Fungsi katalis dalam mempercepat laju reaksi ditunjukkan oleh nomor

Katalis adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi kimia pada suhu tertentu, tetapi tidak mengalami perubahan dan pengurangan jumlah. Laju reaksi katalis terjadi di permukaan luas pada fluida padat sehingga diterapkan pada material padat yang berpori. Dalam reaksi kimia, katalis tidak berperan sebagai pereaksi kimia maupun produk.[1] Katalis yang umum digunakan ialah ion logam dengan metode impregnasi untuk menghasilkan valensi nol dan situs-situs asam selama proses reduksi. Peran katalis adalah meningkatkan unjuk kerja katalitik material padat.[2]

Katalis merupakan suatu zat yang mempercepat laju reaksi dari suatu reaksi kimia.[3] Percepatan laju reaksi terjadi pada suhu tertentu dengan cara menurunkan energi aktivasi suatu reaksi, tanpa mempengaruhi hasil reaksi [produk]. Perlu diketahui bahwa katalis ikut bereaksi. Hal ini bisa dibuktikan dengan melakukan eksperimen. Pada akhir reaksi, akan didapatkan bahwa efektivitas suatu katalis menjadi berkurang. Hal inilah yang menjadi bukti bahwa katalis ikut bereaksi dalam suatu reaksi. Suatu katalis berperan dalam reaksi tetapi 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.

Katalis dapat dibedakan ke dalam dua golongan utama: katalis homogen dan katalis heterogen. Katalis heterogen adalah katalis yang ada dalam fase berbeda dengan pereaksi dalam reaksi yang dikatalisinya, sedangkan katalis homogen berada dalam fase yang sama. Satu contoh sederhana untuk katalisis heterogen yaitu bahwa katalis menyediakan suatu permukaan di mana pereaksi-pereaksi [atau substrat] untuk sementara terjerap. Ikatan dalam substrat-substrat menjadi lemah sedemikian sehingga memadai terbentuknya produk baru. katan atara produk dan katalis lebih lemah, sehingga akhirnya terlepas.

Katalis homogen 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:

Meskipun katalis [C] termakan oleh reaksi 1, tetapi selanjutnya dihasilkan kembali oleh reaksi 2, sehingga untuk reaksi keseluruhannya menjadi,

katalis tidak termakan ataupun tercipta. Enzim adalah biokatalis. Penggunaan istilah "katalis" dalam konteks budaya yang lebih luas, secara bisa dianalogikan dengan konteks ini.

beberapa katalis ternama yang pernah dikembangkan di antaranya katalis Ziegler-Natta yang digunakan untuk produksi massal polietilen dan polipropilen. Reaksi katalitik yang paling dikenal ialah proses Haber untuk sintesis amoniak, yang menggunakan besi biasa sebagai katalis. Konverter katalitik—yang dapat menghancurkan produk samping knalpot yang paling bandel—dibuat dari platinadan rodium.

Enzim lipase menjadi katalis bagi trigliserida yang menyebabkan hidrolisis pada lemak atau minyak. Hidrolisis lemak atau minyak terjadi akibat adanya bakteri di udara yang mengandung enzim lipase. Pada suhu kamar dan udara lembab, hidrolisis lemak atau minyak menimbulkan bau tengik dan cita rasa yang tidak enak apabila dibiarkan pada udara lembab pada suhu kamar.[4]

Reaksi esterifikasi memerlukan katalis asam atau katalis basa untuk mempercepat reaksi antara gliserol dengan asam lemak untuk menghasilkan monogliserida, digliserida, dan air. Katalis diberikan pada suhu pemanasan antara 210°C hingga 230 °C. Rasio antara gliserol dan asam lemak dalam reaksi akan menentukan komposisi monogliserida. Sedangkan komposisi digliserida ditentukan oleh reaksi interesterifikasi yang melibatkan gliserol, lemak atau minyak dan katalis basa seperti kalsium hidroksida. Reaksi interesterifikasi hanya membutuhkan gliserol dalam jumlah yang lebih sedikit dibandingkan dengan reaksi interesterifikasi dengan asam lemak.[5]

