2. katalis heterogen

7/26/2019 2. Katalis Heterogen

http://slidepdf.com/reader/full/2-katalis-heterogen 1/33

Makalah Teknik Reaksi Kimia

Katalis Heterogen

Disusun oleh: Kelompok 2

Dosen Pembimbing: 1. Dr. Ir. Hj. Rusdianasari, M.Si.

Kelas: .K!

"urusan : #eknik Kimia

$ama !nggo%a: 1. &amelia

2. Indah Purnama Sari

. Ruri !nggoro Pu%ri

'. (ega !ulia Pra%i)

*. ahmad lu%+i +uadi

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

"alan Srijaa $egara -uki% -esar Palembang 1/ #elpon : 0211*'1'

3a4: 0211**/15 6eb : h%%p :77 ))).polsri.a8.id a%au h%%p:77))).polisri)ijaa.a8.id

9mail : in+opolsri.a8.id

http://www.polsri.ac.id/


http://www.polisriwijaya.ac.id/

mailto:[email protected]

http://www.polisriwijaya.ac.id/

mailto:[email protected]




KATA PENGANTAR

Puji dan sukur kepada !llah S6#, berka% rahma% dan hidaah;$a kami dapa%

menelesaikan penulisan Makalah #eknik Reaksi Kimia %en%ang Ka%alis sesuai )ak%una.

Shala)a% ser%a salam semoga senan%iasa %er8urahkan kepada $abi Muhammad S!6 ang selalu

menjadi mo%i<asi un%uk keinginan selalu bekerja keras. Penulisan makalah ini disusun un%uk

memenuhi %ugas presen%asi dan diskusi kelompok.

Pada kesempa%an ini penulis ingin mengu8apkan %erima kasih kepada :

1. Dr. Ir. Hj. Rusdianasari, M.Si. sebagai dosen pembimbing,

2. Kedua orang%ua penulis, %erima kasih a%as segala doa dan dorongan semanga% dari

kalian,

. #eman;%eman Mahasis)a P=>SRI kelas K!, %erimakasih a%as suppor% kalian.

#im penulis menadari sepenuhna bah)a masih banak kekurangan dalam

penusunan Makalah ini, sehingga penulis sanga% mengharapkan kri%ik dan saran ang bersi+a%

membangun dari segenap pemba8a demi kebaikan dan kesempurnaan makalah ini.

Palembang, =k%ober 21'

#im Penulis

1



A!TAR ISI

K!#! P9$?!$#!R .............................................................................................................

i

D!3#!R ISI ..........................................................................................................................

ii

-!- I P9$D!H@>@!$

1.1 >a%ar -elakang.............................................................................................................

1

1.2 Rumusan Masalah........................................................................................................

2

1. #ujuan dan Man+aa%......................................................................................................

1.' Me%ode Penulisan.........................................................................................................

-!- II P9M-!H!S!$

2.1. Ka%alis..........................................................................................................................'

2.1.1 Penger%ian Ka%alis................................................................................................

'

2.1.2 Hubungan 9nergi !k%i<asi Dengan Ka%alis.........................................................

'

2.1. Si+a%;si+a% dari reaksi ka%ali%is..............................................................................

*

2.1.' Komponen in%i ka%alis.........................................................................................

2.2. "enis;jenis Ka%alis..............................................................................................................

2.2.1 Ka%alis Homogen.................................................................................................

2.2.2 Ka%alis He%erogen................................................................................................

2.2. -ioka%alis.............................................................................................................

5

2.. Ka%alis He%erogen..............................................................................................................

5

2..1 Penger%ian Ka%alis He%erogen..........................................................................................

5

2..2Prinsip Kerja Ka%alis He%erogen.......................................................................................

2



/

2.. Mekanisme Ka%alis He%erogen............................................................................

1 2..' Mekanisme Ka%alis menuru% >angmuir A Hinshel)ood......................................

11

2..* Iso%erm >angmuir................................................................................................

1

2.. Mekanisme ka%alis menuru% 9le;Rideal............................................................

1*

2.'. Ka%alis Pendukung........................................................................................................

1

2.* &on%oh Ka%alis Pendukung............................................................................................

1

2. Peranan Ka%alis He%erogen............................................................................................1/

2..1 Pembua%an !sam $i%ra%........................................................................................

1/

2..2 Kon<er%er Ka%ali%ik...............................................................................................

2

2. Keun%ungan Ka%alis He%erogen.....................................................................................

22

-!- III K9SIMP@>!$

.1 Kesimpulan...................................................................................................................2

.2 Saran.............................................................................................................................

2

D!3#!R P@S#!K!...............................................................................................................

2'

3



BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Katalis dapat digunakan dalam pengaktifan reaksi yang akan

mempercepat laju reaksi dengan menurunkan energi aktifasi.Jika

energi pengaktifan reaksi tinggi, maka untuk temperatur normal,

hanya akan terjadi sebagian kecil pertemuan molekul yang nantinya

dapat menghasilkan reaksi yang efektif.Katalis dapat menurunkanenergi pengaktifan dengan menghindari tahap penentu laju yang

lambat dari reaksi yang tidak dapat dikatalisa.Dengan menurunnya

energi aktifasi maka pada temperatur yang sama didapatkan laju

reaksi dengan konstanta laju yang besar yang artinya reaksi

efektifnya dapat terjadi secara cepat.

