BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Ilmu katalis sangat dipengaruhi oleh teknologi. Katalisis tersebut memainkan

peranan dominan dalam industri kimia. Banyak proses manufaktur melibatkan kimia

katalitik. Perkembangan kimia katalitik akan terus ditingkatkan dalam berbagai

penelitian, terutama yang dikaitkan dengan kimia anorganik dan organologam.

Katalis meningkatkan laju reaksi kimia tanpa mempengaruhi keseimbangan.

Katalis biasanya membentuk ikatan dengan reaktan dan membuka urutan langkah-

langkah reaksi baru. Katalisis diklasifikasikan menurut fasa dari campuran reaktan-

katalis. Dikatakan katalis homogen bilamana katalis dan reaktan berada dalam fasa yang

sama, dan dikatakan katalis heterogen bilamana katalis dan reaktan berada dalam fasa

terpisah (berbeda). Katalis heterogen biasanya melibatkan katalis padat, dan reaktan

terikat ke permukaan katalis melalui proses chemisorption.

Kinerja katalis berkaitan dengan kinetika kimia. Aktivitas adalah ukuran dari

seberapa cepat reaksi katalitik terjadi (mungkin aktivitas laju reaksi, dengan laju konstan,

atau konversi); selektivitas adalah ukuran distribusi produk, seperti rasio tingkat laju

kehilangan kegiatan atau selektivitas selama operasi sebagai katalis mengalami

perubahan struktur dan komposisi. Permukaan katalisis sangat dipengaruhi oleh

perkembangan teknologi.

Katalis padat diklasifikasikan berdasarkan jenis bahan katalisnya, yang terdiri dari

jenis logam, oksida logam, dan logam sulfida. Selanjutnya, klasifikasi juga dapat

didasarkan pada reaksi katalisis dan struktur peralihan. Sebagai contoh, katalitik yang

melibatkan transfer proton dengan donor proton (akseptor) adalah molekul atau ion yang

larut atau kelompok fungsional pada permukaan. Contoh lain, katalisis yang melalui

perantara organologam mungkin melibatkan larut kompleks logam transisi, metaloenzim,

atau permukaan logam. Namun, katalisis oleh metalisis jauh lebih rumit daripada katalisis

asam-basa, dan analog antara kompleks logam larut dan permukaan belum dapat

dikembangkan.

1

1.2 RUMUSAN MASALAH

Berdasarkan latar belakang di atas, kami merumuskan permasalahan sebagai

berikut:

1. Bagaimana prinsip-prinsip katalis?

2. Bagaimana tipe- tipe katalis?

1.3 TUJUAN

Adapun tujuan dari pembuatan makalah ini adalah:

1. Untuk mengetahui prinsip- prinsip katalis

2. Untuk mengetahui tipe- tipe katalis

2

BAB IIPEMBAHASAN

II.1 Prinsip-prinsip Katalisis

1.1 Katalisis sebagai fenomena kinetik

Reaksi yang dikatalisis kompleks logam melibatkan dissosiasi atau

pembentukan ikatan H-H, C-C, dan C-H, dan melalui mekanisme bertahap yang

melibatkan zat antara organometalik. Keefektifan dari penggunaan kompleks logam,

khususnya logam transisi, dalam mengkatalisis berbagai reaksi sebagai berikut:

1. Tingkat oksidasi dari logam transisi yang bermacam-macam mampu mendorong

terjadina reaksi redoks dan proses radikal bebas.

2. Stabilisasi berbagai tipe ligan, contohnya atom H, radikal alkil, radikal alil dan

karbena melalui koordinasi yang melibatkan pengikatan α atau π.

3. Peningkatan variasi tipe reaksi khusus seperti adisi oksidasi, insersi ligan dan

eliminasi reduktif.

