Katalisis: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
k ←Suntingan 203.176.181.50 (bicara) dibatalkan ke versi terakhir oleh Andri.h |
k ~ |
||
| (14 revisi perantara oleh 9 pengguna tidak ditampilkan) | |||
Baris 1:
{{Untuk|tahap metabolisme|katabolisme}}
{{Bedakan|kapitalisme|katabolisme}}
[[Berkas:Catalysts.JPG|thumb|300x300px|Berbagai katalis industri dalam bentuk pelet]]
[[Berkas:Low Temperature Oxidation Catalyst.jpeg|thumb|Sebuah [[penyaring udara]] udara yang menggunakan katalis oksidasi suhu rendah untuk mengubah [[karbon monoksida]] menjadi [[karbon dioksida]] yang kurang beracun pada suhu kamar. Penyaring ini juga dapat menghilangkan [[formaldehida]] dari udara.]]
'''Katalisis''' adalah proses peningkatan [[laju reaksi|laju]] [[reaksi kimia]] dengan menambahkan zat yang dikenal sebagai '''katalis'''.<ref name="IUPACc">{{Cite book|title=IUPAC Compendium of Chemical Terminology |publisher=Blackwell Scientific Publications |year=2009 |isbn=978-0-9678550-9-7 |location=Oxford|chapter=Catalyst|doi=10.1351/goldbook.C00876|chapter-url=http://goldbook.iupac.org/C00876.html}}</ref><ref>{{cite book|last=Masel |first=Richard I |year=2001 |title=Chemical Kinetics and Catalysis |url=https://archive.org/details/chemicalkinetics0000mase |publisher=Wiley-Interscience |location=New York |isbn=0-471-24197-0}}</ref> Katalis tidak akan terkonsumsi dalam reaksi dan tetap tidak berubah setelahnya. Jika reaksi berlangsung cepat dan katalis didaur ulang dengan cepat, jumlah katalis yang sangat kecil seringkali cukup;<ref>{{cite web|url=http://www.anl.gov/articles/7-things-you-may-not-know-about-catalysis |title=7 things you may not know about catalysis |first=Louise |last=Lerner |publisher=[[Laboratorium Nasional Argonne]] |year=2011}}</ref> pencampuran, luas permukaan, dan suhu merupakan faktor penting dalam laju reaksi. Katalis umumnya bereaksi dengan satu atau lebih reaktan untuk membentuk [[Senyawa intermediat|zat antara]] yang selanjutnya menghasilkan produk reaksi akhir, dalam proses regenerasi katalis.
Katalisis dapat diklasifikasikan sebagai katalisis [[katalisis homogen|homogen]], di mana komponennya terdispersi dalam fase yang sama (biasanya gas atau cair) dengan reaktan, atau [[katalisis heterogen|heterogen]], di mana komponennya tidak berada dalam fase yang sama. [[Enzim]] dan biokatalis lainnya sering dianggap sebagai kategori ketiga.
Katalisis terdapat dalam berbagai jenis [[industri kimia]].<ref>{{Cite journal |last=Carroll |first=Gregory T. |last2=Kirschman |first2=David L. |date=23 Januari 2023 |title=Catalytic Surgical Smoke Filtration Unit Reduces Formaldehyde Levels in a Simulated Operating Room Environment |url=https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chas.2c00071 |journal=ACS Chemical Health & Safety |language=en |volume=30 |issue=1 |pages=21–28 |doi=10.1021/acs.chas.2c00071 |issn=1871-5532}}</ref> Diperkirakan bahwa 90% dari semua produk kimia yang diproduksi secara komersial melibatkan katalis pada tahap tertentu dalam proses pembuatannya.
Kata "katalis" berasal dari [[bahasa Yunani]] {{lang|grc|[[wikt:καταλύω|καταλύειν]]}}, ''kataluein'', yang berarti "melonggarkan" atau "melepaskan". Konsep katalisis ditemukan oleh kimiawan [[Elizabeth Fulhame]], berdasarkan karya novelnya dalam eksperimen reduksi−oksidasi.<ref name="Laidler">{{cite book|last1=Laidler|first1=Keith J.|chapter="Elizabeth Fulhame and the discovery of catalysis: 100 years before Buchner|last2=Cornish-Bowden|first2=Athel|editor-last1=Cornish-Bowden|editor-first1=Athel|title=New beer in an old bottle : Eduard Buchner and the growth of biochemical knowledge|date=1997|publisher=Universitat de Valencia|location=Valencia|isbn=9788437033280|pages=123–126|chapter-url=http://bip.cnrs-mrs.fr/bip10/newbeer/Fulhame.pdf|access-date=17 Juni 2023|archive-date=23 Januari 2015|archive-url=https://web.archive.org/web/20150123224920/http://bip.cnrs-mrs.fr/bip10/newbeer/Fulhame.pdf|url-status=dead}}</ref><ref name="American Chemical Society">{{Cite book|title = Women in Chemistry: Their Changing Roles from Alchemical Times to the Mid-Twentieth Century|publisher = American Chemical Society|date = 2001|isbn = 978-0-8412-3522-9|first1 = Marelene|last1 = Rayner-Canham|first2 = Geoffrey William|last2 = Rayner-Canham|url-access = registration|url = https://archive.org/details/womeninchemistry0000rayn}}</ref>
==Prinsip umum==
===Contoh===
Salah satu contohnya adalah efek katalis untuk mempercepat dekomposisi [[hidrogen peroksida]] menjadi air dan [[oksigen]]:
:2 H{{sub|2}}O{{sub|2}} → 2 H{{sub|2}}O + O{{sub|2}}
Reaksi ini dapat berlangsung karena produk reaksi lebih stabil daripada senyawa awal, tetapi penguraian ini sangat lambat sehingga larutan hidrogen peroksida tersedia secara komersial. Dengan adanya katalis seperti [[mangan dioksida]], reaksi ini akan berlangsung jauh lebih cepat. Efek ini mudah dilihat karena adanya [[Gelembung (kimia)|buih]] oksigen.<ref>{{cite web|publisher=[[Universitas Minnesota]] |title=Genie in a Bottle |url=http://www.chem.umn.edu/services/lecturedemo/info/genie.htm |date=2 Maret 2005 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20080405195443/http://www.chem.umn.edu/services/lecturedemo/info/genie.htm |archive-date=5 April 2008 }}</ref> Katalis itu tidak akan terkonsumsi dalam reaksi tersebut, dan dapat diperoleh kembali dalam keadaan yang sama dan digunakan kembali tanpa batas. Dengan demikian, mangan dioksida dikatakan ''mengatalisis'' reaksi ini. Pada organisme hidup, reaksi ini dikatalisis oleh [[enzim]] (protein yang berfungsi sebagai katalis) seperti [[Enzim katalase|katalase]].
===Satuan===
[[Satuan turunan SI]] untuk mengukur '''aktivitas katalitis''' dari suatu katalis adalah [[katal]], yang diukur dalam mol per detik. Produktivitas suatu katalis dapat dinotasikan dengan [[bilangan perputaran]] (atau TON) dan aktivitas katalitis dengan ''frekuensi perputaran'' (TOF), yang merupakan TON per satuan waktu. Satuan yang setara dalam biokimia adalah [[satuan enzim]]. Untuk informasi lebih lanjut mengenai efisiensi katalisis enzimatis, lihat artikel ''[[Enzim#Kinetika|enzim]]''.