Fungsi utama dari katalis ini adalah menyediakan reaksi

alternatif dalam suatu reaksi kimia.Katalis memegang peranan

penting dalamperkembangan industri kimia. Deasa ini, hampir

semua produk industri dihasilkan melalui proses yang memanfaatkan

jasa katalis, baik satu atau beberapa proses. Katalis tidak terbatas

pada bagianproses kon!eksi, bahkan juga untuk bagian proses

pemisahan. "enggunaan katalis di industri sekitar #$%

&'e!enspiel,1(((). Katalis berdasarkan fase reaksinya dapat

digolongkan menjadi katalis homogen dan heterogen.Katalis

heterogen adalah katalis yang berbeda fase dengan fase reaktan dan

produknya.

"roses katalitik menggunakankatalis heterogen dalam

*ndustri, pertama kali dilakukan pada tahun 1+#,

menggunakan "t untuk mengoksidasi -2 menjadi -3dalam

larutan asam."enggunaan katalis heterogen biasanya pada suhu dan

1



tekanan tinggi. /mumnya katalis heterogen berupa 0at padat yang

terdiri dari logam atau oksida logam. Keuntungan penggunaan katalis

heterogen adalah katalisnya dapat dipisahkan dengan penyaringan

dari produk bila reaksi telah selesai. anyak proses industri yang

menggunakan katalis heterogen, sehingga proses dapat berlangsung

lebih cepat dan biaya produksi dapat dikurangi. Dalam makalah ini,

akan dibahas mengenai katalis heterogen khususnya tentang cara

kerja dan mekanisme reaksi dari katalis heterogen.

1.2 Rumusan Masalah

tas dasar latar belakang tersebut, maka rumusan masalahnya

yaitu

1. pa pengertian dari katalis42. pa saja jenis5jenis katalis4

3. pa itu katalis heterogen dan bagaimanakah prinsip kerjanya46. agaimana mekanisme reaksi dari katalis heterogen4#. pa contoh dari katalis heterogen dan katalis pendukung47. pa peranan dari katalis heterogen4. pa keuntungan dari katalis heterogen4

1.3 Tujuan an Man!aat

8ujuan dari penulisan makalah ini adalah 1. 9emberikan informasi mengenai peranan katalis kimia.2. 9emberitahukan kepada pembaca tentang jenis5jenis katalis

kimia.3. 9enginformasikan kepada pembaca tentang hubungan katalis

dengan energi akti!asi.6. 9emberikan informasi mengenai katalis heterogen.#. 9emberikan informasi tentang mekanisme kerja katalis

heterogen secara umum.

2



7. 9engetahui perbedaan antara mekanisme 'angmuir5

:inshelood dengan mekanisme dengan ;ley5<ideal.. 9engetahui katalis pendukung katalis heterogen.+. 9engetahui contoh katalis heterogen.(. 9engetahui peranan katalis heterogen.

-elain dari tujuan di atas, terdapat pula manfaat dari penyusunan

makalah, yaitu sebagai berikut.

1. -ebagai media pembelajaran dan latihan dalam penyusunan

makalah.2. -ebagai bahan bacaan tambahan mengenai katalis heterogen.

1." Met#e Penul$san

dapun metode yang digunakan dalam penyusunan makalah ini

yaitu metode studi pustaka, yang merupakan metode

mengumpulkan, menyaring, dan menyimpulkan suatu bahan bacaan

dari berbagai buku dan studi internet.

3



BAB IIPEMBAHA%AN

2.1 &atal$s2.1.1 Pengert$an &atal$s

Katalis pertama kali ditemukan oleh J.J. er0elius pada

tahun 1+37 sebagai komponen yang dapat meningkatkan laju

reaksi kimia.Katalis adalah 0at yang ditambahkan pada reaksi

kimia dengan tujuan untuk mempercepat reaksi tersebut.Katalis

dapat mempercepat reaksi kekanan atau kekiri sehinggakeadaan setimbang lebih cepat tercapai, Katalis ini disebut

dengan katalis positif."enambahan katalis juga dapat

menghambat reaksi, katalis tersebut disebut katalisnegatif atau

anti katalis atau inhibitor.

"enambahan katalis akan mempengaruhi laju reaksi. "ada teori

tumbukan dandistribusi energi molekular 9a=ell > olt0man pada

gas, tumbukan5tumbukanmenghasilkan reaksi jika partikel5partikel

bertumbukan dengan energi yang cukup untuk memulai suatu

reaksi.;nergi minimum yang diperlukan untuk memulai suatu reaksi

tersebut dinamakanenergi akti?tas reaksi.

2.1.2 Hu'ungan Energ$ Akt$(as$ engan &atal$s

6



)am'ar 1. Hu'ungan Energ$ Akt$(as$ engan &atal$sKatalis berfungsi menurunkan energi akti!asi sehingga reaksi

berjalan lebih cepat sehingga reaksi kimia dapat mencapai

kesetimbangan, tanpa terlibat di dalam reaksi secara

permanen.;nergi akti!asi adalah energi minimum yang dibutuhkan

campuran reaksi untuk menghasilkan produk.Katalis berfungsi

mempercepat reaksi dengan cara menurunkan energi akti!asi,

namun tidak mempengaruhi letak kesetimbangan. Katalisator yang

biasa digunakan adalah asam, basa dan penukar ion.