Pembuatan sel bahan bakar

Katalis digunakan untuk mempercepat reaksi pada sistem elektroda yang membentuk sel bahan bakar. Setiap sel elektroda merupakan sel elektrokimia yang secara berkelanjutan mengubah energi kimia dalam bahan bakar dan oksidan menjadi air dan menghasilkan energi listrik. Proses pembuatan sel bahan bakar melibatkan sistem elektroda-elektrolit yang mengalami reaksi elektrokimia. Elektrolit digunakan untuk menghantarkan muatan listrik dari elektroda negatif [anoda] ke elektroda positif [katoda] sehingga menghasilkan arus listrik dan energi panas.[6] Katalis yang digunakan di dalam elektroda ialah lapisan platina.[7]

Reaksi Alkilasi Friedel-Crafts

Reaksi alkilasi Friedel-Crafts menggunakan prinsip substitusi elektrofilik aromatik. Reaksi kimia dihasilkan melalui alkilasi benzena dengan alkil halida menggunakan katalis asam Lewis yang kuat. Jenis katalis yang umum digunakan ialah aluminium klorida atau besi klorida.[8]

Fermentasi

Manusia telah menggunakan enzim sebagai katalis fermentasi makanan sejak zaman prasejarah. Enzim khamir telah lama digunakan untuk melakukan fermentasi gula buah menjadi alkohol. Enzim pada bakteri Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus dan Lactobacillus acidophilus digunakan untuk membuat yoghurt. Enzim juga digunakan sebagai katalis dalam pembuatan bir dari biji-bijian, pembuatan adonan roti dengan khamir dan fermentasi air kelapa menjadi cuka.[9] Keunggulan penggunaan enzim sebagai katalis ialah sifatnya yang tidak berubah meski telah mengalami reaksi kimia. Selain itu, enzim melakukan percepatan reaksi kimia dengan tetap mempertahankan kedudukan normal dari kesetimbangan kimia.[10]

Sintesis tabung nano karbon

Katalis logam digunakan untuk melakukan sintesis pada tabung nano karbon yang dapat terkendali. Tabung nano karbon digunakan untuk membuat peralatan dengan sifat nano-elektronik. Proses nukleasi dan perumbuhan tabung nano karbon memerlukan bantuan katalis logam.[11]

1. ^ Widi 2018, hlm. 13-14.
2. ^ Widi 2018, hlm. 14.
3. ^ Elma, Muthia [2017]. Proses Pemisahan Menggunakan Teknologi Membran [PDF]. Banjarmasin: Lambung Mangkurat University Press. hlm. 160. ISBN 978-602-6483-35-5.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan [bantuan]
4. ^ Mamuaja 2017, hlm. 9.
5. ^ Mamuaja 2017, hlm. 22.
6. ^ Gustian, Asdim, dan Maryanti 2016, hlm. 1.
7. ^ Gustian, Asdim, dan Maryanti 2016, hlm. 3.
8. ^ Gustian, Asdim, dan Maryanti 2016, hlm. 8.
9. ^ Susanti dan Fibriana 2017, hlm. 3.
10. ^ Susanti dan Fibriana 2017, hlm. 2.
11. ^ Setiabudi, A., Hardian, R., dan Muzakir, A., [2012]. Karakterisasi Material: Prinsip dan Aplikasinya dalam Penelitian Kimia. Bandung: UPI Press. hlm. 74. ISBN 979-978-435-2.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan [bantuan]Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list [link]

1. Gustian, I., Asdim, dan Maryanti, E. [2016]. Pengantar Sintesis dan Karakterisasi Membran Sel Bahan Bakar Berbasiskan Polimer [PDF]. Bengkulu: Badan Penerbitan Fakultas Pertanian Universitas Bengkulu. ISBN 978-602-9071-19-1.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan [bantuan]Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list [link]
2. Mamuaja, Christine F. [2017]. Lipida [PDF]. Manado: Unsrat Press. ISBN 978-979-3660- 81-3.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan [bantuan]
3. Susanti, R., dan Fibriana, F. [2017]. Teknologi Enzim [PDF]. Yogyakarta: Penerbit ANDI. ISBN 978-979-29-6276-5. Diarsipkan dari versi asli [PDF] tanggal 2018-09-21. Diakses tanggal 2021-01-19.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan [bantuan]Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list [link]
4. Widi, Restu Kartiko [2018]. Pemanfaatan Material Anorganik: Pengenalan dan Beberapa Inovasi di Bidang Penelitian [PDF]. Yogyakarta: Deepublish. ISBN 978-602-475-528-7.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan [bantuan]