A.REAKSI HETEROGEN KATALISISReaksiheterogenadalahreaksiyang berlangsungdalamsuatusistemyangheterogen, yaitusistemyangdidalamnyaterdapatdua ataulebihfasa.Banyakreaksi-reaksikimiafasa cair maupun gas yang hanya dapat berlangsung padapermukaanpadatan.Karenasifat reaksinyahanyabergantungpadafasapadat, makareaksitersebutdikatakanberkatalisis dengan fasa padat sebagai katalisnya. Adalimatahapandalamreaksiheterogen (Rahayu, Susanto Imam, 1995) :a.Difusimolekul-molekulpereaksimenuju permukaan,b.Adsorpsimolekul-molekulpereaksipada permukaan,c.Reaksi berlangsung di permukaan,d.Desorpsi hasil reaksi dari permukaan,e.Difusihasil-hasilreaksimeninggalkan permukaan menuju sistem keseluruhan.

B.KATALISPenggunaan katalis dalam reaksi kimia bertujuan untuk mempercepat jalannya reaksi. Katalis berperan dalam pembentukan senyawa antara reaktan-reaktan yang bereaksi. Katalis berfungsi untuk menurunkan energi aktivasi dan meningkatkan frekuensi reaksi. Sifat-sifat katalis yang penting adalah sebagai berikut :Aktivitas : Kemampuan katalis untuk mengubah bahan mentah menjadi produk, misalnya dinyatakan dalam kg reaktan yang terkonversi per kg (atau per lt) katalis per jam; persen reaktan yang berubah (konversi); jumlah molekul yang bereaksi per detik.Selektivitas : Kemampuan katalis untuk menghasilkan produk yang diinginkan, terhadap semua produk yang mungkin dihasilkan.Umur : Umur dimana katalis dapat mempertahankan tingkat aktivitas dan / atau selektivitas yang cukup.

C.Katalis HeterogenKatalis heterogen adalah katalis yang ada dalam fase berbeda dengan pereaksi dalam reaksiyangdikatalisisnya.Penggunaankatalisheterogenbiasanyapadasuhudan tekanan tinggu. Umumnya katalis heterogen berupa zat padat yang terdiri dari logam atau oksida logam. Keuntungan penggunaan katalis heterogen adalah katalisnya dapat dipisahkandenganpenyaringandariprodukbilareaksitelahselesai.Banyakproses industriyangmenggunakankatalisheterogen,sehinggaprosesdapatberlangsung lebih cepat dan biaya produksi dapat dikurangi. Beberapa logam adayangdapat mengikat cukup banyak molekul-molekul gas pada permukannya,misalnyaNi,Pt,PddanV.Gayatarikmenarikantaraatomlogam denganmolekulgasdapatmemperlemahikatankovalenpadamolekulgas,dan bahkandapatmemutuskanikatanitu.Satucontohsederhanauntukkatalisis heterogenyaitubahwakatalismenyediakansuatupermukaandimanapereaksi-pereaksi (atausubstrat)untuksementaraterjerap.Ikatandalamsubstrat-substrat menjadi sedemikian lemah sehingga memadai terbentuknya produk baru. Ikatan atara produk dan katalis lebih lemah, sehingga akhirnya terlepas.Katalisdapatbekerjadenganmembentuksenyawaantaraataumengabsorpsizat yang direaksikan.Sehingga katalis dapat meningkatkan laju reaksi, sementara katalis itusendiritidakmengalamiperubahankimiasecarapermanen.Carakerjanyayaitu dengan menempel pada bagian substrat tertentu dan pada akhirnya dapat menurunkan energi pengaktifan dari reaksi, sehingga reaksi berlangsung dengan cepat. Suatureaksiyangmenggunakankatalisdisebutreaksikatalisdanprosesnyadisebut katalisme.misalnya :2 KClO3 (g)2KCl (s) + 3 O2 (g)H2 (g)+ Cl2 (g)arang2 HCl(g)

