Katalisis didefinisikan sebagai peningkatan laju reaksi kimia dengan memperkenalkan a katalisator. Katalis, pada gilirannya, adalah zat yang tidak dikonsumsi oleh reaksi kimia, tetapi bertindak untuk menurunkannya energi aktivasi. Dengan kata lain, katalis adalah keduanya a reaktan dan produk dari reaksi kimia. Biasanya, hanya diperlukan sejumlah kecil katalis mengkatalisasi sebuah reaksi.
Unit SI untuk katalisis adalah katal. Ini adalah unit turunan yaitu mol per detik. Ketika enzim mengkatalisasi suatu reaksi, unit yang disukai adalah unit enzim. Efektivitas katalis dapat dinyatakan dengan menggunakan angka turnover (TON) atau frekuensi turnover (TOF), yaitu TON per unit waktu.
Katalisis adalah proses vital dalam industri kimia. Diperkirakan 90% bahan kimia yang diproduksi secara komersial disintesis melalui proses katalitik.
Kadang-kadang istilah "katalisis" digunakan untuk merujuk pada reaksi di mana suatu zat dikonsumsi (mis., Hidrolisis ester yang dikatalisis basa). Menurut IUPAC, ini adalah penggunaan istilah yang salah. Dalam situasi ini, zat yang ditambahkan ke reaksi harus disebut
penggerak bukan katalis.Kunci Pengambilan Keputusan: Apa Itu Katalisis?
- Katalisis adalah proses meningkatkan laju reaksi kimia dengan menambahkan katalis ke dalamnya.
- Katalis adalah reaktan dan produk dalam reaksi, sehingga tidak dikonsumsi.
- Katalisis bekerja dengan menurunkan energi aktivasi reaksi, sehingga lebih menguntungkan secara termodinamika.
- Katalisis itu penting! Sekitar 90% bahan kimia komersial disiapkan menggunakan katalis.
Cara Kerja Katalisis
Katalis menawarkan keadaan transisi yang berbeda untuk reaksi kimia, dengan energi aktivasi yang lebih rendah. Tabrakan antara molekul reaktan lebih mungkin untuk mencapai energi yang dibutuhkan untuk membentuk produk daripada tanpa kehadiran katalis. Dalam beberapa kasus, salah satu efek katalisis adalah menurunkan suhu di mana reaksi akan diproses.
Katalisis tidak mengubah keseimbangan kimia karena ia mempengaruhi laju reaksi maju dan mundur. Itu tidak mengubah konstanta kesetimbangan. Demikian pula, hasil teoritis dari suatu reaksi tidak terpengaruh.
Contoh Katalis
Berbagai macam bahan kimia dapat digunakan sebagai katalis. Untuk reaksi kimia yang melibatkan air, seperti hidrolisis dan dehidrasi, asam proton umumnya digunakan. Zat padat yang digunakan sebagai katalis meliputi zeolit, alumina, karbon grafit, dan partikel nano. Logam transisi (mis., Nikel) paling sering digunakan untuk mengkatalisasi reaksi redoks. Reaksi sintesis organik dapat dikatalisis menggunakan logam mulia atau "logam transisi akhir," seperti platinum, emas, paladium, iridium, ruthenium, atau rhodium.
Jenis Katalis
Dua kategori utama katalis adalah katalis heterogen dan katalis homogen. Enzim atau biokatalis dapat dipandang sebagai kelompok terpisah atau milik salah satu dari dua kelompok utama.
Katalis heterogen adalah mereka yang ada dalam fase berbeda dari reaksi yang dikatalisis. Sebagai contoh, katalis padat mengkatalisasi suatu reaksi dalam campuran cairan dan / atau gas adalah katalis heterogen. Luas permukaan sangat penting untuk berfungsinya katalis jenis ini.
Katalis homogen ada pada fase yang sama dengan reaktan dalam reaksi kimia. Katalis organologam adalah salah satu jenis katalis homogen.
Enzim adalah katalis berbasis protein. Mereka adalah satu jenis biokatalis. Enzim yang larut adalah katalis homogen, sedangkan enzim yang terikat membran adalah katalis heterogen. Biokatalisis digunakan untuk sintesis komersial akrilamida dan sirup jagung fruktosa tinggi.
Ketentuan Terkait
Prekatalis adalah zat yang dikonversi menjadi katalis selama reaksi kimia. Mungkin ada periode induksi sementara prekatalis diaktifkan untuk menjadi katalis.
Ko-katalis dan promotor adalah nama yang diberikan kepada spesies kimia yang membantu aktivitas katalitik. Ketika zat-zat ini digunakan, prosesnya disebut katalisis kooperatif.
Sumber
- IUPAC (1997). Kompendium Terminologi Kimia (2nd ed.) ("Buku Emas"). doi:10.1351 / buku emas. C00876
- Knözinger, Helmut dan Kochloefl, Karl (2002). "Katalisis heterogen dan Katalis Padat" di Ensiklopedia Kimia Industri Ullmann. Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002 / 14356007.a05_313
- Laidler, K.J. dan Meiser, J.H. (1982). Kimia Fisik. Benjamin / Cummings. ISBN 0-618-12341-5.
- Masel, Richard I. (2001). Kinetika dan Katalisis Kimia. Wiley-Interscience, New York. ISBN 0-471-24197-0.
- Matthiesen J, S Wendt, Hansen JØ, Madsen GK, Lira E, Galliker P, Vestergaard EK, Schaub R, Laegsgaard E, Hammer B, Besenbacher F (2009). "Pengamatan Semua Langkah Menengah Reaksi Kimia pada Permukaan Oksida oleh Scanning Tunneling Microscopy.". ACS Nano. 3 (3): 517–26. doi:10.1021 / nn8008245