)am'ar 2. )ra*k Hu'ungan Energ+ Akt$(as$ engan an

tan,a &atal$s

-ecara umum reaksi kimia yang terjadi dengan menggunakan katalis

adalah

#



@ A >B ACAC @ >B @ A

@ @ A >B @ Adimana senyaa yang bereaksi dengan katalis &A) akan

membentuk intermediet &AC) kemudian bereaksi kembali dengan

senyaa sehingga membentuk senyaa .2.1.3%$!at-s$!at ar$ reaks$ katal$t$s +a$tu se'aga$ 'er$kut

1. "ada reaksi katalitis, katalis akan menurunkan energi

akti!asi.2. Katalis yang sedikit akan mempercepat reaksi dari 0at

reaktan dalam jumlah banyak.3. Katalis tidak mengubah letak kesetimbangan untuk reaksi

re!ersibel.2.1."Berasarkan t$ngkat ke,ent$ngann+a/ k#m,#nen $nt$

katal$s a,at $'eakan menja$ t$ga 'ag$an

$antaran+a1. -elekti?tas adalah kemampuan katalis untuk memberikan

produk reaksi yang diinginkan &dalam jumlah tinggi) dari

sejumlah produk yang mungkin dihasilkan.2. kti?tas adalah kemampuan katalis untuk mengubah bahan

baku menjadi produk yang diinginkan.3. -tabilitas adalah sebuah katalis untuk menjaga akti?tas,

produkti?tas dan selekti?tas dalam jangka aktu tertentu.

2.2 0en$s - jen$s &atal$s

-ecara umum katalis dapat dibedakan menjadi 3 jenis yaitu

katalis homogen, heterogen dan biokatalisis &katalis en0im)

2.2.1&atal$s H#m#gen

Katalis homogen merupakan katalis yang mempunyai fasa

sama dengan reaktan dan produk. "enggunaan katalis homogen

ini mempunyai kelemahan yaitu mencemari lingkungandan

tidak dapat digunakan kembali. -elain itu katalis homogen juga

umumnya hanya digunakan pada skala laboratorium ataupun

7



industri bahan kimia tertentu, sulit dilakukan secara komersil,

operasi pada fase cair dibatasi pada kondisi suhu dan tekanan,

sehingga peralatan lebih kompleks dan diperlukan pemisahan

antara produk dan katalis.Aontoh dari katalis homogen yang

biasanya banyak digunakan dalam produksi biodiesel, seperti

basa &a:, K:), asam &:Al, :2-6).

2.2.2&atal$s Heter#gen

Katalis heterogen merupakan katalis yang fasanya tidak

sama dengan reaktan dan produk. Katalis heterogen secara

umum berbentuk padat dan banyak digunakan pada reaktan

berujud cair atau gas.Aontoh5contoh dari katalis heterogen

adalah 0eolit, Aa, 9g, dan resin penukar ion. 9ekanisme

katalis heterogen melalui lima langkah, yaitu 8ransport reaktan

ke katalis, interaksi reaktan5raktan dengan katalis &adsorpsi),

reaksi dari spesi5spesi yang teradsorpsi menghasilkan prodduk5

produk reaksi, deadsorpsi produk dari katalis, transport produk

menjauhi katalis. Keuntungan dari katalis heterogen adalah

ramah lingkungan, tidak bersifat korosif,mudah dipisahkan dari

produk dengan cara ?ltrasi, serta dapat digunakan berulangkali

dalam jangka aktu yang lama. -elain itu, katalis heterogen

meningkatkan kemurnian hasil karena reaksi samping dapat

dieliminasi.Aontoh5contoh dari katalis heterogen adalah 0eolit,

Aa, 9g, dan resin penukar ion.



Ta'el 1. Per'eaan &atal$s H#m#gen an &atal$s Heter#gen.

2.2.3B$#katal$s

iokatalis adalah katalis yang memiliki keunggulan sifat

&akti!itas tinggi, selekti!itas dan spesi?tas) sehingga dapat

dapat membantu proses>proses kimia kompleks pada kondisi

lunak dan ramah lingkungan. Kelemahannya antara lain sangat

mahal, sering tidak stabil, mudah terhambat, tidak dapat

diperoleh kembali setelah dipakai. -alah satu iokatalis yangtelah dilaporkan penggunaanya adalah ;n0im lipase

&8riacylglycerol cllydrolases).;n0im lipase atau en0im pemecah

lemak dipakai dalam reaksi pembuatan biodiesel.;n0im itu

dapat mengatalisis, menghidrolisis, serta mensintesis bentuk

ester dari gliserol dan asam lemak rantai panjang seperti halnya

minyak goreng dan jelantah."emilihan katalis atau

pengembangan katalis perlu dipertimbangkan untuk

+



mendapatkan efekti!itas dalam pemakaian.Dalam

pengembanganya katalis cair dapat digantikan dengan katalis

padat seperti asam padat seperti 0eolit, clay, dan lain5

lain.Keuntungannya adalah dapat di reco!ery, recycle, dan

digantikan kembali.-elain itu, Eeolit juga dapat digunakan

sebagai katalis heterogen untuk pembuatan biodiesel.

2.3 &atal$s Heter#gen

2.3.1 Pengert$an&atal$s Heter#gen

<eaksi heterogen adalah reaksi yang berlangsung

dalam suatu sistem yang heterogen, yaitu sistem yang di

dalamnya terdapat dua atau lebih fasa. anyak reaksi5reaksi

kimia fasa cair maupun gas yang hanya dapat berlangsung

pada permukaan padatan. Karena sifat reaksinya hanya

bergantung pada fasa padat, maka reaksi tersebut

dikatakan berkatalisis dengan fasa padat sebagai katalisnya.

Katalisis heterogen adalah katalis yang ada dalam fase

berbeda dengan pereaksi dalam reaksi yang

dikatalisinya.Aontoh sederhana katalisis heterogen adalah

katalis menyediakan suatu permukaan dimana pereaksi5

pereaksi &atau substrat) untuk sementara terjerap.*katan dalamsubstrat5substrat menjadi lemah sehingga memadai

terbentuknya produk baru. *katan antara produk baru dan

katalis lebih lemah sehingga akhirnya terlepas.

(



)am'ar 3. &atal$s Heter#gen

2.3.2 Pr$ns$, &erja &atal$s Heter#gen

Katalis dapat bekerja dengan membentuk senyaa

antara atau mengabsorpsi 0at yang direaksikan. -ehingga

katalis dapat meningkatkan laju reaksi, sementara katalis itu

sendiri tidak mengalami perubahan kimia secara permanen.