Secara umum proses suatu reaksi kimia dengan penambahan katalis dapat dijelaskan sebagai berikut.Zat A dan zat B yang direaksikan membentuk zat AB dimana zat C sebagai katalis.A+BAB(reaksi lambat)BilatanpakatalisdiperlukanenergipengaktifanyangtinggidanterbentuknyazatABlambat.Namun, dengan adanya katalisC,maka terjadilah reaksi:A+CAC(reaksi cepat)Energi pengaktifan diturunkan,maka ACterbentukcepatdanseketikaitujugaACbereaksidenganBmembentuk senyawaABC.AC+BABC(reaksi cepat).EnergipengaktifanreaksiinirendahsehinggadengancepatterbentukABCyang kemudian mengurai menjadi AB dan C.sesuai reaksiABCAB+C(reaksi cepat)Adaduamacamkatalis,yaitukatalispositif(katalisator)yangberfungsi mempercepatreaksi,dankatalisnegatif(inhibitor)yangberfungsimemperlambat laju reaksi.Katalis positifberperan menurunkan energi pengaktifan, dan membuat orientasimolekulsesuaiuntukterjadinyatumbukan.Akibatnyamolekulgasyang teradsorpsipadapermukaanlogaminimenjadilebihreaktifdaripadamolekulgas yangtidakterabsorbsi.Prinsipiniadalahkerjadarikatalisheterogen,yangbanyak dimanfaatkan untuk mengkatalisis reaksi-reaksi gas.

D.KATALIS PADATLogamtransisiyangdapatmengkatalisreaksikimiamerupakandasaryang sangat penting dalam proses industri seperti pada reaksi hidrogenasi, karbonilasi dan reaksipolimerisasibertekananrendahuntuketilenadanpropena. Semuaprosesini berlangsungsecaraheterogendimanasuatubahanyangpadatdigunakansebagai katalis.Unsur unsur transisi mempunyai sifat-sifat tertentu yaitu:1Semua unsur transisi adalah logam.2Hampir semua unsur transisi bersifat keras, kuat, titik lelehnya tinggi, titik didih tinggi serta penghantar panas dan listrik yang baik.3Unsurtansisidapatmembentukcampuransatudenganyanglaindan dengan unsur yang mirip logam4Banyakdiantaranyacukupelektropositifsehinggadapatlarutdalamasam mineral,walaubeberapadiantaranyabersifatmuliasehinggatidak terpengaruh oleh asam.5Senyawaunsurtransisiumumnyaberwarnadenganvalensiyangberagam dan memiliki beberapa macam valensi.6Karenakulityangterisielektronsebagian,makaunsurinikebanyakan bersifat paramagnetik.Padabeberapakasus,logamtransisiyangmemilikiberbagaivalensidapat membentuksuatusenyawaintermedietyangtidakstabil,padakasuslain,logam transisimemberikanreaksipermukaanyangsesuai.sehinggabanyaklogamlogam unsur transisi dan senyawanya bersifat katalitik. Beberapa logam transisi yang berguna sebagai katalis adalah sebagai berikut:NiRaneynikel,padaprosesreduksisepertipembuatanheksametilendiamin, pembuatanH2dariNH3danmereduksiantraquinonmenjadiantraquinol pada H2O2.KomplekNidigunakanpadasintesisReppe(polimerisasialkenamenghasilkan benzene atau siklooktatetraena).PdDigunakan untuk reaksi hidrogenasiPdCl2 Pada proses Wacker untuk mengubah etilena menjadi methanolCuDigunakan pada proses langsung untuk pembuatan (CH3)2SiCl2CuCl2 Pada proses Deacon untuk membuatCl2 dariHClSalahsatukegunaanyangpentingdariunsur-unsurtransisidalamreaksikatalitik adalah untuk mengatomisasi molekul-molekul diatomik dan menyalurkan atom-atom tersebutpadareaktanyanglaindanreaksiintermediet.GasH2,O2,N2danCoadalahmolekuldiatomikyangpenting. KekuatanikatanH,O,NdanCpada permukaanlogam-logamtransisimemberikandayadorongtemodinamikuntuk atomisasi dan juga untuk pelepasan atom dalam reaksi dengan molekul-molekul yang lain.Permukaanlogamjugamemilikisifat-sifatyanguniklainnyayangdapat mengkatalisisserangkaianreaksi-reaksikompleksyangdimulaidengandisosiasi adsorbsiyangdiikutidenganpenataanulangkompleksmelaluiformasidan pemutusan ikatan, yang terakhir proses adsorbsi dari produk.