===Mekanisme reaksi katalitis===
{{Utama|Siklus katalitis}}
Secara umum, reaksi kimia lebih cepat terjadi dengan adanya katalis karena katalis menyediakan [[mekanisme reaksi]] (jalur reaksi) alternatif yang memiliki [[energi aktivasi]] lebih rendah daripada mekanisme tanpa katalis. Dalam mekanisme yang dikatalisis, katalis biasanya bereaksi dan membentuk [[senyawa intermediat|zat antara]], yang kemudian meregenerasi katalis asli dalam proses tersebut.<ref name=LM82/><ref>{{cite book |last1=Laidler |first1=Keith J. |last2=Meiser |first2=John H. |title=Physical Chemistry |date=1982 |publisher=Benjamin/Cummings |isbn=0-8053-5682-7 |pages=424–425}}</ref><ref>{{cite book |last1=Atkins |first1=Peter |last2=de Paula |first2=Julio |title=Atkins' Physical Chemistry |url=https://archive.org/details/atkinsphysicalch00pwat |date=2006 |publisher=W.H.Freeman |isbn=0-7167-8759-8 |page=[https://archive.org/details/atkinsphysicalch00pwat/page/n874 839] |edition=8}}</ref><ref name=Steinfeld>{{cite book |last1=Steinfeld |first1=Jeffrey I. |last2=Francisco |first2=Joseph S. |last3=Hase |first3=William L. |title=Chemical Kinetics and Dynamics |url=https://archive.org/details/chemicalkinetics0000stei |date=1999 |publisher=Prentice Hall |isbn=0-13-737123-3 |pages=[https://archive.org/details/chemicalkinetics0000stei/page/n160 147]–150 |edition=2 |quote=Konsentrasi katalis [C] muncul dalam ekspresi laju, tetapi tidak dalam rasio kesetimbangan.}}</ref>
Sebagai contoh sederhana yang terjadi pada fase gas, reaksi 2 SO<sub>2</sub> + O<sub>2</sub> → 2 SO<sub>3</sub> dapat dikatalisis dengan penambahan [[nitrogen monoksida]]. Reaksi ini terjadi dalam dua langkah:
: 2{{nbsp}}NO + O<sub>2</sub> → 2{{nbsp}}NO<sub>2</sub> (menentukan laju)
: NO<sub>2</sub> + SO<sub>2</sub> → NO + SO<sub>3</sub> (cepat)
Katalis NO diregenerasi. Laju keseluruhan adalah laju langkah lambat<ref name=Steinfeld/>
:v = 2k<sub>1</sub>[NO]<sup>2</sup>[O<sub>2</sub>].
Contoh [[katalisis heterogen]] adalah reaksi [[oksigen]] dan [[hidrogen]] pada permukaan [[titanium dioksida]] (TiO{{sub|2}}, atau ''titania'') untuk menghasilkan air. [[Mikroskop penerowongan payaran]] menunjukkan bahwa molekul tersebut mengalami [[adsorpsi]] dan [[disosiasi (kimia)|disosiasi]]. Atom O dan H yang terdisosiasi dan terikat pada permukaan ber[[difusi]] bersama. Keadaan reaksi zat antara adalah: HO{{sub|2}}, H{{sub|2}}O{{sub|2}}, kemudian H{{sub|3}}O{{sub|2}} dan produk reaksi ([[dimer air|dimer molekul air]]), setelah molekul air ter[[desorpsi]] dari permukaan katalis.<ref>{{cite news
| first = Mitch
| last = Jacoby
| date = 16 Februari 2009
| title = Making Water Step by Step
| newspaper = [[Chemical & Engineering News]]
| page = 10
| url = http://pubs.acs.org/cen/news/87/i07/8707notw6.html
}}</ref><ref>{{cite journal
| vauthors = Matthiesen J, Wendt S, Hansen JØ, Madsen GK, Lira E, Galliker P, Vestergaard EK, Schaub R, Laegsgaard E, Hammer B, Besenbacher F
| year = 2009
| title = Observation of All the Intermediate Steps of a Chemical Reaction on an Oxide Surface by Scanning Tunneling Microscopy
| journal = [[ACS Nano]]
| volume = 3
| issue = 3
| pages = 517–26
| issn = 1520-605X
| doi = 10.1021/nn8008245
| pmid = 19309169
| citeseerx = 10.1.1.711.974
}}</ref>
===Energetika reaksi===
[[Berkas:CatalysisScheme-en.svg|thumb|upright=1.25|Diagram energi potensial umum menunjukkan efek katalis dalam reaksi kimia eksoterm hipotetis X + Y menghasilkan Z. Kehadiran katalis akan membuka jalur reaksi yang berbeda (ditunjukkan dalam warna merah) dengan energi aktivasi yang lebih rendah. Hasil akhir dan keseluruhan termodinamika adalah sama.]]
Katalis akan membuka jalur yang berbeda dari reaksi tanpa katalis. Jalur ini memiliki [[energi aktivasi]] yang lebih rendah. Akibatnya, lebih banyak tumbukan molekul memiliki energi yang dibutuhkan untuk mencapai keadaan transisi. Oleh karena itu, katalis dapat mengaktifkan reaksi yang seharusnya diblokir atau diperlambat oleh penghalang kinetik. Katalis dapat meningkatkan laju reaksi atau selektivitas, atau mengaktifkan reaksi pada suhu yang lebih rendah. Efek ini dapat diilustrasikan dengan diagram [[profil energi (kimia)|profil energi]].
Dalam [[reaksi elementer]] yang dikatalisis, katalis '''tidak''' akan mengubah luas suatu reaksi: mereka '''tidak''' berpengaruh pada [[kesetimbangan kimia]] dari suatu reaksi. Rasio laju reaksi maju dan mundur tidak akan terpengaruh (lihat pula [[termodinamika]]). [[Hukum termodinamika kedua]] menjelaskan mengapa katalis tidak mengubah kesetimbangan kimia suatu reaksi. Anggap bahwa ada sebuah katalis yang menggeser kesetimbangan. Memperkenalkan katalis ke sistem akan menghasilkan sebuah reaksi untuk pindah ke kesetimbangan baru, menghasilkan energi. Produksi energi adalah hasil yang diperlukan karena reaksi hanya bersifat spontan hanya jika [[energi bebas Gibbs]] dihasilkan, dan jika tidak ada penghalang energi, maka katalis tidak diperlukan. Kemudian, menghilangkan katalis juga akan menghasilkan reaksi, menghasilkan energi; yaitu penambahan dan proses kebalikannya, penghilangan, keduanya akan menghasilkan energi. Jadi, katalis yang dapat mengubah kesetimbangan adalah [[gerak abadi|mesin gerak abadi]], yang bertentangan dengan hukum termodinamika.<ref>Robertson, A.J.B. (1970) ''Catalysis of Gas Reactions by Metals''. Logos Press, London.</ref> Dengan demikian, katalis '''tidak''' mengubah konstanta kesetimbangan. (Akan tetapi, katalis dapat mengubah konsentrasi kesetimbangan dengan mereaksikannya pada langkah berikutnya. Katalis tersebut kemudian dikonsumsi selama reaksi berlangsung, sehingga ia juga merupakan reaktan. Ilustrasinya adalah [[hidrolisis]] [[Ester (kimia)|ester]] yang dikatalisis oleh basa, di mana [[Asam alkanoat|asam karboksilat]] yang dihasilkan akan segera bereaksi dengan katalis basa sehingga kesetimbangan reaksi akan bergeser ke arah hidrolisis.)
Katalis akan menstabilkan keadaan transisi lebih dari ia menstabilkan bahan awal. Ia akan mengurangi penghalang kinetik dengan mengurangi ''perbedaan'' energi antara bahan awal dan keadaan transisi. Ia '''tidak''' mengubah perbedaan energi antara bahan awal dan produk (penghalang termodinamika), atau energi yang tersedia (ini disediakan oleh lingkungan sebagai panas atau cahaya).
