Butadiena, HCN Senyawa Ni/ P Adiponitril Nilon( Serat, plastik) α Olefin, senyawa Rh/ P Aldehid Plasticizer, peluas

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "Butadiena, HCN Senyawa Ni/ P Adiponitril Nilon( Serat, plastik) α Olefin, senyawa Rh/ P Aldehid Plasticizer, peluas"

Ratna Darmali
6 tahun lalu
Tontonan:

1 Katalis adalah suatu zat yang ditambahkan pada sistem reaksi untuk meningkatkan laju reaksi tanpa ikut berubah secara kimia pada akhir reaksi. Dan menurut Oswald (1902) mendefinisikan katalis sebagai suatu substansi yang mengubah laju suatu reaksi kimia tanpa terdapat sebagai produk akhir reaksi. Walaupun menurut definisi jumlah katalisator tidak berubah pada akhir reaksi selama reaksi berlangsung. Katalis akan mengawali penggabungan senyawa kimia yang akan terbentuk suatu kompleks antara substansi tersebut dengan katalisator. Kompleksnya yang terbentuk hanya merupakan bentuk hasil antara yang akan terurai kembali menjadi produk reaksi dan molekul katalisator. Katalis pertama kali ditemukan oleh J.J. Berzelius pada tahun 1836 sebagai komponen yang dapat meningkatkan laju reaksi kimia Katalis tidak mengalami perubahan pada akhir reaksi, karena itu tidak memberikan energi ke dalam sistem, tetapi akan memberikan mekanisme reaksi alternatif dengan energi aktivasi yang lebih rendah dibandingkan dengan reaksi tanpa katalis. Ketika reaksi tidak ditambahkan katalis, tumbukan partikel yang terjadi lebih sedikit sedangkan pada saat reaksi ditambahkan dengan katalis jumlah partikel yang terjadi lebih banyak sehinnga dapat menurunkan energi aktivasi. Jumlah katalis dalam reaksi memiliki nilai optimum. Jika jumlah katalis yang digunakan tidak mencukupi, laju reaksi akan berlangsung lambat. Jikakatalis ditambah, reaksi akan semakin cepat sehingga mencapai titik optimum. Setelah mencapai titik ini, walaupun jumlah katalis ditambah, tidak dapat lagi mempercepat reaksi.

2 Berdasarkan jumlah fasa yang terlibat, proses katalitik dapat dibedakan menjadi katalis homogen dan katalis heterogen. Katalis homogen jika katalis yang digunakan berfasa sama dengan fasa zat pereaksi, dan katalis heterogen bila reaksi dikatalisis oleh katalisator yang mempunyai fasa berbeda dengan zat pereaksi. Katalis heterogen merupakan katalis yang paling banyak digunakan dalam industri modern, karena walaupun katalis heterogen kurang efektif dibandingkan dengan katalis homogen tetapi katalisis heterogen lebih mudah dipisahkan dari campuran reaksinya dan juga lebih stabil terhadap perlakuan panas. 1. Katalis Homogen Dalam suatu reaksi kimia, katalis homogen berfungsi sebagai zat perantara. Serta dalam katalis homogen, reaktan dan katalis terdispersi dalam satu fasa, biasanya cair. Sehingga sulit memisahkan katalis dari sistem reaksinya karena katalis larut dalam campuran. misalnya katalis asam basa pada reaksi esterifikasi biodisel dipisahkan dengan ekstraksi Contoh katalis homogen lainya misalnya gas Nitrogen Monoksida ( NO ) yang berperan untuk mengkatalisis terbentuknya ozon di atmosfer bumi. Proses reaksi terbentuknya ozon serta peran dari gas NO sebagai katalis akan dijelaskan pada persamaan reaksi dibawah ini. Penggunaan katalis homogen ini mempunyai kelemahan yaitu: mencemari lingkungan, dan tidak dapat digunakan kembali. Selain itu katalis homogen juga umumnya hanya digunakan pada skala laboratorium ataupun industri bahan kimia

