Dalam profil reaksi, molekul mengikuti jalur yang menawarkan hambatan paling kecil, meskipun untuk melakukan jalur ini mereka harus mengeluarkan sejumlah besar energi.
Energi aktivasi yang tinggi untuk suatu hubungan membuatnya terjadi secara perlahan. Terjadinya hubungan kimia dapat dimodifikasi dengan penambahan senyawa non-reaktif ke dalam campuran reaksi.
Senyawa ini memiliki fungsi mengubah jalur reaksi sehingga menemukan penurunan energi yang diperlukan untuk terjadinya hal ini. Suatu bahan yang mampu menurunkan energi aktivasi suatu reaksi disebut katalis.
Katalis bekerja dengan menurunkan energi aktivasi, memungkinkan reaksi terjadi dengan cara baru.
Di antara ribuan contoh yang melibatkan aksi katalis, kita dapat menyebutkan enzim, yang bekerja dalam proses metabolisme dan catalytic converter, yang ada di mobil, yang mampu mengurangi emisi polutan atmosfer.
Kurva biru pada gambar merupakan reaksi tanpa katalis dan kurva merah merupakan reaksi dengan penggunaan katalis.
Katalis dapat homogen atau heterogen. Katalisis homogen terjadi ketika katalis dan reagen merupakan fase tunggal (larutan). Katalisis heterogen adalah katalisis di mana katalis dan reagen merupakan dua fase atau lebih (sistem polifasik atau campuran heterogen).
Seperti reaksi apa pun, reaksi katalisis juga dapat dijelaskan dengan suatu mekanisme. Mekanisme kerja katalis adalah hipotesis berdasarkan hasil eksperimen yang diperoleh.
Gambar di sini menunjukkan kepada kita mekanisme yang diusulkan untuk efek katalis dalam reaksi hidrogenasi etilen (C2H2)
Katalis berasosiasi dengan molekul reaktif (juga dikenal sebagai substrat) dan menyebabkan redistribusi awan elektronnya. Hal ini menyebabkan penipisan pada ikatan yang harus diputus agar reaksi dapat terjadi.
Ketika produk terbentuk, situs target dilepaskan dan menjadi mampu mengulangi seluruh proses dengan molekul reagen lain.
Ini adalah keuntungan yang dimiliki katalis heterogen dibandingkan katalis homogen. Katalis heterogen dapat dengan mudah dipisahkan (dengan penyaringan, misalnya) dari media reaktif dan digunakan kembali beberapa kali.
Jika kenaikan suhu menyebabkan reaksi terjadi pada tingkat yang lebih tinggi, mengapa menggunakan katalis?
Tidak selalu peningkatan suhu reaksi praktis. Misalnya, peningkatan suhu reaksi eksotermik dapat menyebabkan perubahan hasil produk. Dalam kasus lain, suhu tinggi menyebabkan dekomposisi produk, selain menyebabkan reaksi yang tidak diinginkan.
Dalam keadaan seperti itu, penggunaan katalis sangat dianjurkan.
Komentar yang sangat penting
Meskipun mempercepat reaksi kimia, katalis tidak mengubah posisi kesetimbangan reaksi kimia. Ini berarti bahwa energi produk yang diperoleh adalah sama dalam reaksi yang dikatalisis dan tidak.