 100%, sehingga katalis akhirnya “mati” dan harus diganti dengan yang baru.

Demikian Pembahasan kita pada kali ini di edmodo.id tentang Pengertian Katalis. Nantikan Artikel Menaraik Lainya, tetap bersama kami. Terimaksih Semoga Membawa Manfaat.

“Wassalamualaikum Warahmatullahi Wabarakatuh”

Baca juga: