KATALIS
MAGIC OF CATALYST
HAFIZAH AZWIR
14035075
PENDIDIKAN KIMIA
UNIVERSITAS NEGERI PADANG
MAGIC OF CATALYST
Pada Kesempatan ini mari kita mengenal lebih jauh tentang perasaan si katalis dan bagaimana kehidupan sehari-hari yang di jalani katalis tersebut.
Belum mengenal lebih jauh tentang katalis?siapa itu katalis?apa saja yang di lakukannya?mari kita lihat lebih jauh.
Nah..Katalis itu sendiri dapat dikatakan sebagai suatu zat yang mempercepat laju reaksi kimia pada suhu tertentu, tanpa mengalami perubahan atau terpakai oleh reaksi itu sendiri.
Dapat di ibaratkan bahwa si katalis tersebut sebagai “mak comblang” atau penolong suatu hubungan tetapi si katalis tersebut tidak ikut andil dalam hubungan kliennya tersebut.
Hanya saja untuk menolong agar hubungan tersebut dapat terjadi harus pada waktu dan suasana yang tepat.
Katalis
Katalis Rangga Rangga Katalis Cinta
A B Rangga Cinta
C
D Rangga Cinta
Pada scane A dapat di ketahui bahwa si katalis ingin membantu Rangga untuk mendekatkan diri dengan Cinta dan membuat suatu hubungan dengan cinta.
Pada Scane B si Katalis membantu mempertemukan Rangga dengan Cinta sebagai “mak comblang”
NO
H+
MnO2
Pada Scane D Rangga dan cinta saling menyukai dan terbentuk suatu hubungan.
Jadi,dapat dikatakan bahwa sikatalis hanya berperan sebagai “mak comblang” yaitu membantu suatu hubungan agar dapat terikat tetapi tidak ikut dalam hubungan tersebut.
Setelah kita mengetahui Siapa itu katalis,sekarang kita mengenal sifat-sifat dari katalis itu sendiri.
Sifat-Sifat Katalis yaitu :
1. Bekerja Spesifik pada Suhu optimum dan Ph optimum 2. Dalam terjadi reaksi hanya di perlukan sedikit
3. Kereaktifan dapat hilang bila di racuni zat lain
Adanya penambahan zat lain yang lebih kuat dari katalis akan mempengaruhi kerja katalis
4. Katalis tidak ikut bereaksi tapi membntu mempercepat reaksi suatu zat
Beberapa macam reaksi yang menggunakan katalis:
a. Reaksi dalam fasa gas
Contoh : 2SO2(g)+ O2 2SO3 (g) 2CO(g)+ O2(g) 2CO2(g) b. Reaksi dalam larutan
Contoh : CH3COOC2H5+ H2O CH3COOH + C2H5OH C12H12O11(aq)+ H2O(l)+ H+(aq) C6H12O6+ C6H12O6 c. Reaksi dalam padatan
Contoh :
k1 lambat
d(P)
dt
k2
k3
Bagaimana juga dengan cara kerja katalis? Disini di bahas sedikit tentang mekanisme kerja katalis.
I. Teori Pembentukan Zat Antara
Teori ini digunakan untuk menjelaskan kerja katalis homogen.Dan menurut teori ini “Katalis akan membentuk mekanisme reaksi alternatif melalui pembentukan zat antara dengan energi aktivasi (Ea) lebih rendah”
Mekanisme secara umum :
Reaksi tanpa Katalis :
A + B Produk (reaksi 1 )
Laju = = k1[A] [B]
Reaksi dengan katalis :
Mekanisme : A + KAT X (zat azntara) (Reaksi 2 )
X + B Produk + KAT (Reaksi 3 )
Jika : Ea3 > Ea2 maka r2 > r3
Maka,hukum laju ditentukan oleh reaksi 3 (lambat),Tapi jika Ea3<Ea2 maka r2<r3
ene rgi Jalan reaksi X R } X Ea’ Ea P KAT
Keterangan : R = reaktan
P = produk
X = zat antara
Jika Ea’ sama dengan Ea dengan katalis dan Ea sama Ea tanpa katalis.Jadi Energi aktivasi kecil dari energi aktivasi kedua maka juga berpengaruh pada jari-jarinya
ii. Teori Adsorbsi
Teori ini digunakan untuk menjelaskan kerja katalis heterogen,Menurut teori ini: “Katalis akan mengadsorbsi molekul reaktan”
Mekanisme :
A(g) + B(g) C + D
Mekanismenya yang pertama yaitu proses adsorbsi molekul reaktan pada permukaan katalis dapat berupa adsorbsi fisika (fisisorbsi) dan adsorbsi kimia (kemisorbsi).
Mekanisme yang kedua molekul reaktan saling mendekat membentuk zat antara kemudian zat antara pecah menjadi produk C dan D dan setelah itu terjadi desorbsi produk C dan D dari katalis tersebut.Dapat dilihat skema gambarnya:
Zat antara
(1) (3) (4)
Hukum laju di dasar kan pada mekanisme adsorbsi:
-Mekanisme Eley-Rideal adalah “salah satu reaktan yang teradsorbsi” -Mekanisme Langmuir – Heisenwoold adalah “Kedua reaktan teradsorbasi”
Kita dapat juga mengetahui jenis-jenis dari katalis itu sendiri,terdapat beberapa jenis katalis diantaranya katalis homogen dan katalis heterogen.Berikut penjelasannya.Pertama Katalis Homogen, nahKatalis homogen adalah suatu jenis dari katalisis di mana katalis menempati fase yang sama dengan reaktan.Mekanisme ini dapat dibandingkan mekanisme reaksi tanpa katalis.