3 tertentu, sulit dilakukan secara komersil, oprasi pada fase cair dibatasi pada kondisi suhu dan tekanan, sehingga peralatan lebih kompleks dan diperlukan pemisahan antara produk dan katalis. Contoh dari katalis homogen yang biasanya banyak digunakan dalam produksi biodiesel, seperti basa (NaOH, KOH), asam (HCl, H 2 SO 4 ). o Katalis gas NO 2 pada pembuatan gas SO 3. o Katalis gas Cl 2 pada penguraian N 2 O Contoh lainnya dari katalis homogen dalam laboratorium yaitu reaksi antara KMnO4 dan asam oksalat dalam suasana asam yang dikatalisis oleh ion Mn 2+, reaksi persamaan ionnya adalah - 2MnO H C 2 O 4 2 Mn CO H 2 O Karena dalam reaksi tersebut dihasilkan juga ion Mn 2+, dalam reaksi ini ion Mn 2+ merupakan katalisator dan reaksi ini disebut sebagai otokatalisis. Contoh reaksi kimia yang melibatkan katalis homogen Reaksi tanpa katalis : 2SO 2 (g) + O 2 (g) 2SO 3 (g) (lambat) Reaksi dengan katalis NO : NO + O 2 NO 2 (cepat) NO 2 + 2SO 2 2SO 3 + 2NO (cepat) SO 2 + O 2 2SO 3 (cepat) Gas NO mudah bereaksi dengan O 2 menjadi NO 2 yang merupakan sumber O 2 bagi SO 2 untuk membentuk SO 3 dan NO kembali,sehingga gas NO diperoleh kembali dalam jumlah yang sama. Pereaksi Katalis Produk Kegunaan Propilena Kompleks Mo(VI) Propilenaoksida Busa poliester Metanol (Rh(CO) 2 I 2 )I - Asam Asetat Pelapisan poli (vinil asetat)

4 Butadiena, HCN Senyawa Ni/ P Adiponitril Nilon( Serat, plastik) α Olefin, senyawa Rh/ P Aldehid Plasticizer, peluas CO,H 2 a. Fase gas Pada pembuatan asam sulfat, Katalis yang digunakan pada proses ini ialah gas NO dan NO2. 2 S(s) + 3 O2(g) + 2 H2O(l) >2 H2SO4(aq) CH3CHO (g) CH4 (g) + CO (g) katalis: uap I2 b. Fase cair C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6 katalis: asam CH3COOC2H5 + H2O CH3COOH + C2H5OH katalis: asam 1. Katalis Heterogen Katalis heterogen merupakan katalis yang memiliki fase yang berbeda dengan pereaksi. Biasanya katalis ini berbentuk seperti padatan. Katalis heterogen banyak digunakan untuk reaksi-reaksi yang melibatkan gas seperti pada industri gas ammonia. Cara kerja katalis heterogen terhadap gas-gas pereaksi ialah dengan 2 cara, Cara pertama disebut dengan adsorpsi dan cara kedua disebut dengan absorpsi. Cara adsorpsi ialah suatu cara mengumpulkan gas-gas pereaksi untuk berkumpul dan menggumpal pada zat katalis. Sedangkan cara absorpsi ialah suatu cara mengumpulkan gas-gas pereaksi dengan jalan terserapnya gas tersebut ke dalam zat katalis. Salah satu contoh pemanfaatan katalis heterogen ialah pada proses industri gas ammonia. Contoh-contoh dari katalis heterogen adalah zeolit, CaO, MgO, dan resin penukar ion.

5 Keuntungan dari katalis heterogen adalah ramah lingkungan, tidak bersifat korosif, mudah dipisahkan dari produk dengan cara filtrasi, serta dapat digunakan berulangkali dalam jangka waktu yang lama. Selain itu, katalis heterogen meningkatkan kemurnian hasil karena reaksi samping dapat dieliminasi. o Katalis logam Rodium atau Iridium pada proses pembuatan asam etanoat. o Katalis logam Ni pada proses pembuatan mentega. o Katalis logam V 2 O 5 pada reaksi pembuatan asam sulfat ( proses Kontak ). Bahan baku asam sulfat adalah gas SO2 yang diperoleh dengan pemanggangan pirit atau pembakaran arang. Reaksinya: 4 FeS O2 > 2 Fe2O3 + 8 SO2 atau: S + O2 > SO2 Gas belerang dioksidasi yang terjadi dicampur dengan udara dialirkan melalui katalisator kontak(v2o5) pada suhu ± 400 C. Dalam tanur kontak, gas SO2 + O2 diembuskan ke dalam tanur hingga bersentuhan dengan lempenglempeng yang dilapis V2O5 dalam tanur tersebut sebagai zat kontak. o Katalis logam Fe pada reaksi pembuatan amonia ( proses Haber-Bosch ) N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH3 (g) Contohnya yaitu Ni (padatan) dipakai sebagai katalis reaksi gas C 2 H 4 dan H 2 membentuk C 2 H 6. Katalis padat Fe2O3-BiO2 untuk oksidasi amonia pada pembuatan asam nitrat: 4 NH3 (g) + 5 O2 (g) 4 NO (g) + 6 H2O (g) Katalis padat Ni pada hidrogenasi hidrokarbon: R1CH=CHR2 (l) + H2 (g) R1CH2CH2R2 (l) Katalis arang (C) pada pembuatan asam khlorida: H2 (g) + Cl2 (g) 2 HCl (g)

