BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Katalis

Katalis merupakan suatu senyawa yang dapat meningkatkan laju reaksi

kimia tanpa mengalami perubahan atau terpakai oleh reaksi itu sendiri dengan

cara memberikan jalur pilihan lain yang membutuhkan energi aktivasi lebih

rendah bila dibanding dengan energi aktivasi untuk reaksi tanpa katalis. Katalis

ikut berperan dalam reaksi tapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk. Adanya

katalis dapat mempengaruhi faktor-faktor kinetik suatu reaksi seperti laju reaksi,

energi aktivasi, sifat dasar keadaan transisi dan lain-lain

Katalis memiliki tiga fungsi katalitik, yakni:

1) Aktivitas

Berkaitan dengan kemampuan katalis untuk mempercepat suatu reaksi

2) Selektivitas atau spesifisitas

Berkaitan dengan kemampuan katalis yang dapat mengaahkan suatu reaksi

3) Stabilitas atau lifetime

Berkaitan dengan kemampuan katalis menahan hal-hal yang dapat

mengarahkan terjadinya deaktivasi katalis

Berdasarkan fasanya katalis digolongkan menjadi dua bagian yakni katalis

homogen dan katalis heterogen.

1) Katalis homogen

Katalis homogen adalah katalis yang fasanya sama dengan fasa reaktan

serta fasa produk yang dihasilkan dari reaksi. Katalis jenis ini mudah untuk

dioperasikan, dimodifikasi, katalis jenis ini pula meiliki aktivitas dan selektivitas

yang tinggi serta tidak mudah diracuni oleh pengotor yang terkandung dalam

suatu reaksi. Namun sayangnya karena fasa yang dimilikinya sama, maka katalis

ini sulit dipisahkan dari campuran reaksi, katalis jenis ini juga kurang stabil jika

dioperasikan pada suhu tinggi. Umumnya katalis homogen ini paling sering

ditemui dalam bentuk cairan, dimana reaktan dan katalis bercampur menjadi suatu

larutan

2) Katalis heterogen

Katalis heterogen adalah katalis yang fasa reaksinya tidak sama dengan

fasa reaktan dan produk yang dihasilkan. Tidak seperti katalis hogmogen yang

sulit dipisahkan dari reaksi campurannya, maka katalis heterogen ini mudah

dipisahkan dari campuran reaksi. Serta mampu dioperasikan dalam suhu yang

relatif tinggi. Katalis yang banyak ditemukan berupa padatan sementara

reaktannya berupa cairan, oleh karena itu katalis heterogen biasanya dibentuk

seperti pellet agar lebih mudah dioperasikan.

2.2. Katalis Sistem Logam Pengemban

Katalis sistem logam pengemban adalah katalis yang terdiri dari

logam dan pengembannya. Sistem logam pengemban dilakukan karena

stabilitas logam yang tidak stabil sehingga membutuhkan pengemban untuk

meningkatkan stabilitas katalis. Logam logam yang sering digunakan

sebagai katalis adalah logam transisi seperti Co,Ag,Pt,Vdan Cu. Logam-

logam tersebut digunakan karena memiliki aktivitas yang tinggi sehingga

mereka dapat membantu atau mempercepat reaksi.

Pada katalis sistem logam pengemban, hal penting yang harus

diperhatikan adalah pengemban dari logam. Pengemban ini menjadi

peranan yang penting karena sebgai

2.3. Zeolit

Zeolit merupakan mineral yang banyak terdapat di alam, kurang lebih

terdapat 46 mineral zeolit alam. Secara umum zeolit sangat berpori karena

tersusun atas kristal alumina silikat terhidrasi yang banyak mengandung kation

alkali atau alkali tanah yang berbentuk kerangka tiga dimensi dan pori-pori yang

dimiliki zeolit berukuran molekul. Rumus molekul empiris zeolit adalah

M2n(Al2O3.ySiO2)wH2O dimana m adalah kation alkali tanah atau alkali, n adalah

valensi logam alkali, dan x,y adalah bilangan tertentu.

Zeolit termasuk mineral yang istimewa karena struktur kristalnya (susunan

atom maupun komposisinya) yang mudah diatur, sehingga dapat dimodifikasi

sesuai dengan keperluan pemakai dan dapat digunakan untuk tujuan tertentu.

Karena sifatnya yang istimewa tersebut zeolit dapat digunakan dalam berbagai

keperluan dan kegiatan yang luas, misalnya sebagai adsorben, penukar ion dan

katalisator.

