Pengaruh Katalis pada Laju Reaksi

Laju menyatakan seberapa cepat atau seberapa lambat suatu proses berlangsung. Laju juga menyatakan besarnya perubahan yang terjadi dalam satu satua waktu.

Reaksi kimia adalah proses perubahan zat pereaksi menjadi produk. Seiring dengan bertambahnya waktu reaksi, maka jumlah zat peraksi semakin sedikit, sedangkan produk semakin banyak. Laju reaksi dinyatakan sebagai laju berkurangnya pereaksi atau laju terbentuknya produk. Laju reaksi dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain adalah konsentrasi, luas permukaan, temperatur, dan katalis.

Dalam artikel ini yang akan dibahas adalah katalis yang mempengaruhi laju reaksi. Katalis adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi kimia pada suhu tertentu, tanpa mengalami perubahan atau terpakai oleh reaksi itu sendiri. Suatu katalis berperan dalam reaksi tapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk. Katalis memungkinkan reaksi berlangsung lebih cepat atau memungkinkan reaksi pada suhu lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi. Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktivasi yang lebih rendah. Katalis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk berlangsungnya reaksi.

 Gambar 2.4 Energi pengaktifan reaksi dengan katalis dan tanpa katalis

Berdasrkan Penggunaannya, katalis dapat dibedakan ke dalam dua golongan utama, yaitu: katalis homogen dan katalis heterogen.

·      Katalis heterogen (Adsorpsi) adalah katalis yang ada dalam fase berbeda dengan pereaksi dalam reaksi yang dikatalisisnya. Penggunaan katalis heterogen biasanya pada suhu dan tekanan tinggi. Umumnya katalis heterogen berupa zat padat yang terdiri dari logam atau oksida logam. Keuntungan penggunaan katalis heterogen adalah katalisnya dapat dipisahkan dengan penyaringan dari produk bila reaksi telah selesai. Banyak proses industri yang menggunakan katalis heterogen, sehingga proses dapat berlangsung lebih cepat dan biaya produksi dapat dikurangi. Beberapa logam ada yang dapat mengikat cukup banyak molekul-molekul gas pada permukannya, misalnya Ni, Pt, Pd dan V. Gaya tarik menarik antara atom logam dengan molekul gas dapat memperlemah ikatan kovalen pada molekul gas, dan bahkan dapat memutuskan ikatan itu. Satu contoh sederhana untuk katalisis heterogen yaitu bahwa katalis menyediakan suatu permukaan di mana pereaksipereaksi (atau substrat ) untuk sementara terjerap. Ikatan dalam substrat-substrat menjadi sedemikian lemah sehingga memadai terbentuknya produk baru. Ikatan atara produk dan katalis lebih lemah, sehingga akhirnya terlepas.

·      Katalis homogen (Pembentukan senyawa antara) adalah katalis yang berada dalam fase yang sama. 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

Salah satu contoh katalis homogen adalah reaksi fase gas antara berelang dioksida (SO₂) dan oksigen (O₂) untuk menghasilkan belerang trioksida (SO₃), yaitu :

2SO₂ (g) + O₂ (g) → SO₃ (g) (1) Lambat dan mempunyai energi pengaktifan tinggi.

Laju reksi tersebut dapat ditingkatkan dengan menambahkan katalis, katalis yang digunakan adalah nitrogen oksida (NO). Reaksi hadirnya NO sebagai katalis adalah sebagai berikut :

2NO (g) + O₂ (g) → 2NO₂ (g) (2)

NO₂ (g) + SO₂ (g) → SO₃ (g) + NO (g) (3)

Dua reaksi yang lebih cepat menggantikan reaksi yang lebih lambat. NO₂ yang terbentuk dalam reaksi (2) merupakan senyawa antara darimana NO dihasilkan kembali dalam reaksi (3).

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 jenis katalis yang lain yaitu katalis enzim. Katalis enzim ini disebut sebagain katalis biologis. Banyak reaksi- reaksi penting yang dikatalisis oleh enzim, misalnya pengubahan karbohidrat atau amilum menjadi glukosa dalam mulut yang dikatalisis oleh enzim ptyalin. Enzim merupakan molekul protein dengan bentuk yang karakteristik yang hanya akan mengijinkan molekul-molekul Pereaksi tertentu berikatan. Reaksi enzimatik ada yang berlangsung secara homogen, Namun ada pula yang berlangsung secara heterogen. Karakteristik enzim adalah pada Kespesifikan dan efisiensinya. Dikatakan spesifik karena reaksi hanya berlangsung pada substrat yang spesifik. misalnya enzim urease spesifik untuk reaksi hidrolisis urea. Efisiensi enzim berkaitan dengan kemampuan enzim meningkatkan laju reaksi berlipat ganda dibandingkan tanpa enzim.

Berdasarkan fungsinya, katalis dibedakan menjadi 2, yaitu :

§   Katalis positif (katalisator) yang berfungsi mempercepat reaksi.

§   katalis negatif (inhibitor) yang berfungsi memperlambat laju reaksi.

Berdasarkan cara bereaksinya, katalis dibedakan menjadi 2, yaitu :

§   Katalis aktif yaitu katalis yang ikut terlibat reaksi dan pada akhir rekasi terbentuk kembali.

§   Katalis pasif yaitu katalis yang tidak ikut bereaksi, hanya sebagai media reaksi saja.

DAFTAR PUSTAKA

Jones, Norton,W. 1969. Textbook of General Chemistry. Abilene, Texas : The C.V. Mosby Company

Keenan. 1989. Kimia Untuk Universitas. Jakarta : Erlangga

Widjajanti, Endang. 2005. Makalah pengabdian pada masyarakat : Pengaruh katalisator terhadap Laju reaksi. Yogyakarta : Yogyakarta University Press