Tugas Mata Kuliah Katalis

1. Dalam kesetimbangan termodinamika pada pembentukan metilamin dari metanol dan

amonia menunjukan bahwa produk yang banyak terbentuk merupakan trimetil amin

(TMA). Untuk mendapatkan produk yang terbanyak berupa mono (MMA) dan dimetil

amin (DMA), dibutuhkan beberapa modifikasi yaitu sebagai berikut.

- Produk TMA yang tidak diinginkan dapat direcycle kembali

- Memperkecil pori katalis dengan menggunakan molecular sieve seperti RHO, ZK-5,

erionite dan mordenites dan postsynthesis traetment dengan sililating agent (silicon–

tetrachloride, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane). Pori katalis yang kecil akan

meningkatkan selektifitas produk pada katalis sehingga laju difusi dari molekul kecil

(MMA dan DMA) lebih cepat dibandingkan dengan laju difusi TMA.

- Membentuk geometri pori katalis sesuai dengan geometri molekul kecil MMA dan

DMA sehingga laju difusi produk transisi yang akan membentuk TMA menjadi

terhambat.

2. Zeolit dengan komposisi alumunium yang rendah dapat dibuat dengan cara dealuminasi.

Dealuminasi dapat dilakukan dengan menggunakan reagen asam seperti SiCl4. Reagen

tersebut akan menghilangkan alumunium dengan membentuk AlCl3. Selain itu,

dealuminasi juga dapat dilakukan dengan cara hidrotermal menggunakan steam pada 600-

900oC. Metode dealuminasi sering digunakan dalam pembentukan zeolite Y untuk katalis

cracking.

Pada proses dealuminasi menggunakan asam akan terjadi dekationasi. Tahap pertama,

ikatan akan terhidrolisis menjadi molekul lebih stabil berupa

dan . Tahap selanjutnya yaitu pemutusan semua ikatan ion Al (dekationasi).

Pada proses dealuminasi hidrotermal, zeolit dibuat di dalam open furnace atau rotary kiln

yang dialiri steam. Konsentrasi molekul air di dalam reaksi tergantung pada proses

pemanasan. Molekul air ini akan tereduksi seiring dengan meningkatnya temperatur.

3. Berbagai macam jenis halida mempunyai kekuatan tertentu untuk meng-inhibisi katalis

logam transisi. Halida dengan berat molekul ringan akan membetuk ikatan yang kuat

dengan katalis logam transisi yang memiliki berat molekul ringan pula. Begitu pun

sebaliknya. Berikut ini merupakan urutan halida mulai dari yang ringan sampai yang

memiliki berat molekul besar.

F < Cl < Br < I

Platinum merupakan katalis logam transisi dengan berat molekul yang besar. Oleh karena

itu platinum akan sangat mudah ter-inhibisi oleh halida Iodin dengan membentuk ikatan

yang sangat kuat.

4. Perbedaan antara chemisorption dan physisorption :

Chemisorption Physisorption

Cause Adanya ikatan kimia, gaya

elektrostatik dan transfer

elektron

Gaya Van der Waals

Adsorption heat Menghasilkan panas yang

sangat tinggi (sangat

eksotermis)

(∆HR = 80–600 kJ/mol)

Menghasilkan panas yang

rendah

(∆HR = 10 kJ/mol)

Temperature range Sangat tinggi Rendah

Number of adsorbed layer Monolayer Multiple layer

5. Reduction of CO2 with H2 on Pt catalyst

CO2(g) + H2(ads) H2O + CO

a. Reaksi tersebut sesuai dengan mekanisme Eley-Rideal. Pada mekanisme Eley-Rideal,

hanya satu reaktan gas yang mengalami chemisorption (A). Komponen yang

mengalami chemisorption ini kemudian bereaksi pada sisi aktif katalis dengan reaktan

lainnya yang berada dalam fase gas (B). Setelah produk terbentuk (C), produk akan

ter-desorpsi dari permukaan katalis. Reaksinya adalah sebagai berikut.

Hal ini sesuai dengan reaksi reduksi CO2 dengan H2, dimana hanya H2 yang ter-

adsorpsi pada sisi aktif katalis dan bereaksi dengan gas CO2.

b. Kinetic treatment pada reaksi tersebut dapat dinyatakan dalam effective reaction rate

(reff) sesuai dengan persamaan berikut.

Dimana reff adalah laju reaksi pada reaksi heteregon per unit massa katalis. n dapat

bernilai 1 atau 2 tergantung dari bilangan katalitik pada pusat aktif permukaan katalis.

Resistance term dapat juga disebut sebagai chemisorption term.