Aara kerjanya yaitu dengan menempel pada bagian substrat

tertentu dan pada akhirnya dapat menurunkan energi

pengaktifan dari reaksi, sehingga reaksi berlangsung dengan

cepat. -uatu reaksi yang menggunakan katalis disebut

reaksi katalis dan prosesnya disebut katalisme. misalnya

2 KAl3 &g) 2KAl &s) @ 3 2 &g) :2 &g) @ Al2 &g) arang 2 :Al&g)

-ecara umum proses suatu reaksi kimia dengan penambahan katalis

dapat dijelaskan sebagai berikut. Eat dan 0at yang direaksikan

membentuk 0at dimana 0at A sebagai katalis.

@ &reaksi lambat)

ila tanpa katalis diperlukan energi pengaktifan yang tinggi dan

terbentuknya 0at lambat. amun, dengan adanya katalis A,

maka terjadilah reaksi

1$



@ A A &reaksi cepat)

;nergi pengaktifan diturunkan, maka A terbentuk cepat danseketika itu juga A bereaksi dengan membentuk senyaa

A.A @ A &reaksi cepat).

;nergi pengaktifan reaksi ini rendah sehingga dengan cepat

terbentuk A yang kemudian mengurai menjadi dan A. -esuai

reaksiA @ A &reaksi cepat)

da dua macam katalis, yaitu katalis positif &katalisator) yang

berfungsi mempercepat reaksi, dan katalis negatif &inhibitor) yang

berfungsi memperlambat laju reaksi. Katalis positif berperan

menurunkan energi pengaktifan, dan membuat orientasi molekul

sesuai untuk terjadinya tumbukan. kibatnya molekul gas yang

teradsorpsi pada permukaan logam ini menjadi lebih reaktif

daripada molekul gas yang tidak terabsorbsi. "rinsip ini adalahkerja dari katalis heterogen, yang banyak dimanfaatkan untuk

mengkatalisis reaksi5reaksi gas.

2.3.3 Mekan$sme &atal$s Heter#gen

dapun mekanisme reaksi katalisis heterogen secara umum adalah

sebagai berikut

1. Difusi molekul reaktan ke permukaan katalis2. dsorpsi reaktan pada permukaan katalis.3. <eaksi difusi reaktan pada permukaan katalis.". <eaksi dalam lapisan adsorpsi.. Desorpsi produk reaksi dari permukaan katalis.. bfusi pada produk keluar dari permukaan katalis

2.3."Mekan$sme &atal$s menurut Langmu$r H$nshel4##

11



"ada mekanismemenurut 'angmuir5:inshelood,laju reaksi

heterogen dikendalikan oleh reaksi molekul teradsorpsi, dan

baha semua adsorpsi dan tekanan desorpsi berada dalam

kesetimbangan.9ekanisme katalis menurut 'angmuir5

:inshelood

1. dsorpsi dari fase gas

2. Desorpsi ke fase gas

3. Disosiasi molekul di permukaan

6. <eaksi antara molekul teradsorpsi

12



)am'ar ". Mekan$sme katal$s menurut Langmu$r-

H$nshel4##

)am'ar . Mekan$sme 52H" 6 H2 7 52H Paa katal$s

tem'aga

Aontoh reaksi dengan mekanisme 'angmuir5:enshelood

13



2 A @ 2 2 A2 pada katalis "latina A @ 2:2 A:3: pada katalis En. A2:6 @ :2 A2:7 "ada katalis tembaga 2 @ :2 2 @ :2 pada katalis "latina A2:6 @ G 2 A:3A: pada katalis "aladium A @ : A2 @ :@ @ e5 pada katalis "latina

2.3.Is#term Langmu$r*soterm adsorbsi adalah hubungan yang menunjukkan distribusi

adsorben antara fase teradsorbsi pada permukaan adsorben dengan

fase ruah kesetimbangan pada temperatur tertentu. da tiga jenis

hubungan matematik yang umumnya digunakan untuk menjelaskan

isoterm adsorbsi &anonim,2$$+).*soterm 'angmuirini berdasarkan

asumsi baha a. dsorben mempunyai permukaan yang homogen dan

hanyadapat mengadsorbsi satu molekul untuk setiap molekul

adsorbennya. 8idak ada interaksi antara molekul5molekul yang

terserap.b. -emua proses adsorbsi dilakukan dengan mekanisme yang

sama.c. :anya terbentuk satu lapisan tunggal saat adsorbsi maksimum.

amun, biasanya asumsi5asumsi sulit diterapkan karena hal5

hal berikut selalu ada ketidaksempurnaan pada permukaan, molekul

teradsorbsi tidak inert dan mekanisme adsorbsi pada molekul

pertama asangat berbeda dengan mekanisme pada molekul terakhir

yang teradsorpsi.

'angmuir mengemukakan baha mekanisme adsorpsi yangterjadi adalah sebagai berikut "roses adsorbsi dapat dijelaskan melalui proses kimia. Jika

adsorbatnya gas, kesetimbangannya &g) @ - H - I gas adsorbat- I sisi terbuka di permukaan- I molekul terserap dari atau sisi tertutup di permukaanKonstanta kesetimbangannya

16



P x

x K

s

AS =

dengan =- I fraksi mol tertutup di permukaan=s I fraksi mol sisi terbuka di permukaan" I tekanan gasamun =- lebih umum digunakan θ, sehingga =s I &15θ) dan

persaman sebelumnya menjadi

θ

θ

−

=

1 Kp

"ersamaan ini terkenal disebut isoterm 'angmuir dengan K I

konstanta kesetimbangan untuk adsorpsi. /ntuk mencari harga θ

Kp

Kp

+

=

1θ

Jumlah substansi terserap, m akan sebanding dengan θ untuk

adsorbent tetentu sehingga m I bθ. ila dikon!ersikan ke persamaan

sebelumnya menjadi

bKpbm111 +=

Dengan memplotkan 1m dengan 1p harga k dan b bisa ditentukan

dari nilai slope dan interseptnya.