E.MEKANISME KATALIS HETEROGENAdapun mekanisme reaksi katalisis heterogen secara umum adalah sebagaiberikut:1.Difusi molekul reaktan ke permukaan katalis2.Adsorpsi reaktan pada permukaan katalis.3.Reaksi difusi reaktan pada permukaan katalis.4.Reaksi dalam lapisan adsorpsi.5.Desorpsiproduk reaksi dari permukaan katalis.6.Abfusi pada produk keluar dari permukaan katalis

Mekanisme katalisis heterogen menurut Langmuir-hinshelwood1.Atom A dan B teradsorpsikepermukaan katalis.2.Atom A dan B berdifusi melalui permukaan.3.Atom A dan B berinteraksi satu sama lain.4.Sebuah molekul terbentuk dan terjadi desorpsi

Mekanisme katalisis heterogen menurut Rideal-Eley1.Atom A diadsorpsi oleh permukaan katalis (k).Difusi adalah peristiwa mengalirnya / berpindahnya suatu zat dalam pelarut dari bagian berkonsentrasi tinggi ke bagian berkonsentrasi rendah. Proses difusi molekul reaktan kepermukaan atau difusi pada produk desorpsi merupakan proses yang paling lambat dan tidak dapat ditentukan kecuali pada penentuan proses teknik yang melibatkan penyerapan katalis.2.Atom B lewat, kemudian berinteraksi dengan atom A yang ada dipermukaan katalis (k). Katalis menyediakan suatu permukaan dimana pereaksi-pereaksi (atau substrat) untuk sementara terjerap.3.Atom A dan B saling berinteraksi satu sama lain4.Sebuah molekul terbentuk dan terjadi desorpsi.

