Dokumen tersebut membahas tentang kinetika reaksi heterogen dan faktor-faktor yang mempengaruhinya. Reaksi heterogen melibatkan reaksi di permukaan katalis padat, dengan empat langkah yaitu adsorpsi, aktivasi, reaksi, dan difusi produk. Persamaan laju reaksi bergantung pada kekuatan adsorpsi reaktan. Suhu juga mempengaruhi laju reaksi sesuai persamaan Arrhenius. Racun katalis dapat menurunkan e

1. LTM Kimia Fisika 2 2011
Nama : Hamzah
NPM : 1006660560
Kelompok : 5
Kinetika Reaksi Heterogen
Banyak reaksi dalam fase gas yang dikatalis oleh katalis padat. Reaksi seperti ini
bukanlah lagi suatu reaksi dalam fase gas, karena telah terjadi reaksi pada permukaan katalis
padat. Dalam reaksi katalis kontak, setidanya ada empat langkah yaitu:
Adsorpsi gas yang bereaksi di permukaan katalis.
Pengaktivasian gas yang teradsorpsi
Gas yang telah teraktivasi bereaksi
Difusi produk hasil reaksi dari permukaan katalis ke fase gas
Meskipun reaksi ini lambat dan merupakan “rate determining step” persamaan untuk
reaksi ini dapat didkati menggunakan persamaan langmuir tentang adsorpsi isotermal. Pada
kasus fase gas, konsenrasi dan tekanan dari gas itu sendirilah yang mempengaruhi kecepatan
reaksi. Akan tetapi, untuk reaksi fase gas yang dibantu katalis padat, konsentrasi dari reaktan
gas yang teradsorpsi di permukaan katalis yang akan mempengaruhi kecepatan reaksi.
Persamaan umum kecepatan reaksi fase gas dengan katalis padat adalah:
(1)
Dimana adalah fraksi permukaan yang tertupi. Sedangkan persamaan umum untuk fraksi
permukaan yang tertutupi adalah
(2)
Dimana b adalah konstanta gas terserap dan P adalah tekanan gas.
1

2. LTM Kimia Fisika 2 2011
Dalam penyerapannya terdapat tiga tipe penyerapan yaitu teradsorpsi dengan kuat,
lemah, dan sedang/sebagian. Pada reaksi yang teradsorpsi lemah nilai b mendekati nol
sehingga bP jauh lebih kecil dibanding satu:
(3)
Untuk reaktan gas yang teradsorpsi dengan kuat, bP memiliki nilai yang besar sehingga
bP>>1 dan didapat persamaan:
(4)
Bila ingin dihitung fraksi permukaan yang tidak tertutupi menggunakan persamaan :
(5a)
(5b)
Khusus untuk satu jenis reaktan, persamaan laju reaksi fase gas dengan katalis solid dapat
dibedakan untuk empat kondisi berdasarkan kekuatan adsorpsi reaktan di permukaan katalis.
yaitu:
1. Reaktan teradsorpsi lemah
Sebagai contoh, reaksi dekomposisi senyawa A yaitu:
A  product
Reaksi di atas memiliki persamaan :
(6)
Karena
(7)
maka
(8)
(9)
2

3. LTM Kimia Fisika 2 2011
Persamaan adalah persamaan nilai k untuk reaksi orde 1 pada kinetika reaksi homogen
2. Reaktan teradsorpsi kuat
(10)
Karena
(11)
maka
(12)
(13)
Persamaan adalah persamaan nilai k untuk reaksi orde 0 pada kinetika reaksi homogen
3. Reaktan teradsorpsi sedang
(14)
Karena
(15)
maka
(16a)
(16b)
Persamaan adalah persamaan nilai k untuk reaksi orde n pada kinetika reaksi homogen
4. Reaksi diperlambat
Pada suatu reaksi katalitik tidak hanya reaktan yang teradsorp tetapi juga produk.
Reaksi deiperlambat terjadi ketika produk teradsorpsi lebih kuat daripada reaktan.
Berdasarkan kekuatan adsorpsi reaktan persamaan laju reaksi dibagi menjadi tiga yaitu,
teradsorpsi lemah, kuat, dan sedang.
Untuk reaktan teradsorpi lemah dan produk teradsorpsi kuat,
3

4. LTM Kimia Fisika 2 2011
(17)
Dimana adalah fraksi permukaan katalis yang tertutupi senyawa produk. Pada reaktan
teradsorpsi kuat , sehingga
(17a)
Karena k’b’=k
(17b)
Dimana adalah tekanan reaktan dan adalah tekanan produk. Sedangkan pada reaksi
teradsorpsi sedang,
(18)
Sehingga
(19)
1. Efek suhu pada reaksi heterogen
Seperti pada reaksi homogen, pengaruh suhu pada laju reaksi dinyatakan dengan
persamaan Arhenius (persamaan 20).
(20)
Dimana adalah energi aktivasi. Akan tetapi, dalam kasus reaksi gas di
permukaan katalis padat bukanlah sebenarnya energi aktivasi yang dibutuhkan untuk
menjalankan reaksi ini. lebih tepat dilambangkan sebagai panas yang diserap oleh
reaktan atau reaktan dan produk dalam reaksi.
Keberadaan katalis menurunkan energi aktivasi yang dibutukan. Katalis
mengubah mekanisme reaksi sehingga reaksi membutuhkan energi yang lebih sedikit.
Walaupun katalis mengubah mekanisme reaksi, tetapi katalis dapat ditemukan kembali
di akhir reaksi tanpa ada yang terkonsumsi
.
4

5. LTM Kimia Fisika 2 2011
2. Racun katalis
Racun katalis adalah senyawa yang dapat menurunkan keefektivan kerja katalis.
Secara teori, katalis adalah zat yang tidak dikonsumsi dalam suatu reaksi kimia,
sehingga dapat digunakan terus-menerus dalam waktu yang tidak terbatas. Akan tetapi,
pada kenyataannya reaktan atau senyawa produk reaksi akan menumpuk dan menutupi
permukaan katalis dan kerja katalis menurun. Dampaknya kecepatan reaksi akan
menurun. Ketika keefektivan katalis telah menjadi cukup rendah, biasanya zat penutup
katalis, “racun”, disingkirkan dari permukaan katalis. Contoh racun katalis adalah
karbon pada silika-aluminum yang terjadi di proses perengkahan minyak bumi.
5

6. LTM Kimia Fisika 2 2011
Daftar Pustaka
Atkins, P.W. 1997. Kimia Fisika Edisi Keempat. Jakarta : Erlangga.
Catalyst poison." Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica Online. Encyclopædia
Britannica Inc., 2011. Web. 09 Nov. 2011
Maron, Samuel H.; Lando, Jerome B.1999. Fundamental of Physical Chemistry. London:
Collier Macmilian Publisher.
6