2.3.Mekan$sme katal$s menurut Ele+-R$eal 1. dsorpsi dari fase gas

Difusi adalah peristia mengalirnya berpindahnya suatu 0at dalam

pelarut dari bagian berkonsentrasi tinggi ke bagian berkonsentrasi

rendah. "roses difusi molekul reaktan kepermukaan atau difusi pada

produk desorpsi merupakan proses yang paling lambat dan tidak

dapat ditentukan kecuali pada penentuan proses teknik yang

melibatkan penyerapan katalis.

2. Desorpsi ke fase gas3. Disosiasi molekul di permukaan

6. <eaksi antara molekul teradsorpsi

1#



#. <eaksi antara gas dan molekul teradsorpsi

Aontoh reaksinya 2 @ 2 I 29ekanisme ;ley5<ideal 2 @ C I 2C

2C @ C I 2C

C @ I @ C

here the last step is the direct reaction beteen the adsorbed

molecule C and the gas5molecule .

Aontoh reaksi dengan mekanisme ;ley5<ideal

A2:6 @ G 2 &adsorbed) :2AA:2 .

dsorpsi disosiatif oksigen kemungkinan akan terjadi, sehingga akan

membentuk produk sampingan karbon dioksida dan air.

A2 @ :2&ads.) :2 @ A2:3 @ 1G 2 &ads.) 2 @ 3:2 on a platinum catalystA2:2 @ :2 &ads.) A2:6 on nickel or iron catalysts

)am'ar . )ra*k Mekan$sme Ele+-R$eal

/ntuk mekanisme 'angmuir5:inshelood

'ajuakan melalui maksimal dan berakhir di nol, ketika permukaan

benar5benar tertutup oleh C.

17



/ntuk mekanisme ;ley5<ideal

'aju akan meningkat dengan meningkatkan cakupan sampai

permukaan benar5benar tertutup oleh C

:al ini terjadi karena langkah @ C I C

tidak dapat melanjutkan bila C blok semua situs.

Kuncinya adalah baha langkah @ C I memerlukan situs gratis.

2." &atal$s Penukung

Katalis heterogen biasanya membutuhkan pendukung &support),

karena pendukung katalis memiliki kekuatan mekanik, tahan panas,

mempunyai kerapatan ruang yang optimal, dan kemampuan

pelarutan fase aktif. "endukung juga meningkatkan luas permukaan,

memiliki pori serta ukuran partikel yang optimal, dan peningkatanfungsi kimiai seperti perbaikan akti!itas. "emilihan pendukung

didasarkan pada beberapa hal 1. Keinertan2. -ifat mekanik yang diinginkan, termasuk ketahanan terhadap

kikisan, kekerasan dan ketahanan terhadap tekanan.3. Kestabilan pada kondisi reaksi dan regenerasi.6. 'uas permukaan, diutamakan yang memiliki luas permukaan

besar agar semakin banyak sisi aktif katalis yang terdistribusi.

#. "orositas, meliputi ukuran pori rata5rata dan distribusi ukuranpori

7. -ifat ekonomis bahan.

2. 5#nt#h &atal$s Heter#gen

/mumnya katalis heterogen berupa 0at padat yang terdiri

dari logam atau oksida logam. Aontoh5contoh dari katalis

heterogen adalah 0eolit, Aa, 9g, dan resin penukar

1



ion."roses katalitik menggunakan katalis heterogen dalam

industri pertama kali pada tahun 1+#, menggunakan "t untuk

mengoksidasi -2 menjadi -3 dalam larutan asam.

Reaks$ &atal$s

A6:1$ utena dan A6:7

&butadiena)A:6 atau hidrokarbon

lain @ :2 A @ :2

A2:2 @ 2:2 A2:7

:idrocrakingA @ 2:2 A:3:

Ar23 5 l23i support"d dalam l23 atau padatan

pendukung i5-ul?da.

'ogam &seperti "d) pada0eolit"romotor En dengan Ar23

atau promoter Au1 > En

dengan Ar23 atau l23.

Ta'el 2. Be'era,a 8#nt#h katal$s heter#gen alam un$a

$nustr$

Aontoh reaksi dari A2:2 @ 2:2 >B A2:7 dengan menggunakan katalisheterogen "dl23 telihat secara sederhana pada gambar

-umber Ahemistry the Aentral of -cience)am'ar 9. 5#nt#h Reaks$ menggunakan &atal$s Heter#gen

Katalis i

A:2 I A:2 @ :2 A:3 5 A:3

9olekul etena yang teradsorpsi pada permukaan

nikel.*katan rangkap antara atom karbon terputus dan elektron

yang digunakan untuk obligasi ke permukaan nikel.9olekul

1+



hidrogen juga teradsorpsi ke permukaan nikel.Ketika ini terjadi,

molekul hidrogen yang rusak menjadi atom.*ni dapat bergerak

pada permukaan nikel.Jika atom hidrogen berdifusi dekat

dengan salah satu karbon terikat, ikatan antara karbon dan

nikel digantikan oleh satu antara karbon dan hidrogen.*tu akhir

etena asli sekarang istirahat bebas dari permukaan, dan

akhirnya hal yang sama akan terjadi di ujung lain. -eperti

sebelumnya, salah satu atom hidrogen membentuk ikatan

dengan atom karbon, dan tujuan itu juga istirahat bebas. -aat

ini sudah ada ruang di permukaan nikel untuk molekul reaktan

baru untuk pergi melalui seluruh proses lagi.

eberapa reaksi dengan katalis heterogen

1. <eaksi hydrolisis senyaa hidrokarbon tak jenuh;tylene dipanaskan pada temperatur 3$$oA dengan

menggunakan katalis celite akan menghasilkan etanol.

