Katalis

1. JENIS JENIS KATALIS

a. Katalis Homogen

ü    katalis mempunyai fasa yang sama dengan reaktan dan produk reaksi

ü    Proses katalisis terjadi melalui perubahan senyawa menjadi senyawa

                                   yang kompleks dan terjadi pengubahan susunan molekul dan ligan katalis                         

ü    Operasi reaksi katalisis fasa cair mempunyai keterbatasan pada suhu

                                   dan tekanan, sehingga peralatan reaktor menjadi lebih kompleks

ü    Katalis setelah reaksi juga harus dipisahkan dari produk, sehingga menambah

                                    kesulitan lagi

ü    sistem katalisis homogen hanya dijumpai pada industri‐industri

                                    tertentu saja misalnya industri bahan kimia, obat‐obatan, dan makanan              

ü    Beberapa industri petrokimia seperti produksi asam asetat, alkilasi olefin,

                                    dan hidroformilasi juga menggunakan sistem katalisis homogen

b. Katalis Enzim

ü    Enzim adalah molekul‐molekul protein dengan ukuran koloid yang berada

                                   diantara ranah homogen molekular dan heterogen makroskopik

ü    Biasanya enzim merupakan katalis yang sangat efisien dan selektif.

                                    Sebagai contoh, reaksi dekomposisi H2O2 yang dikatalisasi oleh enzim catalase   

                                    adalah lebih cepat 109 kali daripada dikatalisasi oleh katalis anorganik

c. Katalis Heterogen

ü    katalis dan reaktan berbeda fasanya

ü    Dengan perbedaan fasa antara katalis dan reaktan, maka mekanisme reaksi

                         menjadi sangat kompleks

ü    Laju reaksi dikendalikan oleh fenomena‐fenomena adsorpsi, absorpsi, dan

                         desorpsi

ü    laju dan energi desorpsi, struktur permukaan aktif, dan sifat‐sifat terbentuknya

                         produk antara yang memerlukan kerja‐kerja eksperimen yang panjang

ü    Bahkan, dalam setiap aplikasi katalisis heterogen tertentu terdapat banyak

                         kontroversi tentang detil mekanisme suatu reaksi

ü   sistem katalis heterogen adalah yang paling mudah digunakan di aplikasi

                         industri karena pelet katalis yang mudah dibuat, katalis mudah diletakkan

                         di dalam tabung reaktor di mana reaktan mengalir, dan konstruksi sederhana

              2. Penerapan Konsep Laju Reaksi

a. Penerapan Luas Permukaan

   Salah satu syarat agar reaksi dapat berlangsung adalah zat-zat pereaksi harus bercampur

         atau bersentuhan. Pada campuran pereaksi yang heterogen, reaksi hanya terjadi pada

         bidang batas campuran. Bidang batas campuran inilah yang dimaksud dengan bidang

         sentuh. Dengan memperbesar luas bidang sentuh, reaksi akan berlangsung lebih cepat.

        

b. Penggunaan Katalis Dalam Industri

Katalis sangat penting dalam beberapa industri. Berikut ini beberapa penggunaan katalis  

dalam industri.

a. Katalis Fe2O3 digunakan dalam pabrik ammonia. Katalis tersebut menyebabkan  

    terjadinya reaksi antara nitrogen dan hidrogen. ( N2_(g) + H2_(g) 2NH_3(g) )

b. Dalam pembuatan asam nitrat (HNO3), ammonia bereaksi dengan oksigen membentuk  

    nitrogen monooksida (NO) dan uap air (H2O) dengan bantuan katalis platina (Pt).

    Gas NO dalam keadaan kontak dengan udara dilarutkan ke dalam airke dalam air

    membentuk asam nitrat.

    4NH3(g) + 5O2(g) 4NO(g) + 6H2O(l)

    2NO(g) + O2(g) 2NO2(g)

    4NO2(g) + O2(g) + H2O(l) 4HNO3(l)

c. Dalam pabrik asam sulfat (H2SO4), gas SO2 dibuat dengan membakar bijih katalis

    belerang(FeS). Pada proses kontak, gas SO2 dan udara dipanaskan kemudian dilewatkan  

    pada vanadium (V)oksida (V2O5). Asam sulfat dibuat dengan cara melarutkan gas SO3

    dalam H2SO4 dan kemudian diencerkan dengan air.

    2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)

    SO3(s) + H2SO4(l) H2S2O7(l)

    H2S2O7(l) + H2O(l) 2H2SO4(aq)

    Pembuatan H2SO4 pada proses kamar timbale, digunakan katalis NO dan NO2. NO dan  

    NO2 diperoleh dengan oksidasi NH3.

    4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O

    2NO + O2 2NO2

    2SO2 + NO + NO2 + H2O + O2 2HSO4.

    NO asam nitrosulfonat

    2HSO4.NO + H2O 2H2SO4 + NO + NO2