2. katalis homogen.ppt
TRANSCRIPT
-
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.
-
8/16/2019 2. Katalis Homogen.ppt
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.
-
8/16/2019 2. Katalis Homogen.ppt
3/25
Yang akan dibahas
Katalis homogen fasa cair tertama !ang melibatkan air
baik "elart# sebagai reaktan ma"n sebagai reaktan
sekaligs sebagai "elart
$ontoh%
Esterifikasi dan sa"onifikasi ester dengan katalis asam#
&ekom"osisi hidrogen "eroksida oleh ion di dalam lartan#In'ersi skrosa dan mtarotasi glkosa dg katalis asam
ata basa#
(roses metabolisme di dalam tbh misal reaksi antara
hemoglobine dengan oksigen
KATALIS HOMOGEN
-
8/16/2019 2. Katalis Homogen.ppt
4/25
#$K%&'#$ ($%K'
• )anpa Katalis
% * ! + %!, + C
#olekul % langsung berinteraksi dg molekul !membentuk komplek terakti-asi %! , yg
kemudian berubah menjadi hasil reaksi
-
8/16/2019 2. Katalis Homogen.ppt
5/25
#ekanisme (eaksi
"engan Katalis
'ntermediate %kat sebagai hasil dari reaksi
antara katalis dg salah satu reaktan
% * kat k1 %kat (intermediate)
k2
embentukan kompleks terakti-asi sbghasil reaksi antara intermediate dg
reaktan kedua
%kat + ! + /%!# 0kat /kompleks terakti-asi0k1
-
8/16/2019 2. Katalis Homogen.ppt
6/25
#ekanisme (eaksi
embentukan produk dan regenerasikatalis
/%!# 0kat → kat * C * 2
embentukan kompleks terakti-asi /%!# 0kat sbghasil interaksi antara intermediate %kat dg
reaktan kedua /molekul !0 merupakan tahapan
yang memerlukan tenaga paling besar
dibandingkan dua tahapan yang lain sehingga/%!# 0kat merupakan kompleks teraktivasi
Pemilihan kompleks teraktivasi didasarkan atas
energi pembentukannya
k3
-
8/16/2019 2. Katalis Homogen.ppt
7/25
)ahapan enentu 4aju /rate
determining step)
Selain energi pembentukan, faktor lain yang menentukan
laju diantaranya adalah konsentrasi
)ahapan embentukan %kat
% * kat %kat
4aju pembentukan %kat
"imana
k5 6 %5 e7E)*+T
k8
k5
d, Akat - = k5,A- ,kat-
dt
&ari segi energi taha"an ini mdah berlangsng# ,A-
dan ,kat- tersedia ck" ban!ak# sehingga secara
keselrhan la. taha"an ini ck" besar# dan
setelah reaksi berlangsng sesaat konsentrasi Akat
sudah cukup besar
-
8/16/2019 2. Katalis Homogen.ppt
8/25
)ahapan pembentukan /%!# 0kat
4aju pembentukan /%!# 0kat dari tahapan
%kat + ! + /%!# 0kat
)ahapan enentu 4aju /rate
determining step)
k/
d0A1# 2kat = k/,Akat - ,1-
dt
"imana
k1 6 %1 e3E/*+T
"ari segi energi tahapan ini susah berlangsung namun
dilain pihak ketersediaan 9%kat cukup besar, sehingga
secara keseluruhan laju tahapan ini cukup besar.