6 Katalis perengkahan dalam industri minyak bumi umumnya merupakan katalis heterogen atau padatan dengan luas permukaan dan keasaman yang tinggi serta stabilitas termal yang cukup besar. Aplikasi zeolit : Zeolit merupakan katalis yang sangat efisien serta selektif untuk berbagai reaksi kimia, terutama di industry petrokimia. Selektivitas zeolit terhadap suatu reaksi disebabkan ukuran pori zeolit yang hanya dapat dimasuki oleh molekul tertentu yang spesifik. Sehingga, tidak setiap reaksi transisi dapat berlangsung, reaksi hanya memungkinkan berjalan satu arah (restricted transition-state selectivity). 2.1 PRODUKSI p-xylene p-xylene sangat dibutuhkan di dalam industri, salah satu cara untuk mendapatkan p-xylene adalah dengan isomerisasi dengan katalis zeolit. Isomerisasi digunaan sebagai bagian dari siklus untuk memisahkan p-xylene dari senyawa- senyawa lain. Salah satunya dengan cara disproposionasi toluen dengan katalis zeolit. Toluene dapat dikonversi menjadi campuran yang lebih bermanfaat (xylene dan benzena) dengan katalis ZSM-5. Mekanismenya adalah sebagai berikut : C 7 H 8 (g) + H 2 (g ) C 6 H 6 (g) + CH 4 (g) Toluene Hidrogen Benzene Methane Zeolit dapat berperan dalam dehidrasi alkohol menjadi alkena. Contohnya adalah pada dehidrasi etanol, etanol konsentrasi rendah dapat dimanfaatkan dengan mengkonversi etanol menjadi produk yang lebih potensial melakui proses dehidrasi menjadi dietil eter. Dehidrasi etanol menjadi dietil eter dilakukan dengan menggunakan katalis zeolit, dimana zeolit berperan dalam memecah ikatan etanol dengan air melalui adsorpsi terhadap air yang terdapat dalam etanol yang menghasilkan H 2 O dan dietil eter. Mekanisme reaksi dehidrasi etanol menjadi dietil eter adalah sebagai berikut :

7 C 2 H 5 OH zeolit H 2 O+C H 3 C H 2 O CH 2 CH 3 Di dalam proses industri petrokimia, zeolit digunakan sebagai katalis pada proses FCC (Fluid Catalytic Cracing). Proses FCC merupakan suatu proses transformasi rantai panjang alkana menjadi alkana yang berantai pendek, proses ini berfungsi untuk meningkatkan angka oktan dari bensin dengan cara menghasilkan suatu produk yang memiliki rantai bercabang. Zeolit juga berperan dalam mencegah timbulnya coke (karbon yang meracuni katalis). Aplikasi CaO : Aplikasi MgO : dalam pembuatan metil ester sebagai alternatif bahan bakar diesel Aplikasi resin penukar ion : hidrolisis sukrosa akan menguragi biaya produksi gula invert Reaksi hidrogenasi etilena menjadi etana: C2H4 (g) + H2 (g) C2H6 (g) yang dikatalisis oleh katalis oksida Cu-Mg (CuO-MgO)

dokumen-dokumen yang mirip

Materi Penunjang Media Pembelajaran Kimia Organik SMA ALKENA

Materi Penunjang Media Pembelajaran Kimia Organik SMA ALKENA ALKENA Nama lain alkena adalah olefin atau senyawa vinil. Alkena termasuk senyawa organik tak jenuh. Alkena merupakan senyawa yang relatif stabil, akan tetapi lebih reaktif dari alkana karena terdapatnya