===Konsep terkait===
Beberapa yang disebut katalis sebenarnya adalah '''prakatalis'''. Prakatalis akan berubah menjadi katalis dalam reaksi. Misalnya, [[katalis Wilkinson]] RhCl(PPh{{sub|3}}){{sub|3}} kehilangan satu ligan trifenilfosfina sebelum memasuki siklus katalitis yang sebenarnya. Prakatalis lebih mudah disimpan tetapi mudah diaktifkan [[In situ#Kimia dan teknik kimia|di tempat]]. Karena langkah praaktivasi ini, banyak reaksi katalitis melibatkan [[periode induksi]].
Dalam '''katalisis kooperatif''', spesies kimia yang meningkatkan aktivitas katalitis disebut '''kokatalis''' atau '''promoter'''.
Dalam [[Katalisis tandem bersamaan|katalisis tandem]], dua atau lebih katalis yang berbeda digabungkan dalam reaksi satu pot.
Dalam [[autokatalisis]], katalis ''adalah'' produk dari reaksi keseluruhan, berbeda dengan semua jenis katalisis lain yang dibahas dalam artikel ini. Contoh paling sederhana dari autokatalisis adalah reaksi tipe A + B → 2 B, dalam satu atau beberapa langkah. Reaksi keseluruhan hanyalah A → B, sehingga B adalah produk. Tetapi karena B juga merupakan reaktan, ia mungkin ada dalam persamaan laju dan mempengaruhi laju reaksi. Seiring berjalannya reaksi, konsentrasi B meningkat dan dapat mempercepat reaksi sebagai katalis. Akibatnya, reaksi itu mempercepat dirinya sendiri atau dikatalisis secara otomatis. Contohnya adalah hidrolisis sebuah [[Ester (kimia)|ester]] seperti [[aspirin]] menjadi [[asam alkanoat|asam karboksilat]] dan [[alkohol]]. Dengan tidak adanya katalis asam tambahan, produk asam karboksilat akan mengatalisis hidrolisis.
Katalis sebenarnya dapat bekerja bersama-sama dengan [[Siklus katalitis#Katalis pengorbanan|katalis pengorbanan]]. Katalis sebenarnya akan dikonsumsi dalam reaksi elementer dan diubah menjadi bentuk yang dinonaktifkan. Katalis pengorbanan akan meregenerasi katalis sebenarnya untuk siklus lain. Katalis pengorbanan akan dikonsumsi dalam reaksi, dan dengan demikian, ia sebenarnya bukanlah katalis, melainkan reagen. Misalnya, [[osmium tetroksida]] (OsO<sub>4</sub>) adalah reagen yang baik untuk dihidroksilasi, tetapi sangat beracun dan mahal. Dalam [[dihidroksilasi Upjohn]], katalis pengorbanan [[N-Metilmorfolina N-oksida|N-metilmorfolina N-oksida]] (NMMO) meregenerasi OsO<sub>4</sub>, dan hanya OsO<sub>4</sub> dalam jumlah katalitis yang diperlukan.
===Klasifikasi===
Katalisis dapat diklasifikasikan sebagai [[Homogenitas dan heterogenitas|homogen atau heterogen]]. [[Katalisis homogen]] adalah di mana komponen reaksinya terdispersi dalam fase yang sama (biasanya gas atau cair) dengan molekul [[pereaksi kimia|reaktan]]. [[Katalisis heterogen]] adalah di mana komponen reaksinya tidak berada dalam fase yang sama. [[Enzim]] dan biokatalis lainnya sering dianggap sebagai kategori ketiga. Prinsip mekanistis serupa berlaku untuk heterogen, homogen, dan biokatalisis.
==Katalisis heterogen==
{{Utama|Katalisis heterogen}}
[[Berkas:Zeolite-ZSM-5-vdW.png|thumb|right|Struktur molekul berpori mikro dari [[zeolit]] ZSM-5 dieksploitasi dalam katalis yang digunakan dalam pengilangan]]
[[Berkas:Ceolite nax.JPG|thumb|Zeolit diekstrusi sebagai pelet agar mudah ditangani dalam reaktor katalitis.]]
Katalis heterogen bertindak dalam [[fase benda|fase]] yang berbeda dari [[pereaksi kimia|reaktan]]. Sebagian besar katalis heterogen adalah [[padat]]an yang bekerja pada substrat dalam [[reaksi kimia|campuran reaksi]] [[cairan|cair]] atau gas. Katalis heterogen yang penting meliputi [[zeolit]], [[Aluminium oksida|alumina]],<ref>{{Cite journal|last1=Shafiq|first1=Iqrash|last2=Shafique|first2=Sumeer|last3=Akhter|first3=Parveen|last4=Yang|first4=Wenshu|last5=Hussain|first5=Murid|date=23 Juni 2020|title=Recent developments in alumina supported hydrodesulfurization catalysts for the production of sulfur-free refinery products: A technical review|journal=Catalysis Reviews|volume=64|pages=1–86|doi=10.1080/01614940.2020.1780824|issn=0161-4940|doi-access=free}}</ref> oksida orde-tinggi, karbon grafit, [[oksida]] [[logam transisi]], logam seperti [[nikel Raney]] untuk hidrogenasi, dan [[vanadium(V) oksida]] untuk oksidasi [[belerang dioksida]] menjadi [[belerang trioksida]] melalui [[proses kontak]].<ref name=Housecroft>{{cite book |last1=Housecroft |first1=Catherine E. |last2=Sharpe |first2=Alan G. |title=Inorganic Chemistry |date=2005 |publisher=Pearson Prentice-Hall |isbn=0130-39913-2 |page=805 |edition=2}}</ref>
Beragam mekanisme [[reaksi pada permukaan]] telah diketahui, tergantung pada bagaimana adsorpsi berlangsung ([[Reaksi pada permukaan#Mekanisme Langmuir–Hinshelwood|Langmuir–Hinshelwood]], [[Reaksi pada permukaan#Mekanisme Eley–Rideal|Eley–Rideal]], dan Mars–[[Dirk Willem van Krevelen|van Krevelen]]).<ref name = doi>Knözinger, Helmut dan Kochloefl, Karl (2002) "Heterogeneous Catalysis and Solid Catalysts" in Ullmann's ''Encyclopedia of Industrial Chemistry'', Wiley-VCH, Weinheim. {{doi|10.1002/14356007.a05_313}}</ref> Luas permukaan total padatan memiliki efek penting pada laju reaksi. Semakin kecil ukuran partikel katalis, semakin besar luas permukaan untuk massa partikel tertentu.
Katalis heterogen memiliki '''bagian aktif''', yaitu atom atau permukaan kristal tempat reaksi sebenarnya terjadi. Bergantung pada mekanismenya, bagian aktif dapat berupa permukaan logam yang terbuka rata, tepi kristal dengan valensi logam yang tidak sempurna, atau kombinasi rumit dari keduanya. Jadi, tidak hanya sebagian besar volume tetapi juga sebagian besar permukaan katalis heterogen mungkin tidak aktif secara katalitis. Mencari tahu sifat bagian aktif memerlukan penelitian yang menantang secara teknis. Dengan demikian, penelitian empiris untuk menemukan kombinasi logam baru untuk katalisis terus berlanjut.