-
8/16/2019 2. Katalis Homogen.ppt
9/25
)ahapan "ekomposisi /%!# 0kat
4aju dekomposisi /%!# 0kat dari tahapan
/%!# 0kat + kat + !+ "
)ahapan enentu 4aju /rate
determining step)
k4
d,$-*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
-
8/16/2019 2. Katalis Homogen.ppt
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
-
8/16/2019 2. Katalis Homogen.ppt
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
-
8/16/2019 2. Katalis Homogen.ppt
12/25
Hitungan Kinetika (eaksi
• )eori kompleks terakti-asimengemukakan bahwa laju reaksi
ditentukan oleh dekomposisi kompleks
terakti-asi menjadi produk:
d,$-*dt 5 3 d0A1# 2kat = k40A1# 2kat
dtKom"leks terakti'asi kadang han!a mer"akan
sen!a8a hi"otesis karena kestabilann!a !ang rendah#
karena tidak di"eroleh dalam keadaan stabil maka tidak
da"at dikr konsentrasin!a6
-
8/16/2019 2. Katalis Homogen.ppt
13/25
9ntk men!elesaikan "ersamaan la. reaksin!a maka
konsentrasi kom"leks terakti'asi dikr dengan konsentrasi
sen!a8a !ang da"at dikr6
Hitungan
Kinetika (eaksi
(ada kondisi ma"an 0steady state2 maka konsentrasi kom"leks
terakti'asi konstan ata tidak berbah dengan bertambahn!a
8akt6
d0A1# 2kat = k 3(Akat) ,1- 3 k4,0A1# 2kat - 5 :
dt
Maka:
,0A1# 2kat - 5 k/ *k4 (Akat) ,1-
-
8/16/2019 2. Katalis Homogen.ppt
14/25
Hitungan
Kinetika (eaksi
d,Akat - = k 1,A- [kat] 3 k;, Akat - 3 k/, Akat - ,1-
dt
dan
,Akat - 5 k) ,A- [kat] k; < k/ ,1-
Karena reaksi "embentkan intermediate Akat adalah re'ersibel#
sehingga dengan keadaan stationer* kondisi ma"an di"eroleh%
-
8/16/2019 2. Katalis Homogen.ppt
15/25
Hitungan
Kinetika (eaksi
&ikembalikan ke "ersamaan semla
d,$- = k)k/,A- ,1-,kat -
dt k;
-
8/16/2019 2. Katalis Homogen.ppt
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,$- = k)k/,A- ,1-,kat -
dt k;
Terlihat bah8a la. reaksi berbanding langsng dengankonsentrasi katalis dan reaktan6 &alam hal ini intermediate
disebt sebagai intermediate Arhenius.
-
8/16/2019 2. Katalis Homogen.ppt
17/25
Hitungan
Kinetika (eaksi
Kondisi batas keda adalah sebalikn!a bila teta"an la.
"embentkan kom"leks .ah lebih besar dibanding dekom"osisi
intermediate# sehingga k; >> k/ maka%
d,$- = 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 !"".
-
8/16/2019 2. Katalis Homogen.ppt
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
-
8/16/2019 2. Katalis Homogen.ppt
19/25
)ahapan enentu 4aju /rate
determining step)
)ahapan embentukan %kat
% * kat %kat
4aju pembentukan %kat
k8
k5
d, Akat - = k5,A- ,kat- dt
-
8/16/2019 2. Katalis Homogen.ppt
20/25
)ahapan "ekomposisi %kat
4aju dekomposisi %kat dari tahapan
%kat + kat + !+ "
)ahapan enentu 4aju /rate
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
-
8/16/2019 2. Katalis Homogen.ppt
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
-
8/16/2019 2. Katalis Homogen.ppt
22/25
Hitungan
Kinetika (eaksi
&ikembalikan ke "ersamaan semla
d,$- = k)k/,A- ,kat -
dt k;
-
8/16/2019 2. Katalis Homogen.ppt
23/25
Hitungan
Kinetika (eaksi
Kondisi batas "ertama bila teta"an la. reaksi dekom"osisi
intermediate men. reaktan .ah lebih besar dibanding la.
"embentkan "rodk reaksi# sehingga k; == k/ maka%
d,$- = k)k/,A- ,kat -
dt k;
Terlihat bah8a la. reaksi berbanding langsng dengankonsentrasi katalis dan reaktan6 &alam hal ini intermediate
disebt sebagai intermediate Arhenius.
-
8/16/2019 2. Katalis Homogen.ppt
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 !"".
-
8/16/2019 2. Katalis Homogen.ppt
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