2. Katalis Homogen.ppt

8/16/2019 2. Katalis Homogen.ppt

1/25

KATALIS HOMOGEN• Katalis adalah suatu zat yang dapat mempercepat laju

reaksi reaksi kimia pada suhu tertentu, tanpa mengalami

perubahan atau terpakai oleh reaksi itu sendiri

Katalis dapat dibedakan kedalam dua golongan utama:

katalis homogen dan katalis

heterogen

Katalis homogen adalah

senyawa yang memiliki fasesama dengan reaktan ketika

reaksi kimia berlangsung

Katalis homogen ini mempunyai kelemahan yaitu: mencemarilingkungan, dan tidak dapat digunakan kembali. Contoh Katalis

Homogen : Katalis dan pereaksi berwujud gas, dan katalis dan pereaksi

berwujud cair. ebagian besar reaksi katalis homogen adalah asam

basa, seperti halnya reaksi hidrolisis dari ester atau mutarotasi glukosa.


2/25

KATALIS HOMOGEN

• !ila sistem reaksinya berfasa padat, maka

katalis yang digunakan berfasa padat

• !ila sistem reaksinya berfasa cair makakatalisnya berfasa cair

• !ila sistem reaksinya berfasa gas maka

katalisnya berfasa gas.

• "ari ketiga fasa sistem reaksi, yang paling

sering terjadi dan dilakukan adalah sistem

cair.


3/25

Yang akan dibahas

Katalis homogen fasa cair tertama !ang melibatkan air

baik "elart# sebagai reaktan ma"n sebagai reaktan

sekaligs sebagai "elart

$ontoh%

Esterifikasi dan sa"onifikasi ester dengan katalis asam#

&ekom"osisi hidrogen "eroksida oleh ion di dalam lartan#In'ersi skrosa dan mtarotasi glkosa dg katalis asam

ata basa#

(roses metabolisme di dalam tbh misal reaksi antara

hemoglobine dengan oksigen

KATALIS HOMOGEN


4/25

#$K%&'#$ ($%K'

• )anpa Katalis

% * ! + %!, + C

#olekul % langsung berinteraksi dg molekul !membentuk komplek terakti-asi %! , yg

kemudian berubah menjadi hasil reaksi


5/25

#ekanisme (eaksi

"engan Katalis

'ntermediate %kat sebagai hasil dari reaksi

antara katalis dg salah satu reaktan

% * kat k1 %kat (intermediate)

k2

embentukan kompleks terakti-asi sbghasil reaksi antara intermediate dg

reaktan kedua

%kat + ! + /%!# 0kat /kompleks terakti-asi0k1


6/25

#ekanisme (eaksi

embentukan produk dan regenerasikatalis

/%!# 0kat → kat * C * 2

embentukan kompleks terakti-asi /%!# 0kat sbghasil interaksi antara intermediate %kat dg

reaktan kedua /molekul !0 merupakan tahapan

yang memerlukan tenaga paling besar

dibandingkan dua tahapan yang lain sehingga/%!# 0kat merupakan kompleks teraktivasi

Pemilihan kompleks teraktivasi didasarkan atas

energi pembentukannya

k3


7/25

)ahapan enentu 4aju /rate

determining step)

Selain energi pembentukan, faktor lain yang menentukan

laju diantaranya adalah konsentrasi

)ahapan embentukan %kat

% * kat %kat

4aju pembentukan %kat

"imana

k5 6 %5 e7E)*+T

k8

k5

d, Akat - = k5,A- ,kat-

dt

&ari segi energi taha"an ini mdah berlangsng# ,A-

dan ,kat- tersedia ck" ban!ak# sehingga secara

keselrhan la. taha"an ini ck" besar# dan

setelah reaksi berlangsng sesaat konsentrasi Akat

sudah cukup besar


8/25

)ahapan pembentukan /%!# 0kat

4aju pembentukan /%!# 0kat dari tahapan

%kat + ! + /%!# 0kat


determining step)

k/

d0A1# 2kat = k/,Akat - ,1-

dt

"imana

k1 6 %1 e3E/*+T

"ari segi energi tahapan ini susah berlangsung namun

dilain pihak ketersediaan 9%kat cukup besar, sehingga

secara keseluruhan laju tahapan ini cukup besar.


9/25

)ahapan "ekomposisi /%!# 0kat

4aju dekomposisi /%!# 0kat dari tahapan

/%!# 0kat + kat + !+ "


determining step)

k4

d,$-*dt 5 3 d0A1# 2kat = k40A1# 2kat

dt

"imana

k3 6 %3 e3E4*+T

"ari segi energi, tahapan ini mudah berlangsung namun

demikian /%!# 0kat yang tersedia tidak cukup banyak apalagi

pada awal reaksi, sehingga secara keseluruhan laju tahapan ini

sangat kecil


10/25

+eaktan

(rodk

(enghalang energi

dengan katalis

(enghalang energi

tan"a katalis

E n e r g i ( o t e n s i a l

Koordinat reaksi

Ea6r

7E

Ea6r

Ea6f

Ea6f

Katalis

Menrnkan energi akti'asi

Kompleks terakti-asi

)enagapengaktifan


11/25

roses Katalitik

• )erbentuk intermediate dengan disertai

perubahan tenaga potensial sistem dari keadaan

awal yang besarnya sama dengan panas

pembentukan senyawa %k at .• embentukan kompleks terakti-asi yang

menyerap tenaga sebesar tenaga pengaktifan

• "ekomposisi kompleks terakti-asi menjadihasil akhir dengan melepaskan tenaga


12/25

Hitungan Kinetika (eaksi

• )eori kompleks terakti-asimengemukakan bahwa laju reaksi

ditentukan oleh dekomposisi kompleks

terakti-asi menjadi produk:

d,$-*dt 5 3 d0A1# 2kat = k40A1# 2kat

dtKom"leks terakti'asi kadang han!a mer"akan

sen!a8a hi"otesis karena kestabilann!a !ang rendah#

karena tidak di"eroleh dalam keadaan stabil maka tidak

da"at dikr konsentrasin!a6


13/25

9ntk men!elesaikan "ersamaan la. reaksin!a maka

konsentrasi kom"leks terakti'asi dikr dengan konsentrasi

sen!a8a !ang da"at dikr6

Hitungan

Kinetika (eaksi

(ada kondisi ma"an 0steady state2 maka konsentrasi kom"leks

terakti'asi konstan ata tidak berbah dengan bertambahn!a

8akt6

d0A1# 2kat = k 3(Akat) ,1- 3 k4,0A1# 2kat - 5 :

dt

Maka:

,0A1# 2kat - 5 k/ *k4 (Akat) ,1-


14/25

Hitungan

Kinetika (eaksi

d,Akat - = k 1,A- [kat] 3 k;, Akat - 3 k/, Akat - ,1-

dt

dan

,Akat - 5 k) ,A- [kat] k; < k/ ,1-

Karena reaksi "embentkan intermediate Akat adalah re'ersibel#

sehingga dengan keadaan stationer* kondisi ma"an di"eroleh%


15/25

Hitungan

Kinetika (eaksi

&ikembalikan ke "ersamaan semla

d,$- = k)k/,A- ,1-,kat -

dt k;


16/25

Hitungan

Kinetika (eaksi

Kondisi batas "ertama bila teta"an la. reaksi dekom"osisi

intermediate men. reaktan .ah lebih besar dibanding la.

"embentkan kom"leks terakti'asi# sehingga k; == k/ maka%

d,$- = k)k/,A- ,1-,kat -

dt k;

Terlihat bah8a la. reaksi berbanding langsng dengankonsentrasi katalis dan reaktan6 &alam hal ini intermediate

disebt sebagai intermediate Arhenius.


17/25

Hitungan

Kinetika (eaksi

Kondisi batas keda adalah sebalikn!a bila teta"an la.

"embentkan kom"leks .ah lebih besar dibanding dekom"osisi

intermediate# sehingga k; >> k/ maka%

d,$- = k) ,A- ,kat -

dt

Yang men!atakan bah8a sema intermediate berbahmen.adi "rodk dan la. reaksi berbanding langsng

dengan konsentrasi reaktan !ang bereaksi dengan katalis

membentk intermediate6 &alam hal ini intermediate

disebt intermediate van’t !"".


18/25

(eaksi Katalisis atu (eaktan

% + C * 2

embentukan intermediate %kat sebagai hasil dari

reaksi re-ersibel antara katalis dengan reaktanmerupakan tahapan satu;satunya yang memerlukan

tenaga maka %kat merupakan intermediate dan juga

sebagai kompleks terakti-asi.

Karena merupakan satu;satunya tahapan maka jugamerupakan tahapan yang paling lambat atau

tahapan penentu laju reaksi /rate determining step0


19/25


determining step)

)ahapan embentukan %kat

% * kat %kat

4aju pembentukan %kat

k8

k5

d, Akat - = k5,A- ,kat- dt


20/25

)ahapan "ekomposisi %kat

4aju dekomposisi %kat dari tahapan

%kat + kat + !+ "


determining step)

k/

d,$-*dt 5 3 d0Akat 2 = k/Akat

dt

4aju reaksi ditentukan oleh laju dekomposisi kompleks

terakti-asi menjadi produk:

d,$- = k/ Akat


21/25

Hitungan

Kinetika (eaksi

d,Akat - = k 1,A- [kat] 3 k;, Akat - 3 k/, Akat - 5 :

dt

#ehin$$a:

,Akat - 5 k) ,A- [kat] k; < k/

(ada kondisi ma"an 0steady state2 maka konsentrasi kom"leks

terakti'asi konstan ata tidak berbah dengan bertambahn!a

8akt


22/25

Hitungan

Kinetika (eaksi

&ikembalikan ke "ersamaan semla

d,$- = k)k/,A- ,kat -

dt k;


23/25

Hitungan

Kinetika (eaksi

Kondisi batas "ertama bila teta"an la. reaksi dekom"osisi

intermediate men. reaktan .ah lebih besar dibanding la.

"embentkan "rodk reaksi# sehingga k; == k/ maka%

d,$- = k)k/,A- ,kat -

dt k;

Terlihat bah8a la. reaksi berbanding langsng dengankonsentrasi katalis dan reaktan6 &alam hal ini intermediate

disebt sebagai intermediate Arhenius.


24/25

Hitungan

Kinetika (eaksi

Kondisi batas keda adalah sebalikn!a bila teta"an la.

"embentkan kom"leks .ah lebih besar dibanding dekom"osisi

intermediate# sehingga k; >> k/ maka%

d,$- = k) ,A- ,kat -

dt

Yang men!atakan bah8a sema intermediate berbahmen.adi "rodk dan la. reaksi berbanding langsng

dengan konsentrasi reaktan !ang bereaksi dengan katalis

membentk intermediate6 &alam hal ini intermediate

disebt intermediate van’t !"".


25/25

(ermkaan (t

Etilena

?asa gas

H;?asa gas

Atom H;teradsor"si

Etilena# $;H4teradsor"si

$;H@#

at antara

Etana# $;HBteradsor"si Etana# $;HB

terdesor"si

2. Katalis Homogen.ppt

Documents

Transcript of 2. Katalis Homogen.ppt