Terbentuk molekul produk dalam permukaan katalis kemudian terlepas molekul produk dari permukaan katalis. Ikatan dalam substrat-substrat menjadi lemah sehingga memadai terbentuknya produk baru. Ikatan antara produk baru dan katalis lebih lemah sehingga akhirnya terlepas.Permukaan padatan yang kontak dengan suatu larutan cenderung untuk menghimpun lapisan dari molekul-molekul zat terlarut pada permukaannya akibat ketidakseimbangangaya-gaya pada permukaan. Difusi adalahperistiwa mengalirnya/berpindahnya suatu zat dalam pelarut dari bagian berkonsentrasi tinggi ke bagian yang berkonsentrasi rendah. Proses difusimolekul reaktan kepermukaan atau difusi pada produk desorpsi kedalam gas utama merupakan proses yang paling lambat dan tidak dapat ditentukan kecuali pada penentuan proses teknik yang melibatkan penyerapan katalis.Permukaan spesifik,Specific surfaceyang besar lebih diharapkan karena laju perpindahan massa akan meningkat sehingga akan meningkatkan laju reaksi kimia secara keseluruhan. Permukaan spesifik yang besar ini berhubungan dengan diameter partikel yang kecil dan seluruh permukaan porinya. Pori yang kecil membatasi kemampuan senyawa mendifusi ke dalam permukaan sebelah dalam,internal surface, demikian juga difusi produk keluar daripori. Sehingga didalam pemilihan diameter pori dan keseragaman diameter pori untuk menyediakan specific surface dan tahanan difusi didalam permukaan sebelah dalam perlu diperhatikan.Tahanan difusi yang terjadi di dalam katalis disebabkan karena gesekan antar molekul maupun dengan dinding pori. Proses heterogen selalu melibatkan energi aktivasi yang cukup besar sedang difusi dalam gas tidak melibatkan energi aktivasi. Didalam adsorpsi dan desorpsi sangat lambat didalam poses heterogen karena keduanya melibatkan energi aktivasi yang cukup besar.Secara umum, apabila suatu partikel padat terdispersi dalam suatu media cair, maka partikel tersebut dapat melalui beberapa mekanisme, yaitu :1. Terjadinya peristiwa adsorpsi yang bersifat selektif terhadap spesies bermuatan yang terdapat didalam dispersi tersebut.2. Terjadinya peristiwa ionisasi gugus-gugus yang terdapat pada permukaan padatan, sehingga meninggalkan muatan tertentu pada permukaanpadattersebut. Mekanisme ini sering terjadi ketikapada suatu permukaan partikel padatterdapat gugus yang mudah terionisasi, misalnya COOH.Adsorpsi kimiamenghasilkan pembentukan lapisan monomolekular adsorbat pada permukaanmelalui gaya-gaya dari valensi sisa dari molekul-molekul pada permukaan.Adsorpsifisika diakibatkan kondensasi molekular dalam kapiler-kapiler dari padatan. Secara umum, unsur-unsur dengan berat molekul yang lebih besar akan lebih mudah diadsorpsi.Terjadi pembentukan yang cepat sebuah kesetimbangan konsentrasi antar-muka, diikuti dengan difusi lambat ke dalam partikel-partikei. Laju adsorpsi keseluruhan dikendalikan oleh kecepatan difusi dari molekul-moleku lzat terlarutdalam pori-pori kapiler dari partikel.Bila digunakan logam atau oksidanya sebagai katalis maka kitaberusaha untuk membuat permukaan yang dapat bekerja secara katalisis sebesar-besarnya. Untuk keperluan itu sering kali dipergunakan pendukung. Pendukung disini adalah dengan permukaan yang besar seperti batu apung, arang aktif oksida, aluminium, kalium oksida dan silikat oleh pelekatan bagian-bagian logam diatas bahan pendukung ini. Permukaan aktif kadang-kadang diperbesarsampai seratus kali lipat atau lebih. Karena itu bobot dari katalis dari yang sesungguhnya kadang-kadang hanya berjumlah sebagaian kecil dari seluruh bobot dari katalis yang sesungguhnya. Pada umumnya inhibitor adalah suatu zat kimia yang dapat menghambat ataumemperlambat suatu reaksi kimia. Reaksi permukaan katalis dapat terhambat jika suatu substansi asing berikatan pada sisi aktif katalis sehingga memblok kepada subtrat molekul-molekul. Jenis penghambatan ini disebut peracunan dan penghambat atau katalis negatif tersebut merupakan racun katalis. Suatu katalis jika sudah terpakai beberapa kali maka aktivitasnya akan berkurang. Ini berarti bahwa kemampuan untuk mempercepat reaksi tertentu telah berkurang. Gejala ini dapat disebabkan oleh beberapa faktor diantaranya oleh suhu yang terlalu tinggi katalis dapat lumer sebagaian atau disenter, penyebab lain yaitu katalis dapat bereaksi dengan produk atau kotoran yang terdapat didalam bahan dasar. Penyebab yang terkenal dari pengurangan aktivitas katalis adalah belerangdan persenyawaan belerang, air lembab(vouch) dan uap minyak dapat dapat dimasukkan kedalam kelompok ini yang dikenal dengan racun katalis atau poisoning catalyst. Bila setelah beberapa waktu, aktivitas katalis telah turun sampai dibawah minimum yang dapat diterima, katalis itu harus apkir atau berhenti. Beberapa katalis yang tidak aktif dapat diperbaiki kembali dengan jalan regenerasi. Dalam hal ini dipergunakan uap, zat cair, zat asam atau gas lain. Katalis sering juga digenerasi dengan pengolahan memakai asam mineral, dimana logamnya dapat larut.Didalam dunia industri katalis yang digunakan:1.Harus murni2.Stabil tehadap panas3.Memiliki waktu hidup yang panjang4.Dapat diregenerasi5.Tahan terhadap keracunan6.Kesederhanaan dalam cara pembuatannya7.Mudah didapat8.Harganya murah

(http://newalchemistupdate.blogspot.com/2012/10/reaksi-heterogen-katalisis.html)

1. sebutkan 5 contoh reaksi heterogen?Jawaban Terbaik:Reaksi kesetimbangan heterogen terjadi jika fasa dari senyawa yang bereaksi berbeda.contohnya:Kesetimbangan dalam sistem padat gas, dengan contoh reaksi :CaCO(s) CaO (s) + CO (g)

Kesetimbangan padat larutan, terjadi pada peruraian Barium sulfat dengan persamaan reaksi :BaSO4(s) Ba(aq) + SO4(aq)

Kesetimbangan padat larutan gas, dengan contoh reaksi :Ca(HCO)(aq) CaCO(s) + HO (l) + CO(g)

CaCO3(s) D CaO(s) + CO3(g)Ag2CrO4(s) D Ag2+(aq) + CrO42-(aq)2 C(s) + O2(g) D 2CO(g) 4. 2 NaHCO3(s) D Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)