Misalnya, dalam [[proses Haber]], [[besi]] yang dibelah halus berfungsi sebagai katalis untuk sintesis [[amonia]] dari [[nitrogen]] dan [[hidrogen]]. [[Gas]] yang bereaksi akan ter[[adsorpsi]] ke bagian aktif pada partikel besi. Setelah diadsorpsi secara fisik, reagen itu menjalani [[kemisorpsi]] yang menghasilkan disosiasi menjadi spesies atom yang teradsorpsi, dan ikatan baru antara fragmen yang dihasilkan terbentuk sebagian karena kedekatannya.<ref>{{Cite web |date=26 Februari 2016 |title=17.6: Catalysts and Catalysis |url=https://chem.libretexts.org/Bookshelves/General_Chemistry/Book%3A_Chem1_(Lower)/17%3A_Chemical_Kinetics_and_Dynamics/17.06%3A_Catalysts_and_Catalysis |access-date=17 Juni 2023 |website=Chemistry LibreTexts |language=en}}</ref> Dengan cara ini, [[ikatan rangkap tiga]] yang sangat kuat dalam nitrogen akan terputus, yang akan sangat jarang terjadi pada fase gas karena energi aktivasinya yang tinggi. Dengan demikian, energi aktivasi dari keseluruhan reaksi diturunkan, dan laju reaksinya meningkat.<ref>{{Cite web |date=3 Oktober 2013 |title=Chemistry of Vanadium |url=https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Inorganic_Chemistry/Supplemental_Modules_and_Websites_(Inorganic_Chemistry)/Descriptive_Chemistry/Elements_Organized_by_Block/3_d-Block_Elements/Group_05%3A_Transition_Metals/Chemistry_of_Vanadium |access-date=17 Juni 2023 |website=Chemistry LibreTexts |language=en}}</ref> Tempat lain di mana katalis heterogen digunakan adalah dalam oksidasi belerang dioksida pada vanadium(V) oksida untuk produksi [[asam sulfat]].<ref name=Housecroft/>
Katalis heterogen biasanya "[[Dukungan katalis|didukung]]", yang berarti katalis itu akan tersebar pada bahan kedua yang meningkatkan efektivitas atau meminimalkan biayanya. Dukungan akan mencegah atau meminimalkan aglomerasi dan penyinteran partikel katalis kecil, membuka lebih banyak area permukaan, sehingga katalis memiliki aktivitas spesifik (per gram) yang lebih tinggi bila didukung. Kadang-kadang, pendukung itu hanyalah permukaan tempat katalis disebarkan untuk menambah luas permukaan. Lebih sering, pendukung dan katalis berinteraksi, mempengaruhi reaksi katalitis. Pendukung juga dapat digunakan dalam sintesis nanopartikel dengan menyediakan tempat bagi masing-masing molekul katalis untuk berikatan secara kimiawi. Pendukung adalah bahan berpori dengan luas permukaan yang tinggi, dengan yang paling sering adalah [[aluminium oksida|alumina]], [[zeolit]] atau berbagai jenis [[karbon aktif]]. Terdapat pula heberapa pendukung khusus, seperti [[silikon dioksida]], [[titanium dioksida]], [[kalsium karbonat]], dan [[barium sulfat]].<ref>{{Cite journal |last1=Chadha |first1=Utkarsh |last2=Selvaraj |first2=Senthil Kumaran |last3=Ashokan |first3=Hridya |last4=Hariharan |first4=Sai P. |last5=Mathew Paul |first5=V. |last6=Venkatarangan |first6=Vishal |last7=Paramasivam |first7=Velmurugan |date=8 Februari 2022 |title=Complex Nanomaterials in Catalysis for Chemically Significant Applications: From Synthesis and Hydrocarbon Processing to Renewable Energy Applications |journal=Advances in Materials Science and Engineering |language=en |volume=2022 |pages=e1552334 |doi=10.1155/2022/1552334 |issn=1687-8434|doi-access=free }}</ref>
Dalam reaksi bubur, katalis heterogen dapat hilang dengan pelarutan.
Banyak katalis heterogen sebenarnya adalah nanomaterial. [[Katalis berbasis nanomaterial]] dengan aktivitas peniruan enzim secara kolektif disebut sebagai [[Enzim buatan#Nanozim|nanozim]].<ref>{{Cite journal|last1=Wei|first1=Hui|last2=Wang|first2=Erkang|date=21 Juni 2013|title=Nanomaterials with enzyme-like characteristics (nanozymes): next-generation artificial enzymes|journal=Chemical Society Reviews|language=en|volume=42|issue=14|pages=6060–93|doi=10.1039/C3CS35486E|pmid=23740388|issn=1460-4744}}</ref>
===Elektrokatalis===
{{Utama|Elektrokatalis}}
Dalam konteks [[elektrokimia]], khususnya dalam rekayasa [[sel tunam|sel bahan bakar]], berbagai katalis yang mengandung logam digunakan untuk meningkatkan laju [[setengah reaksi]] yang terdiri dari sel bahan bakar. Salah satu jenis elektrokatalis sel bahan bakar yang umum didasarkan pada [[nanopartikel]] [[platina]] yang didukung pada partikel [[karbon]] yang sedikit lebih besar. Saat bersentuhan dengan salah satu [[elektrode|elektroda]] dalam sel bahan bakar, platina ini akan meningkatkan laju reduksi [[oksigen]] baik menjadi air ataupun menjadi [[hidroksida]] atau [[hidrogen peroksida]].
==Katalisis homogen==
{{Utama|Katalisis homogen}}
Katalis homogen berfungsi dalam fase yang sama dengan reaktan. Katalis homogen biasa dilarutkan dalam pelarut dengan substrat. Salah satu contoh katalisis homogen melibatkan pengaruh [[hidrogen|H]]{{sup|+}} pada [[Ester (kimia)#Persiapan|esterifikasi]] asam karboksilat, seperti pembentukan [[metil asetat]] dari [[asam asetat]] dan [[metanol]].<ref>Behr, Arno (2002) "Organometallic Compounds and Homogeneous Catalysis" in Ullmann's ''Encyclopedia of Industrial Chemistry'', Wiley-VCH, Weinheim. {{doi|10.1002/14356007.a18_215}}</ref> Proses volume tinggi yang membutuhkan katalis homogen meliputi [[hidroformilasi]], [[hidrosililasi]], [[hidrosianasi]]. Untuk kimiawan anorganik, katalisis homogen sering identik dengan [[kimia organologam|katalis organologam]].<ref>Elschenbroich, C. (2006) ''Organometallics''. Wiley-VCH: Weinheim. {{ISBN|978-3-527-29390-2}}</ref> Banyak dari katalis homogen yang tidak bersifat organologam, diilustrasikan dengan penggunaan garam kobalt yang mengatalisis oksidasi [[p-xilena]] menjadi [[asam tereftalat]].
===Organokatalisis===
{{Utama|Organokatalisis}}
Walaupun logam transisi kadang-kadang menarik sebagian besar perhatian dalam studi katalisis, molekul organik kecil tanpa logam juga dapat menunjukkan sifat katalitis, seperti yang terlihat dari fakta bahwa banyak [[enzim]] yang kekurangan logam transisi. Biasanya, katalis organik membutuhkan pemuatan yang lebih tinggi (jumlah katalis per satuan jumlah reaktan, dinyatakan dalam [[fraksi mol|mol%]] [[jumlah zat]]) daripada katalis berbasis (ion) logam transisi, tetapi katalis ini biasanya tersedia secara komersial dalam jumlah besar, membantu menurunkan biaya. Pada awal tahun 2000-an, organokatalis ini dianggap sebagai "generasi baru" dan dapat bersaing dengan katalis tradisional yang mengandung (ion) [[logam]]. Organokatalis seharusnya beroperasi seperti enzim bebas logam yang menggunakan, misalnya, interaksi nonkovalen seperti peng[[ikatan hidrogen]]. Disiplin organokatalisis dibagi menjadi aplikasi organokatalis kovalen (misalnya [[prolina]], [[4-Dimetilaminopiridina|DMAP]]) dan nonkovalen (misalnya [[organokatalisis tiourea]]) yang masing-masing mengacu pada [[ikatan molekuler|pengikatan]] dan interaksi katalis-[[Substrat (kimia)|substrat]] yang disukai. Penghargaan Nobel Kimia 2021 diberikan bersama kepada Benjamin List dan David W.C. MacMillan "untuk pengembangan organokatalisis asimetris."<ref>{{cite web |title=The Nobel Prize in Chemistry 2021 |url=https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2021/summary/ |website=NobelPrize.org}}</ref>
===Fotokatalisis===
{{Utama|Fotokatalisis}}
Fotokatalisis adalah suatu fenomena di mana katalis dapat menerima cahaya untuk menghasilkan [[eksitasi|keadaan tereksitasi]] yang mempengaruhi reaksi [[redoks]].<ref>{{Cite journal|doi= 10.1021/acs.chemrev.1c00993|title= Introduction: Photochemical Catalytic Processes|year= 2022|last1= Melchiorre|first1= Paolo|journal= Chemical Reviews|volume= 122|issue= 2|pages= 1483–1484|pmid= 35078320|s2cid= 246287799}}</ref> [[Oksigen singlet]] biasanya diproduksi melalui fotokatalisis. Fotokatalis adalah komponen dari [[sel surya tersensitisasi pewarna]].
