Katalis

Pengertian Katalis

Katalis adalah zat yang dapat meningkatkan laju reaksi kimia tanpai terpakai pada reaksi kimia itu sendiri. Katalis bekerja dengan cara menurunkan energi aktivasi antara reaktan dan produk. Dengan katalis, reaksi terjadi lebih cepat dan membutuhkan lebih sedikit energi aktivasi. Karena katalis tidak dikonsumsi dalam reaksi, katalis dapat terus mengkatalisis reaksi lebih lanjut. Umumnya katalis digunakan dalam jumlah yang sedikit.

Satuan Katalis

Aktivitas katalitik biasanya dilambangkan dengan simbol z dan katalisis mempunyai satuan mol/s (mol per detik), sebuah satuan yang disebut yang disebut katal dan digunakan sebagai satuan SI untuk aktivitas katalitik sejak tahun 1999. Aktivitas katalitik bukanlah jenis laju reaksi, tetapi sifat katalis dalam kondisi tertentu dalam kaitannya dengan reaksi kimia spesifik. Aktivitas katalitik satu katal berarti jumlah katalis (zat dalam satuan mol) yang membuat reaksi bersih satu mol per detik dari reaktan ke reagen yang dimaksudkan untuk reaksi kimia tersebut. Sebuah katalis dapat memiliki aktivitas katalitik yang berbeda untuk reaksi yang berbeda.

Mekanisme Katalisis

Katalis umumnya bereaksi dengan satu atau lebih pereaksi untuk membentuk intermediet yang kemudian menghasilkan produk akhir reaksi dalam proses regenerasi katalis. Berikut ini adalah skema reaksi yang khas, di mana C merupakan katalis, X dan Y adalah reaktan, dan Z adalah produk dari reaksi X dan Y. Reaksi berikut merupakan satu rangkaian:

X + C → XC (1)
Y + XC → XYC (2)
XYCCZ (3)
CZ → C + Z (4)

Meskipun katalis dikonsumsi oleh reaksi 1, namun akhirnya diproduksi oleh reaksi 4. Katalis tidak selalu dituliskan di persamaan laju. Sebagai contoh, jika langkah penentuan laju dalam skema reaksi di atas adalah langkah pertama X + C → XC, reaksi yang dikatalisis mempunyai orde kedua dengan persamaan laju v = kkat[X][C], yang sebanding dengan konsentrasi katalis [C]. Namun [C] tetap konstan selama reaksi sehingga reaksi dikatalisis adalah pseudo-orde pertama.

Pada tahun 2008 para peneliti Denmark lebih dulu mengungkapkan urutan kejadian ketika oksigen dan hidrogen bergabung pada permukaan titanium dioksida (TiO2, atau titania) untuk menghasilkan air. Dengan serangkaian selang waktu dari gambar scanning tunneling microscopy, peneliti menentukan molekul mengalami adsorpsi, disosiasi dan difusi sebelum bereaksi. Intermediet reaksinya adalah: HO2, H2O2, maka H3O2 dan produk akhir reaksi (dimer molekul air), setelah itu molekul air mengalami desorbsi dari permukaan katalis.