Untuk memaksimalkan fungsi zeolit pada suatu proses terutama sebagai

katalis maka digunakan zeolit dengan kualitas yang baik. Agar mendapatkan

zeolit yng berkualitas baik maka perlu dilakukan proses pengolahan dan aktivasi

terlebih dahulu, baik dengan cara pemanasan, penambahan asam atau basa,

maupun melapisi zeolit tersebut menggunakan senyawa kimia lain. Aktivasi

secara fisis dapat dilakukan dengan proses pemanasan, tujuannya untuk

menguapkan air yang terperangkap dalam pori-pori zeolit. Dengan proses

pemanasan tersebut maka luas permukaan pori-pori zeolit akan bertambah.

Aktivasi zeolit dengan proses ini sering dikenal dengan istilah kalsinasi.

Aktivasi zeolit juga dapat dilakukan secara kimiawi, yakni dengan

penambahan pereaksi kimia asam atau basa dalam kurun waktu tertentu.

Tujuannya sama, yakni untuk memperluas permukaan pori-pori zeolit serta

membuang senyawa pengotor yang terperangkap di dalam pori-pori zeolit.

Aktivasi zeolit dengan cara kimiawi ini juga dapat mengatur kembali letak atom

yang dapat dipertukarkan. Aktivasi zeolit yang dilakukan dengan penambahan

asam mineral dapat melarutkan logam alkali seperti Ca2+, K+, Na+, dan Mg+ yang

menutupi rongga pori zeolit. Pengaktifan dengan H+ yang dilakukan dalam ruang

interlaminer akan membuat zeolit lebih porous dan permukaannya akan lebih

aktif. Berikut gambar yang menunjukan reaksi yang terjadi apabila zeolit

diaktivasi menggunakan mineral asam.

Gambar 2.1. Aktivasi zeolit menggunakan asam mineral

2.4. Metode pembuatan Katalis logam

Salah satu metode dalam preparasi katalis adalah impregnasi. Impregnasi

adalah preparasi katalis dengan mengadsorpsikan garam prekursor yang

mengandung komponen aktif logam di dalam larutan kepada padatan pengemban.

Impregnasi sendiri memiliki definisi yang luas, arti impregnasi dalam suatu

penelitian bisa jadi berbeda dengan penelitiaan lainnya. Namun, impregnasi

dilakukan manakala pada pengemban tidak terdapat anion atau kation yang dapat

dipertukarkan. Impregnasi dibedakan menjadi dua, yaitu impregnasi basah dan

impregnasi kering.

Perbedaan impregnasi kering dan basah didasarkan pada perbandingan

volume larutan prekursor dengan volume pori pengemban. Untuk impregnasi

kering, volume larutan berkisar 1-1,2 kali dari volume pori pengemban. Karena

diharapkan nantinya jumlah antara larutan prekursor dengan pori yang tersedia

pada pengemban adalah sama. Sedangkan, untuk impregnasi basah, volume

larutan prekursor lebih dari 1,5 kali dari volume pori pengemban. Oleh karenanya,

untuk impregnasi kering, diawal perlu diketahui volume pori pengemban untuk

menentukan volume larutan prekursor yang sesuai.

Salah satu yang mendasari pemilihan metode impregnasi adalah bahwa

didalam pengemban tidak terdapat anion atau kation yang dapat dipertukarkan

(karena kalau ada anion atau kation yang dapat dipertukarkan metodenya disebut

pertukaran ion). Metode tersebut bergantung pada kation logam yang ingin

diembankan. Untuk ion kompleks yang sukar mengalami pertukaran kation, maka

metode yang tepat adalah impregnasi, sedangkan untuk kation tersolvasi yang

lebih mudah mengalami pertukaran kation, metode yang tepat adalah pertukaran

ion. Dapat juga dipertimbangkan faktor biaya. Untuk larutan garam yang mahal

dapat dilakukan impregnasi kering. Sedangkan larutan garam yang lebih murah

dapat dilakukan impregnasi basah atau pertukaran ion. (Idra, 2013)

Pada penelitian ini, dilakukan proses aktivasi zeolit alam secara kimiawi

dengan H2SO4 yang menghasilkan H-zeolit alam aktif. Selanjutnya dilakukan

proses impregnasi menggunakan variasi perbandingan H-zeolit alam aktif dan

larutan CoCl2 dan variasi suhu pada pereduksian katalis. Menggunakan suhu

kalsinasi 550 oC. Produk Co/zeolit alam aktif dianalisa karakter porositasnya

dengan menggunakan NOVA 1000 dan tingkat keasamannya dengan cara

adsorpsi gas NH3.