===Enzim dan biokatalis===
{{Utama|Katalisis enzim}}
Dalam biologi, [[enzim]] adalah katalis berbasis protein dalam [[metabolisme]] dan [[katabolisme]]. Sebagian besar biokatalis adalah enzim, tetapi kelas biomolekul berbasis nonprotein lainnya juga menunjukkan sifat katalitis seperti [[ribozim]], dan [[deoksiribozim]] yang sintetis.<ref>Nelson, D.L. and Cox, M.M. (2000) ''Lehninger, Principles of Biochemistry'' Ed. ke-3. Worth Publishing: New York. {{ISBN|1-57259-153-6}}.</ref>
Biokatalis dapat dianggap sebagai perantara antara katalis homogen dan heterogen, meskipun enzim yang larut secara tegas adalah katalis homogen dan enzim yang terikat [[membran biologis|membran]] adalah katalis heterogen. Beberapa faktor yang mempengaruhi aktivitas enzim (dan katalis lainnya) meliputi suhu, pH, serta konsentrasi enzim, substrat, dan produk. Reagen yang sangat penting dalam reaksi enzimatis adalah air, yang merupakan produk dari banyak reaksi pembentukan ikatan dan reaktan dalam banyak proses pemutusan ikatan.
Dalam [[biokatalisis]], enzim digunakan untuk menyiapkan banyak bahan kimia komoditas, seperti [[sirop jagung fruktosa tinggi]] dan [[akrilamida]].
Beberapa [[antibodi monoklonal]] yang target pengikatannya adalah molekul stabil yang menyerupai keadaan transisi reaksi kimia dapat berfungsi sebagai katalis lemah untuk reaksi kimia tersebut dengan menurunkan energi aktivasinya.<ref>[https://web.archive.org/web/20130821044547/http://www.documentroot.com/2010/03/catalytic-antibodies-simply-explained.html Catalytic Antibodies Simply Explained]. Documentroot.com (6 Maret 2010). Diakses tanggal 18 Juni 2023.</ref> Antibodi katalitis semacam itu terkadang disebut "[[abzim]]".
==Pentingnya katalis==
[[Berkas:Verbrennung eines Zuckerwürfels.png|thumb|Kiri: [[Gula|Gula batu]] yang terkaramelisasi sebagian, Kanan: gula batu yang dibakar dengan abu sebagai katalis]]
[[Berkas:TiCrPt micropump3.webm|thumb|Sebuah tabung Ti-Cr-Pt (panjang ~40 μm) melepaskan gelembung oksigen saat direndam dalam [[hidrogen peroksida]] (melalui dekomposisi katalitis), membentuk [[pompa mikro]].<ref>{{cite journal|doi=10.1039/C1CP20542K|pmid=21505711|url= http://nanomem.fudan.edu.cn/79solovev2011.pdf |archive-url=https://web.archive.org/web/20190328131026/http://nanomem.fudan.edu.cn/79solovev2011.pdf |archive-date=28 Maret 2019 |url-status=live |title=Tunable catalytic tubular micro-pumps operating at low concentrations of hydrogen peroxide|journal=Physical Chemistry Chemical Physics|volume=13|issue=21|pages=10131–35|year=2011|last1=Solovev|first1=Alexander A.|last2=Sanchez|first2=Samuel|last3=Mei|first3=Yongfeng|last4=Schmidt|first4=Oliver G.|bibcode=2011PCCP...1310131S}}</ref>]]
Diperkirakan bahwa 90% dari semua produk kimia yang diproduksi secara komersial melibatkan katalis pada tahap tertentu dalam proses pembuatannya.<ref>"Recognizing the Best in Innovation: Breakthrough Catalyst". ''R&D Magazine'', September 2005, hlm. 20.</ref> Pada tahun 2005, proses katalitis menghasilkan produk bernilai sekitar AS$900 miliar di seluruh dunia.<ref>[http://www.climatetechnology.gov/library/2005/tech-options/tor2005-143.pdf 1.4.3 Industrial Process Efficiency] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20080517071700/http://www.climatetechnology.gov/library/2005/tech-options/tor2005-143.pdf |date=17 Mei 2008 }}. climatetechnology.gov</ref> Katalisis sangatlah meresap sehingga subarea-subarea tidak mudah diklasifikasikan. Beberapa area konsentrasi tertentu disurvei di bawah ini.
===Pemrosesan energi===
Pemurnian [[minyak bumi]] menggunakan katalisis secara intensif untuk [[alkilasi]], [[Perengkahan katalitis fluida|perengkahan katalitis]] (memecah hidrokarbon rantai panjang menjadi potongan yang lebih kecil), reformasi [[nafta minyak bumi|nafta]] dan [[reformasi uap]] (konversi [[hidrokarbon]] menjadi [[gas sintetis]]). Bahkan, knalpot dari pembakaran bahan bakar fosil diolah melalui katalisis: [[Konverter katalitik|Konverter katalitis]], biasanya terdiri dari [[platina]] dan [[rodium]], memecah beberapa produk sampingan yang lebih berbahaya dari knalpot mobil.
:2 CO + 2 NO → 2 CO{{sub|2}} + N{{sub|2}}
Berkaitan dengan bahan bakar sintetis, sebuah proses yang telah dikenal lama namun tetap penting adalah [[Proses Fischer–Tropsch|sintesis hidrokarbon Fischer–Tropsch]] dari gas sintetis, yang diproses sendiri melalui [[reaksi pergeseran air–gas]], yang dikatalisis oleh besi. [[Reaksi Sabatier]] dapat menghasilkan [[metana]] dari karbon dioksida dan hidrogen. [[Biodiesel]] dan [[bahan bakar hayati]] terkait membutuhkan pemrosesan melalui anorganik dan biokatalis.
[[Sel tunam|Sel bahan bakar]] mengandalkan katalis untuk reaksi anodik dan katodik. [[Pemanasan katalitis]] dapat menghasilkan panas tanpa nyala dari pasokan bahan bakar yang mudah terbakar.
===Bahan kimia curah===
[[Berkas:CataylstExampleSulfuricAcidPlant.jpg|alt=Katalis vanadium pentoksida tipikal yang digunakan dalam produksi asam sulfat untuk sebuah reaksi intermediat untuk mengubah belerang dioksida menjadi belerang trioksida.|thumb|Katalis [[Vanadium(V) oksida|vanadium pentoksida]] tipikal yang digunakan dalam produksi asam sulfat untuk sebuah reaksi intermediat untuk mengubah belerang dioksida menjadi belerang trioksida.]]