<eaksinya A2:6 @ :2 A2:#:

2. <eaksi hidroklorinasi acetilen dengan :Al, menggunakan

mercuri klorida akan menghasilkan !ynil klorida.<eaksinya A:IA: @ :Al A:2IA:A:2 @ 2:2

3. :ydrogenasi butana dengan menggunakan katalis l23 dan

Au3 akan menghasilkan 1,3 butadiena<eaksinya A:3A:2A:2A:3 A:2IA:A:2 @ 2:2

6. "roses :aber dalam pembuatan ammonia.#. "roses Kontak pada pembuatan :2-6.

7. ksidasi ammonia pada pembuatan asam nitrat.. :idrogenasi hidrokarbon.+. "embuatan asam klorida.

2. Peranan &atal$s Heter#gen

1(



"enggunaan katalis heterogen biasanya pada suhu

dan tekanan tinggi. anyak proses industri yang menggunakan

katalis heterogen, sehingga proses dapat berlangsung lebih

cepat dan biaya produksi dapat dikurangi.

2..1 Pem'uatan Asam N$tratsam nitarat ialah salah satu asam anorganik yang paling penting.

sam ini digunakan dalam produksi pupuk, 0at arna,obat5obatan

dan bahan peledak. 9etode industri yang utama dalam memproduksi

asam nitrat ialah proses Ostwalk. ahan aalnya yaitu ammonia danmolekul oksigen, dipanaskan dengan tambahan adanya katalis

platina5rodiumsampai sekitar +$$ A 6:3&g) @#2&g) 6&g) @7:2&g)

itrat oksida yang terbentuk mudah teroksidasi &tanpa katalis)

menjadi nitrogen dioksida2&g) @ 2 22&g)

Ketika dilarutkan di dalam air, 2 membentuk asam nitrit dan asam

nitrat22&g) @ :2&l) :2&aL) @ :3&aL)

Jika dipanaskan, asam nitrit berubah menjadi asam nitrat sebagai

berikut3:2&aL) :3&aL) @ :2&l) @ 2&g)

yang dihasilkan dapat didaur ulang untuk menghasilkan 2 pada

tahap kedua.2..2 &#n(erter &atal$t$k "ada suhu tinggi di dalam mesin mobil yang sedang berjalan gas

nitrogen dan oksigen bereaksi membentuk nitrat oksida

2&g) @ 2&g) 2&g)

Ketika lepas ke atmosfer, segera bergabung dengan 2

membentuk 2. itrogen dioksida dan gas lain yang diemisikan oleh

mobil, seperti karbon monoksida &A) dan berbagai hidrokarbon yang

terbakar, menjadikan mobil sebagai sumber pencemar udara yang

utama. -ebagian besar mobil baru dilengkapi dengan con!erter

katalitik. Kon!erter katalitik yang e?sien memiliki dua tujuan

mengoksidasi A dan :2, dan mereduksi dan 2 menjadi 2

2$



dan 2. Mas buang panas yang telah diinjeksi dengan udara

dileatkan ke bilik pertama dari salah satu con!erter untuk

mempercepat pembakaran hidrokarbon yang sempurna dan untuk

menurunkan emisi A. amun karena suhu tinggi meningkat produksi

, diperlukan satu lagi bilik kedua yang berisi katalis berbeda

&logam transisi atau oksida logam transisi) dan bekerja pada suhu

yang lebih rendah untuk menguraikan menjadi 2 dan 2 sebelum

gas dibuang leat knalpot.9ekanisme dari katalis padat dengan reaktan fasa gas, dimana terjadi

pembentukan kompleks reaktan dengan katalis setelah pembentukan

produk adalah sebagai berikut 1 <eaktan terbaa oleh aliran gas pembaa sampai

kepermukaan luar partikel katalis.2 Difusi reaktan dari permukaan luar masuk melalui pori dalam

partikel katalis.3 <eaktan diadsorpsi pada sisi aktif katalis sehingga menimbulkan

energi adsorpsi

6 <eaksi pembentukan produk antara permukaan sampaiterjadinya produk.

# "roduk didesorpsi dari katalis keluar melalui pori bagian partikel

katalis.7 Difusi produk menuju permukaan luar partikel katalis. "roduk mengikuti aliran gas pembaa.

"ersyaratan kunci dalam katalisis heterogen ialah baha pereaksi

fase gas atau larutan diadsorpsi kepermukaan katalis. 8idak semua

atom > atom permukaan sama efektifnya sebagai katalis, bagian yang

efektif tersebut disebut sisi aktif katalis. "ada dasarnya, katalis

heterogen mencakup

1. adsorpsi pereaksi,2. difusi pereaksi sepanjang permukaan,3. reaksi pada sisi aktif membentuk hasil reaksi yang diadsorpsi,

dan6. lepasnya &desorpsi) hasil reaksi.

21



2.9 &euntungan &atal$s Heter#gen

Keuntungan dari katalis heterogen adalah ramah lingkungan, tidakbersifat korosif, mudah dipisahkan dari produk dengan cara ?ltrasi,

serta dapat digunakan berulangkali dalam jangka aktu yang lama.

