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