Beberapa bahan kimia skala terbesar diproduksi melalui oksidasi katalitis, seringkali menggunakan [[oksigen]]. Contohnya meliputi [[asam nitrat]] (dari [[amonia]]), [[asam sulfat]] (dari [[belerang dioksida]] menjadi [[belerang trioksida]] melalui [[proses kontak]]), [[asam tereftalat]] (dari p-xilena), [[asam akrilat]] (dari [[propena|propilena]] atau [[propana]]), dan [[akrilonitril]] (dari propana dan amonia).<ref name="doi" />
Produksi amonia adalah salah satu proses skala terbesar dan paling padat energi. Dalam [[proses Haber]], [[nitrogen]] digabungkan dengan hidrogen melalui katalis besi oksida.<ref name=Smil_2004_Enriching>{{cite book |last1=Smil |first1=Vaclav |title=Enriching the Earth: Fritz Haber, Carl Bosch, and the Transformation of World Food Production |date=2004 |publisher=MIT |location=Cambridge, MA |isbn=9780262693134 |edition=1}}</ref> [[Metanol]] dibuat dari [[karbon monoksida]] atau karbon dioksida tetapi menggunakan katalis tembaga–seng.
Polimer curah yang berasal dari [[etena|etilena]] dan propilena sering dibuat melalui [[Katalis Ziegler–Natta|katalisis Ziegler–Natta]]. Poliester, poliamida, dan [[isosianat]] diturunkan melalui [[katalisis asam|katalisis asam–basa]].
Sebagian besar proses [[karbonilasi]] membutuhkan katalis logam, contohnya ialah [[proses Monsanto|proses asam asetat Monsanto]] dan [[hidroformilasi]].
===Bahan kimia murni===
Banyak dari [[bahan kimia murni]] yang disiapkan melalui katalisis; beberapa metodenya meliputi proses yang dilakukan pada industri berat serta proses yang lebih khusus yang akan sangat mahal dalam skala besar. Contohnya ialah [[reaksi Heck]] dan [[reaksi Friedel–Crafts]]. Karena sebagian besar senyawa bioaktif adalah [[Kiralitas|kiral]], banyak obat-obatan diproduksi melalui katalisis enansioselektif ([[Sintesis enansioselektif|sintesis asimetris]] katalitis). (R)-1,2-Propandiol, prekursor [[levofloksasin]] antibakteri, dapat disintesis secara efisien dari hidroksiaseton dengan menggunakan katalis berdasarkan kompleks [[BINAP]]–rutenium, dalam [[hidrogenasi asimetris Noyori]]:<ref name=Gordon>{{cite journal |doi=10.1038/s41570-018-0049-z|title=The role of the metal-bound N–H functionality in Noyori-type molecular catalysts|year=2018|last1=Dub|first1=Pavel A.|last2=Gordon|first2=John C.|s2cid=106394152|journal=Nature Reviews Chemistry|volume=2|issue=12|pages=396–408}}</ref>
[[Berkas:levofloxacin3.png|center|632px|Sintesis levofloksasin]]
===Lingkungan===
Katalisis dapat memengaruhi lingkungan dengan meningkatkan efisiensi proses industri, tetapi katalisis juga memainkan peran langsung dalam lingkungan. Salah satu contoh perannya yang penting adalah peran katalitis dari [[radikal bebas]] [[klorin]] dalam pemecahan [[ozon]]. Radikal-radikal ini dibentuk oleh aksi [[radiasi]] [[ultraungu]] pada [[klorofluorokarbon]] (CFC).
:Cl{{sup|'''·'''}} + O{{sub|3}} → ClO{{sup|'''·'''}} + O{{sub|2}}
:ClO{{sup|'''·'''}} + O{{sup|·}} → Cl{{sup|'''·'''}} + O{{sub|2}}
==Penggunaan katalis==
===Pemrosesan makanan===
Salah satu aplikasi katalisis yang paling jelas adalah [[hidrogenasi]] (reaksi dengan gas [[hidrogen]]) lemak menggunakan katalis [[nikel]] untuk menghasilkan [[margarin]].<ref>{{cite web | publisher = Chemguide | title = Types of catalysis | url = http://www.chemguide.co.uk/physical/catalysis/introduction.html |first = Jim|last = Clark|date = Oktober 2013}}</ref> Banyak bahan makanan lainnya disiapkan melalui biokatalisis (lihat di bawah).
===Esterifikasi dan interesterifikasi===
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 [[Celsius|°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.{{Sfn|Mamuaja|2017|p=22}}
===Pembuatan sel bahan bakar===
Katalis digunakan untuk mempercepat reaksi pada sistem [[elektrode|elektroda]] yang membentuk [[Sel tunam|sel bahan bakar]]. Setiap sel elektroda merupakan [[sel elektrokimia]] yang secara berkelanjutan mengubah [[energi kimia]] dalam [[bahan bakar]] dan [[Oksidator|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 ([[Anode|anoda]]) ke elektroda positif ([[Katode|katoda]]) sehingga menghasilkan [[arus listrik]] dan [[Panas|energi panas]].{{Sfn|Gustian, Asdim, dan Maryanti|2016|p=1}} Katalis yang digunakan di dalam elektroda ialah lapisan [[platina]].{{Sfn|Gustian, Asdim, dan Maryanti|2016|p=3}}
===Reaksi alkilasi Friedel–Crafts===
[[Reaksi Friedel–Crafts|Reaksi alkilasi Friedel–Crafts]] menggunakan prinsip [[substitusi elektrofilik aromatik]]. Reaksi kimia dihasilkan melalui [[alkilasi]] benzena dengan [[Haloalkana|alkil halida]] menggunakan katalis [[Asam dan basa Lewis#Asam Lewis|asam Lewis]] yang kuat. Jenis katalis yang umum digunakan ialah [[aluminium klorida]] atau [[Besi(III) klorida|besi klorida]].{{Sfn|Gustian, Asdim, dan Maryanti|2016|p=8}}
===Fermentasi===
Manusia telah menggunakan enzim sebagai katalis [[Fermentasi (makanan)|fermentasi makanan]] sejak [[Prasejarah|zaman prasejarah]]. Enzim [[khamir]] telah lama digunakan untuk melakukan fermentasi [[Fruktosa|gula buah]] menjadi [[alkohol]]. Enzim pada bakteri ''[[Streptococcus thermophilus]]'', ''[[Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus|Lactobacillus bulgaricus]]'', dan ''[[Lactobacillus acidophilus]]'' digunakan untuk membuat [[yoghurt]]. Enzim juga digunakan sebagai katalis dalam pembuatan [[bir]] dari [[Serealia|biji-bijian]], pembuatan [[adonan]] [[roti]] dengan khamir dan fermentasi [[air kelapa]] menjadi [[Asam asetat|cuka]].{{Sfn|Susanti dan Fibriana|2017|p=3}} 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]].{{Sfn|Susanti dan Fibriana|2017|p=2}}
===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 nanoelektronik. Proses nukleasi dan perumbuhan tabung nano karbon memerlukan bantuan katalis logam.<ref>{{Cite book|last=Setiabudi, A., Hardian, R., dan Muzakir, A.,|first=|date=2012|url=https://docplayer.info/48048531-Karakterisasi-material-prinsip-dan-aplikasinya-dalam-penelitian-kimia.html|title=Karakterisasi Material: Prinsip dan Aplikasinya dalam Penelitian Kimia|location=Bandung|publisher=UPI Press|isbn=979-978-435-2|pages=74|url-status=live}}</ref>
==Sejarah==