-elain itu, katalis heterogen meningkatkan kemurnian hasil karena

reaksi samping dapat dieliminasi.Keuntungan lain penggunaan katalis heterogen adalah katalisnya

dapat dipisahkan dengan penyaringan dari produk bila reaksi

telah selesai. anyak proses industri yang menggunakan katalis

heterogen, sehingga proses dapat berlangsung lebih cepat dan

biaya produksi dapat dikurangi. eberapa logam ada yang dapat

mengikat cukup banyak molekul5molekul gas pada permukannya,

misalnya i, "t, "d dan N. Maya tarik menarik antara atom

logam dengan molekul gas dapat memperlemah ikatan ko!alen

pada molekul gas, dan bahkan dapat memutuskan ikatan itu.

22



BAB IIIPENUTUP

3.1 &es$m,ulan

1. Katalis merupakan suatu 0at yang sangat di perlukan dalam

kehidupan manusia. Katalis dapat dibagi berdasarkan dua tipe

dasar, heterogen dan homogen. Katalis heterogen merupakan

katalis yang fasanya tidak sama dengan reaktan dan produk.

Katalis heterogen dapat berupa 0at padat yang terdiri darilogam atau oksida logam misalnya 0eolit, Aa, 9g, dan resin

penukar ion.2. "ada dasarnya, katalis heterogen mencakup adsorpsi pereaksi,

difusi pereaksi sepanjang permukaan, reaksi pada sisi aktif

membentuk hasil reaksi yang diadsorpsi, dan lepasnya

&desorpsi) hasil reaksi.3. Aara kerjanya dengan menempel pada bagian substrat

tertentu dan pada akhirnya dapat menurunkan energipengaktifan dari reaksi, sehingga reaksi berlangsung dengan

cepat.6. Keuntungan katalis heterogen adalah ramah lingkungan, tidak

bersifat korosif, mudah dipisahkan dari produk dengan cara

?ltrasi, serta dapat digunakan berulangkali dalam jangka aktu

yang lama.

3.2 %aranKekurangan dari katalis heterogen adalah akan mempercepat

oksidasi -2 menjadi -3 yang akan bereaksi dengan uap air

membentuk uap asam sulfat. leh karena -2 dihasilkan dari

pembakaran bensin yang mengandung kadar sulfur yang tinggi,

maka hal ini menjadi persoalan serius. Jadi, dampak dalam

penggunaanya harus lebih diperhatikan lagi.

23



DA:TAR PU%TA&A

8im "enyusun. 2$16. Modul Teknik Reaksi Kimia. "alembang

"oliteknik egeri -riijaya.

httpkimia.upi.eduutamabahanajarkuliahOeb2$$($$7$6mek

anisme%2$katali s. htmldiakses tanggal 2$ ktober 2$16

httpbudisma.eb.idmaterismakimia5kelas5=iaplikasi5penerapan5

kecepatan5reaksi

diakses tanggal 2$ ktober 2$16httpduniakimianana.ordpress.com2$13$621katalisdiakses tanggal 2$ ktober 2$16

httpid.prmob.netkatalisisen0imreaksi5kimia52726(+.htmldiakses tanggal 2$ ktober 2$16

httptekim.undip.ac.idstafistadi?les2$1$$3katalis2.pdf diakses tanggal 2$ ktober 2$16

Notulen Diskusi

Not"len hasil #isk"si

#anggal : 1 $o<ember

6ak%u : .1* s.d 5. 6I-

#empa% : Ruang ' ?edung #eknik Kimia Polsri

#ema : BKa%alis He%erogenB

26

http://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2009/0706704/mekanisme%20katalis.html




http://budisma.web.id/materi/sma/kimia-kelas-xi/aplikasi-penerapan-kecepatan-reaksi/


http://duniakimianana.wordpress.com/2013/04/21/katalis/

http://id.prmob.net/katalisis/enzim/reaksi-kimia-2624987.html

http://tekim.undip.ac.id/staf/istadi/files/2010/03/katalis2.pdf





http://duniakimianana.wordpress.com/2013/04/21/katalis/

http://id.prmob.net/katalisis/enzim/reaksi-kimia-2624987.html

http://tekim.undip.ac.id/staf/istadi/files/2010/03/katalis2.pdf



#ujuan : Memberikan in+ormasi mengenai Ka%alis He%erogen.

Pembi8ara : !nggik Pra%ama, Pu%ri @%ami, R!. Ri+ka 3adillah, Ridho #ri "ulian

Modera%or : Ridho #ri "ulian $o%ulis : !nggik Pra%ama

"umlah Peser%a : 1 rang

Susunan a8ara : 1. Pembukaan

2. Penajian ma%eri

. #ana ja)ab C%erdiri dari 2 sesi

'. Penu%up

Hasil diskusi :

#ana ja)ab sesi per%ama :

Per%anaan:

1. -ella

a. Ka%alis apa ang digunakan pada pembua%an asam sul+a%E

b. 3ungsi pada%an pendukungE

8. Peranan ka%alis he%erogen pada ka%ali%ik kon<en%er, selain pla%inum dan

radium pada pembua%an asam sul+a%, bisakah menggunakan ka%alis ang

lainE

2. Dorie

a. Perbedaan ka%alis he%erogen dan ka%alis homogen dari segi selek%i+iasna,

ka%alis he%erogen lebih %inggi pada ka%alis homogen, mengapaE

b. !pa penebab ka%alis he%erogen hidup lebih lama dibanding ka%alis

homogen, mengapaE. Deka

a. Po%ensi kehilangan ak%i+i%as selain pada ka%alis logam, bisakah %erjadi pada

ka%alis he%erogen non logam lainnaE

b. Penger%ian migrasi uapE

8. &on%oh reaksi Hidro8ra8kingF

'. 9ka

a. Mengapa pusa% ak%i+ ka%alis he%erogen dan homogen berbedaE

b. &on%oh reaksi ang meliba%kan ka%alis he%erogenE

"a)aban:

1. a. Pembua%an H2S=' dengan proses kon%ak

Pada %ahun 151 seorang ahli kimia berkebangsaan Inggris, Philips %elah

berhasil mensin%esiskan belerang menjadi H2S=' sebagai ka%alis digunakan

(2=*C(anadium Pen%oksida

Reaksi ang %erjadi :

SCs 0 =2Cg G S=2Cg

2 S=2Cg 0 =2Cg G 2S=Cg H ; /5, K"

2#



Sul+ur %rioksida diserap ke dalam /;/5J H2S=' menjadi =leum CH2S2=,

juga dikenal sebagai asam sul+a% berasap. =leum kemudian dien8erkan ke

dalam air menjadi asam sul+a% peka%.

