Reaksi Heterogen
PendahuluanSistem reaksi heterogen merupakan sistem reaksi yang
melibatkan lebih dari 1 (satu) fase.Reaksi yang heterogen umumnya
melibatkan gradien konsentrasi atau gradien temperatur. Sebagian
besar proses reaksi kimia di industri merupakan sistem reaksi
heterogen, yang pada umumnya berupa sistem fluida-padatan. Sebagian
besar di antaranya merupakan sistem reaksi berkatalis padat.Pada
reaksi biologis umumnya tidak terkait dengan gradien suhu yang
besar, kita membatasi perhatian kita dalam hal ini untuk efek
konsentrasi. PendahuluanKetika reaksi heterogen terjadi pada
katalis padat, tidak semua molekul reaktif ? tersedia untuk
konversi langsung.
Reaksi terjadi hanya setelah reaktan diangkut ke lokasi reaksi.
Dengan demikian, proses transfer massa dapat memiliki pengaruh yang
besar terhadap tingkat konversi secara keseluruhan.
Reaksi heterogen melibatkan lebih dari 1 fase, maka akan ada
batas-batas fase
Contoh Reaksi Heterogen
Proses dalam Reaksi HeterogenPada umumnya, sistem reaksi
heterogen melibatkan 2 proses, yakni:Proses perpindahan atau
transfer massa (difusi), yang merupakan proses atau peristiwa
fisika, danProses reaksi kimia, yang merupakan proses atau
peristiwa kimia.Oleh karena itu, kecepatan proses secara
keseluruhan pada umumnya dinyatakan sebagai global (atau overall)
rates, yang merupakan hasil kontribusi dari kedua proses
tersebut.Tahapan Terkonversinya Reaktan menjadi Produk(Untuk Kasus
Sistem Reaksi Heterogen Fluida-Padatan, atau Sistem Reaksi Fase
Fluida: A P yang Berkatalis Padat)
6Tahapan Terkonversinya Reaktan menjadi Produk ..(2)
7Tahapan Terkonversinya Reaktan menjadi Produk ..(2)Untuk
mempelajari kinetika reaksi sistem heterogen ini, pada umumnya
teknik atau metode eksperimen yang dilakukan dikondisikan
sedemikian rupa sehingga tahap yang diharapkan menjadi penentu atau
pengendali kecepatan proses secara keseluruhan adalah hanya
peristiwa kimianya (dan bukan peristiwa fisika).Oleh karenanya,
beberapa contoh upaya yang dapat dilakukan:Meningkatkan difusi
eksternal, dengan cara mempercepat proses pengadukan.Meningkatkan
difusi internal, dengan cara memperkecil ukuran partikel padatan
(atau katalis padat) atau memperbanyak jumlah pori padatan (atau
katalis padat), sedemikian sehingga dapat memperluas permukaan pori
padatan (atau katalis padat).Menurunkan suhu reaksi atau
melangsungkan reaksi pada suhu relatif rendah, sedemikian sehingga
reaksi berlangsung relatif lambat.8Laju Kecepatan Reaksi Heterogen
secara GlobalTinjaulah sebuah sistem reaksi heterogen sebagai
berikut:Reaksi fase gas ireversibel: A (g) P (g)Membutuhkan katalis
padat (C) nonporous.Kondisi isotermal (suhu tetap).Reaksi
berlangsung dengan melewatkan gas melalui unggun (bed) katalis
C.Laju Kecepatan Reaksi Heterogen secara Global ..(2)Katalis padat
bersifat nonporous, sehingga tahap (2) (tahap difusi internal
reaktan ke dalam pori katalis) dan tahap (6) (tahap difusi internal
produk dari dalam pori katalis) menjadi tidak ada.Kecepatan reaksi
katalitik (global rate) dapat dinyatakan per satuan luas permukaan
(surface, S) katalis:
Laju Kecepatan Reaksi Heterogen secara Global ..(3)Kecepatan
proses secara keseluruhan dapat digambarkan melalui 2 (dua) tahap
proses, yakni:Kecepatan difusi (atau fluks) A ke permukaan katalis
( ), danKecepatan reaksi di permukaan katalis ( )
Laju Kecepatan Reaksi Heterogen secara Global ..(4)
Laju Kecepatan Reaksi Heterogen secara Global ..(5)
Laju Kecepatan Reaksi Heterogen secara Global ..(5)
Pola Pengontakan Sistem 2 Fase