Istilah "katalis", secara luas didefinisikan sebagai segala sesuatu yang meningkatkan laju suatu proses, berasal dari [[bahasa Yunani]] [[wikt:καταλύω|καταλύειν]], yang berarti "membatalkan", atau "melepaskan", atau "mengambil". Konsep katalisis ditemukan oleh kimiawan [[Elizabeth Fulhame]] dan dijelaskan dalam sebuah buku tahun 1794, berdasarkan karya novelnya dalam reaksi reduksi–oksidasi.<ref name="Laidler"/><ref name="American Chemical Society"/><ref>Bård Lindström and Lars J. Petterson (2003) "[http://image.sciencenet.cn/olddata/kexue.com.cn/upload/blog/file/2008/10/200810102212944318.pdf A brief history of catalysis]" ''Cattech'', '''7''' (4) : 130–38.</ref> Reaksi kimia pertama dalam kimia organik yang secara sadar menggunakan katalis dipelajari pada tahun 1811 oleh [[Gottlieb Kirchhoff]], yang menemukan konversi pati menjadi glukosa yang dikatalisis oleh asam. Istilah ''katalisis'' kemudian digunakan oleh [[Jöns Jakob Berzelius]] pada tahun 1835<ref>Berzelius, J.J. (1835) ''Årsberättelsen om framsteg i fysik och kemi'' [Laporan tahunan kemajuan fisika dan kimia]. Stockholm, Sweden: Royal Swedish Academy of Sciences. Setelah mengulas penelitian Eilhard Mitscherlich mengenai pembentukan eter, Berzelius membuat istilah ''katalys'' (katalisis) di [https://books.google.com/books?id=1DM1AAAAcAAJ&pg=PA245 halaman 245]:
<blockquote>Asli: ''Jag skall derföre, för att begagna en i kemien välkänd härledning, kalla den kroppars'' katalytiska kraft, ''sönderdelning genom denna kraft ''katalys, ''likasom vi med ordet analys beteckna åtskiljandet af kroppars beståndsdelar medelst den vanliga kemiska frändskapen.''</blockquote>
<blockquote>''Terjemahan'': Oleh karena itu, saya akan menggunakan derivasi terkenal dalam kimia, menyebut badan katalitis yaitu, zat ''gaya katalitis'' dan penguraian benda lain oleh ''katalisis'' gaya ini, seperti yang kita artikan dengan ''analisis'' kata pemisahan konstituen dari tubuh oleh afinitas kimia biasa.</blockquote></ref> untuk menjelaskan reaksi yang dipercepat oleh zat yang tidak berubah setelah reaksi. [[Elizabeth Fulhame|Fulhame]], yang mendahului Berzelius, bekerja dengan air sebagai kebalikan dari logam dalam eksperimen reduksinya. Kimiawan abad ke-18 lainnya yang bekerja dalam katalisis adalah [[Eilhard Mitscherlich]]<ref>{{cite journal|author=Mitscherlich, E. |year=1834|url=https://books.google.com/books?id=wCUAAAAAMAAJ&pg=PA273 |title=Ueber die Aetherbildung|trans-title=Pada pembentukan eter|journal=Annalen der Physik und Chemie|volume=31|issue=18|pages=273–82|bibcode=1834AnP...107..273M|doi=10.1002/andp.18341071802}}</ref> yang menyebutnya sebagai proses ''kontak'', dan [[Johann Wolfgang Döbereiner]]<ref>{{cite journal|author= Döbereiner |year=1822|url=http://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=nyp.33433069069148;view=1up;seq=107 |title=Glühendes Verbrennen des Alkohols durch verschiedene erhitzte Metalle und Metalloxyde|trans-title=Pembakaran pijar alkohol oleh berbagai logam dan oksida logam yang dipanaskan|journal=Journal für Chemie und Physik|volume=34|pages= 91–92}}</ref><ref>{{cite journal|author=Döbereiner |year=1823|url=http://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=nyp.33433069069189;view=1up;seq=341 |title=Neu entdeckte merkwürdige Eigenschaften des Platinsuboxyds, des oxydirten Schwefel-Platins und des metallischen Platinstaubes|trans-title=Sifat luar biasa yang baru ditemukan dari platina suboksida, platina sulfida teroksidasi, dan debu platina metalik|journal=Journal für Chemie und Physik|volume=38|pages=321–26}}</ref> yang berbicara mengenai ''aksi kontak.'' Dia mengembangkan [[lampu Döbereiner]], sebuah [[korek api gas|pemantik]] berbahan dasar [[hidrogen]] dan spons [[platina]], yang sukses secara komersial pada tahun 1820-an dan masih hidup hingga saat ini. [[Humphry Davy]] menemukan penggunaan platina dalam katalisis.<ref>{{cite journal|author=Davy, Humphry |year=1817|url=https://books.google.com/books?id=xohJAAAAYAAJ&pg=PA77|title=Some new experiments and observations on the combustion of gaseous mixtures, with an account of a method of preserving a continued light in mixtures of inflammable gases and air without flame|doi=10.1098/rstl.1817.0009|journal=Philosophical Transactions of the Royal Society of London|volume=107|pages= 77–85|doi-access=free}}</ref> Pada tahun 1880-an, [[Wilhelm Ostwald]] di [[Universitas Leipzig]] memulai penyelidikan sistematis terhadap reaksi yang dikatalisis oleh adanya asam dan basa, dan menemukan bahwa reaksi kimia terjadi pada laju yang terbatas dan laju ini dapat digunakan untuk menentukan kekuatan asam dan basa. Karena pekerjaan ini, Ostwald dianugerahi [[Penghargaan Nobel Kimia]] tahun 1909.<ref>{{cite journal | author =Roberts, M.W. | title = Birth of the catalytic concept (1800–1900) | journal = [[Catalysis Letters]] | volume = 67 | issue = 1
| year = 2000 | doi = 10.1023/A:1016622806065 | pages= 1–4| s2cid = 91507819 }}</ref> [[Vladimir Ipatieff]] melakukan beberapa reaksi skala industri paling awal, termasuk penemuan dan komersialisasi oligomerisasi dan pengembangan katalis untuk hidrogenasi.<ref>{{cite journal |last1=Nicholas |first1=Christopher P. |title=Dehydration, Dienes, High Octane, and High Pressures: Contributions from Vladimir Nikolaevich Ipatieff, a Father of Catalysis |journal=ACS Catalysis |volume=8 |issue=9 |date=21 Agustus 2018 |pages=8531–39 |doi=10.1021/acscatal.8b02310|doi-access=free }}</ref>
==Inhibitor, toksin, dan promotor==
Zat tambahan yang menurunkan laju reaksi disebut [[inhibitor|inhibitor reaksi]] jika reversibel dan [[peracunan katalis|racun katalis]] jika ireversibel.<ref name="IUPACc"/> Promotor adalah zat yang meningkatkan aktivitas katalitis, meskipun mereka sendiri bukan katalis.<ref>{{Cite book|last1=Dhara SS|url=https://books.google.com/books?id=fF1jDwAAQBAJ|title=A Textbook of Engineering Chemistry|last2=Umare SS|publisher=S. Chand Publishing|year=2018|isbn=9789352830688|location=India|pages=66}}</ref>
Inhibitor kadang-kadang disebut sebagai "katalis negatif" karena menurunkan laju reaksi.<ref name=Laidler78/> Namun istilah inhibitor lebih disukai karena mereka tidak bekerja dengan memasukkan jalur reaksi dengan energi aktivasi yang lebih tinggi; ini tidak akan menurunkan laju karena reaksi akan terus terjadi melalui jalur yang tidak dikatalisis. Sebaliknya, mereka bertindak baik dengan menonaktifkan katalis ataupun dengan menghilangkan perantara reaksi seperti radikal bebas.<ref name=LM82>Laidler, K.J. dan Meiser, J.H. (1982) ''Physical Chemistry'', Benjamin/Cummings, hlm. 425. {{ISBN|0-618-12341-5}}.</ref><ref name=Laidler78>Laidler, K.J. (1978) ''Physical Chemistry with Biological Applications'', Benjamin/Cummings. hlm. 415–17. {{ISBN|0-8053-5680-0}}.</ref> Dalam katalisis [[homogenitas dan heterogenitas|heterogen]], [[pengokasan]] akan menghambat katalis, yang ditutupi oleh produk sampingan [[polimer]].