H2S=' Cl 0 S=Cg G H2S2= Cl

H2S2= Cl 0 H2= Cl G 2H2S=' Cl

Sumber:http://setyo225.blogspot.com/2013/02/pembuatan-asam-sulfat.html

b. 3ungsi pada%an Cka%alis pendukung

Karena ka%alis pendukung dapa% memperluas luas permukaan sehingga reaksi

akan berlangsung lebih 8epa%, selain i%u karena pendukung ka%alis memiliki

kekua%an mekanik, %ahan panas, mempunai kerapa%an ruang ang op%imal,

dan kemampuan pelaru%an +ase ak%i+.8. #erdapa% kekeliruan, pembua%an asam sul+a% %idak menggunakan ka%alis

pla%inum;rhodium, %e%api ka%alis %ersebu% digunakan di ka%ali%ik kon<er%er

pada gas buang.

2. a. Perbedaan ka%alis he%erogen dan ka%alis homogen dari segi selek%i+i%asna

Karena ka%alis he%erogen i%u bisa memilih un%uk memper8epa% reaksi

direak%an a%au diproduk dengan %ujuan agar produk ang dihasilkan sesuai

dengan ang diinginkan a%au produk ang dihasilkan iu lebih banak.

b. Karena pada ka%alis he%erogen ang merupakan +ase pada% hana kuli%

%erluarna saja ang mengalami kon%ak langsung dengan reak%an, sehinggaapabila ka%alis %ersebu% diregenerasi masih memiliki kuali%as ang bagus,

berbeda dengan ka%alis homogen ang +ase ka%alis dan reak%anna sama,

semua par%ikelna langsung mengalami kon%ak dengan reak%an sehingga

)alaupun diregenerasi kuali%as dari ka%alis akan berkurang

. a. Kehilangan ak%i+i%as pada ka%alis he%erogen juga dapa% %erjadi pada jenis

ka%alis

he%erogen non logam, namun sanga% sediki% karena ka%alis he%erogen

umumna

berupa logam.

b. Migrasi uap adalah perubahan +isik ang sanga% prinsipal ang mempunai

e+ek %erhadap sis+a%;si+a% kimia dan biokimia reak%an.

8. &on%oh reaksi Hidro8ra8king

27



'. a. Pusa% ak%i+ ka%alis He%erogen dan Homogen

Karena pusa% ak%i+ bergan%ung pada par%ikel ang bersen%uhan langsung

dengan reak%an. @n%uk ka%alis homogen, pusa% ak%i+na %erle%ak di semuaa%om ang memiliki reak%i+i%as, sedangkan pada ka%alis he%erogen, pusa%

ak%i+na hana %erdapa% pada a%om;a%om ang ada dipermukaan pada%anna

saja.

b. &on%oh reaksi dari &2H2 0 2H2 A &2H dengan menggunakan ka%alis

he%erogen Pd7!l2= %erliha% se8ara sederhana pada gambar

2



Sumber : &hemis%r %he &en%ral o+ S8ien8e

&on%oh reaksi menggunakan Ka%alis $i

&H2 &H2 0 H2 G &H ; &H

#ana ja)ab sesi kedua:

Per%anaan:

1. Renn

Mengapa umur ka%alis he%erogen lebih panjang daripada ka%alis homogen,

semen%ara ka%alis he%erogen memiliki po%ensi kehilangan ak%i<i%as lebih %inggi

dari dari homogenE

2. In%an

a. !pa maksud si+a% ka%alis #idak mengubah le%ak reaksi re<ersibelE

b. Mengapa Ka%alis he%erogen %idak bersi+a% korosi+E

"a)aban :

1. "a)abanna hampir sama seper%i per%anaan Dorie Kar%ika %adi, karena pada

ka%alis he%erogen ang merupakan +ase pada% hana kuli% %erluarna saja ang

mengalami kon%ak langsung dengan reak%an, sehingga apabila ka%alis %ersebu%

diregenerasi masih memiliki kuali%as ang bagus, berbeda dengan ka%alis

homogen ang +ase ka%alis dan reak%anna sama, semua par%ikelna langsung

mengalami kon%ak dengan reak%an sehingga )alaupun diregenerasi kuali%as dari

ka%alis akan berkurang

2. a. Karena ka%alis hana mempengaruhi laju pen8apaian kese%imbanganna saja,

bukan

posisi kese%imbangan Cmembalikkan reaksi. Ka%alis %idak mengganggu guga%

hasil

sua%u reaksi kese%imbangan, konsen%rasi ser%a massa se%elah se%elah dan

2+



sesudah

reaksi

b. 6alaupun ka%alis he%erogen kebanakan merupakan logam, ka%alis he%erogen

sendiri %idak memiliki si+a% korosi+ karena logam ang digunakan sebagai

ka%alis merupakan logam;logam ang memiliki si+a% an%i korosi+

2. katalis heterogen

Documents