Secara umum, katalis homogen adalah senyawa yang memiliki fase sama dengan reaktan ketika reaksi kimia berlangsung. 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
Ada beberapa penggolongan katalis homogen diantaranya adalahKatalis asam-basa.Katalis asam basa ini meliputi asam basa arrhenius,brosted lowry,lewis.Dan Mekanismenya juga
beragam,umumnya melibatkan transfer proton dengan contoh:
-Katalis asam bronsted lowry melibatkan transfer proton dari katalis ke substrat
Contohnya: solvolisis ester,inversi sukrosa
-Katalis basa Bronsted lowry melibatkan transfer proton dari substrat ke katalis
Contohnya: Halogenasi senyawa organik,isomerisasi
Pada Katalis Enzim di ketahui bahwa enzim adalah molekul protein (kopolimer dari asam amino,BM= 104- 106.
Enzim sebagai katalis dalam reaksi organik (pada makhluk hidup).Nah adapun karakteristik dari reaksi enzim beikut,merupakan katalis yang efisien karena dapat meningkatkan laju reaksi berlipat ganda walaupun di gunakan dalam konsentrasi kecil.Katalis enzim merupakan katalis yang spesifik,karena hanya dapat di gunakan untuk reaktan tertentu.contonya pada urease digunakan untuk hidrolisis urea tapi tidak bisa untuk hidrolisis metil urea.invertase digunakan untuk inversi gula,zymase digunakan untuk konversi glukosa.
Enzim memiliki sifat yang spesific dapat di jelaskan dengan teori “ lock and
key”.Dimana enzim memounyai cavity pada permukaannya yang merupakan pusat aktif.Dan molekul substrat dengan membentuk yang sama dengan cavity tersebut bisa masuk kedalam cavity enzimyang akan membentuk kompleks zat antara dan akan di dekomposisi sebgai produk.
Dapat kita lihat dimana,teori lock and key ini hanya dapat terpasangkan dengan bentuk atau pasangannya yang sama.Dan akan bereaksi pada sisi aktif enzim.Jadi sisi substrat dan sisi enzim yang pasangannya harus cocok agar dapat menghasilkan produk.
Laju reaksi enzimatik maksimum pada temperatur dan Ph optimum,dan laju reaksi enzimatik meningkat dengan naiknya temperatur tetapi pada batas tertentu.
Aktivitas enzim dapat diturunkan dengan peracunan,racun tersebut akan bereaksi dengan gugus fungsi aktif pada permukaan enzim.
Contonya: ion Ag+, Hg2+akan bereaksi dengan gugus –SH dari enzim dan meracuninya(menghambat/inhibisi).
Aktifitas katalis juga dapat ditingkatkan dengan menambahkan zat lain (promotor)/aktivator/koenzim.
Contohnya amilase ditingkatkan dengan ion natrium dan vitamin yang bertindak sebagai koenzim.
Pada Katalis Heterogen,katalis heterogen merupakan katalis yang memiliki fasa yang
berbeda dengan reaktannya atau dapat diartikan bahwa katalis heterogen merupakan katalis yang fasanya tidak sama dengan reaktan dan produk. Katalis heterogen secara umum berbentuk padat dan banyak digunakan pada reaktan berwujud cair atau gas.
Cara kerja katalis diterangkan dengan teori adsorbsi,yang biasanya digunakan adalah:
-Logam (umumnya logam transisi)
-Alloy
-Oksida dan sulfida dari semikonduktor.
Ada terdapat beberapa kategori yaitu,unimolekularitas yang disebut dengan satu molekul reaktan yang
berinteraksi.Lain lagi dengan bimolekular adalah dua molekul reaktan yang brinteraksi dikenal dengan 2
mekanisme yaitu mekanisme Elley – rideal dan mekanisme langmuir –hinselwood.
Cara Kerja Katalis Heterogen.
Katalis dapat bekerja dengan membentuk senyawa antara atau mengabsorpsi zat yang direaksikan. Sehingga katalis dapat meningkatkan laju reaksi, sementara katalis
itu sendiri tidak mengalami perubahan kimia secara permanen.
Cara kerjanya yaitu dengan menempel pada bagian substrat tertentu dan pada akhirnya dapat menurunkan energi pengaktifan dari reaksi, sehingga reaksi berlangsung dengan cepat.
Ada dua macam katalis, yaitu katalis positif (katalisator) yang berfungsi
mempercepat reaksi, dan katalis negatif (inhibitor) yang berfungsi memperlambat laju reaksi. Katalis positif berperan menurunkan energi pengaktifan, dan membuat
orientasi molekul sesuai untuk terjadinya tumbukan. Akibatnya molekul gas yang teradsorpsi pada permukaan logam ini menjadi lebih reaktif daripada molekul gas yang tidak terabsorbsi.
Contoh katalis heterogen Umumnya katalis heterogen berupa zat padat yang terdiri dari logam atau oksida logam. Contoh-contoh dari katalis heterogen adalah zeolit, CaO, MgO, dan resin penukar ion.
Keuntungan dari katalis heterogen adalah ramah lingkungan, tidak bersifat korosif, mudah dipisahkan dari produk dengan cara filtrasi, serta dapat digunakan berulangkali dalam jangka waktu yang lama. Selain itu, katalis heterogen meningkatkan kemurnian hasil karena reaksi samping dapat dieliminasi.
Jadi akhir kata bahwa katalis tersebut sangat berguna untuk mempercepat lahu reaksi tanpa langsung bereaksi degan hubungan tersebut.