Inhibitor dapat memodifikasi selektivitas selain laju. Misalnya, dalam hidrogenasi [[alkuna]] menjadi [[alkena]], katalis [[paladium]] (Pd) yang sebagian "diracuni" dengan [[timbal(II) asetat]] (Pb(CH{{sub|3}}CO{{sub|2}}){{sub|2}}) dapat digunakan.<ref name=Lindlar>{{OrgSynth | author1= Lindlar H. | author2=Dubuis R. | title = Palladium Catalyst for Partial Reduction of Acetylenes | collvol = 5 | collvolpages = 880 | year = 2016 | doi=10.15227/orgsyn.046.0089}}</ref> Tanpa penonaktifan katalis, alkena yang dihasilkan akan terhidrogenasi lebih lanjut menjadi [[alkana]].<ref>Jencks, W.P. (1969) ''Catalysis in Chemistry and Enzymology'' McGraw-Hill, New York. {{ISBN|0-07-032305-4}}</ref><ref>Bender, Myron L; Komiyama, Makoto dan Bergeron, Raymond J (1984) ''The Bioorganic Chemistry of Enzymatic Catalysis'' Wiley-Interscience, Hoboken, A.S. {{ISBN|0-471-05991-9}}</ref>
Inhibitor dapat menghasilkan efek ini dengan, misalnya, meracuni secara selektif hanya pada jenis bagian aktif tertentu. Mekanisme lainnya adalah modifikasi geometri permukaan. Misalnya, dalam operasi hidrogenasi, bidang besar permukaan logam berfungsi sebagai tempat katalisis [[hidrogenolisis]] sementara tempat yang mengatalisis [[hidrogenasi]] tak jenuh berukuran lebih kecil. Dengan demikian, racun yang menutupi permukaan secara acak akan cenderung menurunkan jumlah bidang besar yang tidak terkontaminasi tetapi meninggalkan bagian yang lebih kecil secara proporsional, sehingga mengubah selektivitas hidrogenasi vs. hidrogenolisis. Banyak mekanisme lain juga dimungkinkan.
Promotor dapat menutupi permukaan untuk mencegah produksi alas kokas, atau bahkan secara aktif menghilangkan bahan tersebut (misalnya, renium pada platina dalam [[reformasi katalitis|platformasi]]). Mereka dapat membantu dispersi bahan katalitis atau mengikat reagen.
==Lihat pula==
{{cmn|
* [[Reaksi kimia]]
** [[Substrat (kimia)|Substrat]]
** [[Pereaksi kimia|Reagen]]
** [[Enzim]]
** [[Produk (kimia)|Produk]]
* [[Abzim]]
* [[Adjuvan Farmasi]]
* [[Autokatalisis]]
* [[BIG-NSE]] (Sekolah Pascasarjana Ilmu Pengetahuan Alam dan Teknik Berlin)
* ''[[Catalysis Science & Technology]]'' (jurnal kimia)
* [[Elektrokatalis]]
* [[Protein SUMO|Enzim SUMO]]
* [[Fotokatalisis]]
* [[Katalis industri]]
* [[Katalis transfer fase]]
* [[Katalisis asam]] (meliputi Katalisis basa)
* [[Katalisis batas fase]]
* [[Katalisis enzim]]
* [[Konsep murburn]]
* [[Mikroskop gaya prob Kelvin]]
* [[Faktor lingkungan|Pemicu lingkungan]]
* [[Pereaksi pembatas|Reagen pembatas]]
* [[Ribozim]] (biokatalis RNA)
* [[Reduksi diprogram suhu]]
* [[Spektroskopi desorpsi termal]]
* [[Teori resonansi katalitis]]
}}
{{Portal bar|Kimia|Biologi}}
==Referensi==
{{reflist}}
* {{GoldBookRef | title = catalyst | file = C00876}}
* {{cite book|last=Gustian, I., Asdim, dan Maryanti, E.|first=|date=|year=2016|url=http://repository.unib.ac.id/11833/1/Buku_Irfan%20Gustian.pdf|title=Pengantar Sintesis dan Karakterisasi Membran Sel Bahan Bakar Berbasiskan Polimer|location=Bengkulu|publisher=Badan Penerbitan Fakultas Pertanian Universitas Bengkulu|isbn=978-602-9071-19-1|pages=|ref={{sfnref|Gustian, Asdim, dan Maryanti|2016}}|url-status=live|access-date=18 Juni 2023|archive-date=27 Januari 2021|archive-url=https://web.archive.org/web/20210127204541/http://repository.unib.ac.id/11833/1/Buku_Irfan%20Gustian.pdf|dead-url=yes}}
* {{cite book|last=Mamuaja|first=Christine F.|date=|year=2017|url=http://repo.unsrat.ac.id/2031/1/LIPIDA.pdf|title=Lipida|location=Manado|publisher=Unsrat Press|isbn=978-979-3660- 81-3|pages=|ref={{sfnref|Mamuaja|2017}}|url-status=live}}
* {{cite book|last=Susanti, R., dan Fibriana, F.|first=|date=|year=2017|url=http://lib.unnes.ac.id/29503/1/2017_buku_teknologi_enzim_lengkap.pdf|title=Teknologi Enzim|location=Yogyakarta|publisher=Penerbit ANDI|isbn=978-979-29-6276-5|pages=|ref={{sfnref|Susanti dan Fibriana|2017}}|url-status=live|access-date=18 Juni 2023|archive-date=21 September 2018|archive-url=https://web.archive.org/web/20180921031354/http://lib.unnes.ac.id/29503/1/2017_buku_teknologi_enzim_lengkap.pdf|dead-url=yes}}
* {{cite book|last=Widi|first=Restu Kartiko|date=|year=2018|url=http://repository.ubaya.ac.id/33783/1/ok%20buku%20ref%20material%20anorganik.pdf|title=Pemanfaatan Material Anorganik: Pengenalan dan Beberapa Inovasi di Bidang Penelitian|location=Yogyakarta|publisher=Deepublish|isbn=978-602-475-528-7|pages=|ref={{sfnref|Widi|2018}}|url-status=live}}
==Pranala luar==
{{Wiktionary|katalisis}}
{{Commons|Catalysis}}
{{EB1911 poster|Catalysis}}
* {{en}} [https://web.archive.org/web/20080530162951/http://scienceaid.co.uk/chemistry/inorganic/catalysis.html Science Aid: Katalisis] Halaman untuk sains tingkat SMA
* {{en}} [http://aci.anorg.chemie.tu-muenchen.de/wah/vortraege/catalysis.pdf W.A. Presentasi Herrmann Technische Universität]
* {{en}} [http://www.tuat.ac.jp/~kameyama/ Katalis Alumit, Laboratorium Kameyama-Sakurai, Jepang]
* {{en}} [http://www.inorganic-chemistry-and-catalysis.eu/ Kimia Anorganik dan Gugus Katalisis, Universitas Utrecht, Belanda]
* {{en}} [http://www.biw.kuleuven.be/ifc/cok/home.htm Pusat Kimia Permukaan dan Katalisis]
* {{en}} [http://www.udec.cl/~carbocat Gugus Karbon & Katalis, Universitas Concepcion, Chili]
* {{en}} [http://www.nsfcentc.org Pusat Pengaktifan Teknologi Baru Melalui Katalisis, Pusat Inovasi Kimia NSF, AS]
* {{en}} [http://www.sciencenews.org/view/generic/id/42507/title/Bubbles_turn_on_chemical_catalysts "Gelembung menghidupkan katalis kimia"], majalah Science News daring, 6 April 2009.
{{Cabang kimia}}
{{Mekanisme reaksi}}
{{Sel galvani}}
{{Authority control}}
[[Kategori:Katalisis| ]]
[[Kategori:Kinetika kimia]]
[[Kategori:Artikel yang mengandung rekaman video]]
| |||