Reaksi katalisis merupakan suatu fenomena kinetik. Banyak studi tentang

katalis homogen dan heterogen yang menekankan pada karakteristik sistem reaksi

katalitik serta identifikasi spesi yang ada pada tiap tahapan reaksi, melalui metode

struktur dan spektroskopi. Studi tersebut menghasilkan penelitian yang dikaitkan

dengan laju reaksi katalitik melalui ketepatan pengukuran kinetik yang relevan dengan

proses katalitik. Hai ini diilustrasikan oleh hasil studi pada mekanisme Rh(PPh3)3 yang

dikatalisasi melalui hidrogenasi olefin dan diidentifikasi dengan metode spektroskopi

(terutama NMR), yang menyatakan adanya lima spesies dalam larutan di bawah

kondisi katalitik, yaitu [Rh(PPh3)3Cl], [Rh(PPh3)2(C=C)Cl], [Rh2(PPh3)4Cl2],

[Rh(PPh3)3H2Cl], dan [Rh2(PPh3)4H2Cl2]. Namun, pengukuran kinetik telah

menunjukkan bahwa tidak ada spesi satu pun yang terdapat dalam siklus katalitik

karena sebagian besar spesi bersifat tidak stabil sehingga tidak dapat terdeteksi.

1.2. Proses Dasar Dalam Molekuler Katalisis

Mekanisme reaksi katalitik cenderung terdiri dari beberapa tahap dasar,

diantaranya:

3

1.2.1 Transfer Elektron

Reaksi transfer elektron antara kompleks logam merupakan proses redoks

sederhana. Aksesibilitas dari perbedaan tingkat oksidasi, yang merupakan milik

bersama dari kompleks logam transisi, menaikkan katalisis dari berbagai reaksi,

terutama dari reaksi redoks dan radikal bebas melalui mekanisme yang melibatkan

tahap transfer elektron.

Di antara contoh-contoh sederhana reaksi katalitik, ion logam atau kompleks,

mempunyai dua kemampuan tingkat oksidasi, mengkatalisis transfer elektron dengan

bertindak sebagai pembawa elektron.

Reaksi redoks non ekivalen, antara satu elektron oksidan dan dua elektron

reduktan, berlangsung lambat dan sangat rentan terhadap reaksi katalisis. Contohnya:

oksidasi Tl(I) oleh Ce(IV), yang dikatalisis oleh Ag(I) menurut urutan sesuai dengan

hukum laju, k1k2[Tl(I)]Ce(IV)][Ag(I)(k1k2[Ce(III)] + k2[Tl(I)].

Dasar dari katalisis tersebut yaitu transfer elektron dari reduktor ke katalis,

diikuti dengan transfer elektron dari katalis ke oksidator, lebih cepat daripada transfer

elektron secara langsung dari reduktor ke oksidator.

Oksidasi atau reduksi satu elektron molekul jenuh menghasilkan radikal bebas.

Reaksi katalisis radikal bebas oleh kompleks ion logam transisi, seperti Cu, Co, dan

Mn yang menunjukkan tingkat oksidasi yang bermacam-macam, hal ini adalah

konsekuensi dari reaksi katalisis yang menghasilkan radikal bebas. Di antara reaksi

tersebut adalah autooksidasi dari hidrokarbon dan molekul organik lainnya (awalnya

untuk hidroperoksida), yang dilanjutkan dengan mekanisme radikal bebas dengan

langkah propagasi yang penting.

1.2.2 Proses asosiasi dan disosiasi ligan

Proses disosiasi ligan homolitik dan heterolitik terjadi dan penting dalam

katalitik kompleks logam.

1.2.2.1 Disosiasi Ligan Heterolitik

Katalisis biasanya memerlukan koordinasi dari setidaknya satu reaktan ke sisi

logam katalitik. Sisi yang berikatan dihasilkan oleh disosiasi ligan heterolitik seperti

CO, PR3, atau H2O. Dengan demikian, aktivitas katalitik dibatasi oleh labil tidaknya

(labilitas) disosiasi ligan heterolitik atau substitusi reaktan ke sisi katalitik. Variasi

4

faktor-faktor elektronik mempengaruhi labilitas disosiasi kompleks logam. Untuk

oktahedral kompleks, yang umumnya mengalami substitusi ligan oleh mekanisme

disosiatif, faktor-faktor tersebut telah diidentifikasi.

1. Laju disosiasi ligan mengarah pada penurunan gugus, misalnya Co(II), Rh(III) >

Ir(III). Aktivitas katalitik yang lebih tinggi biasanya diamati untuk kompleks Rh,

relatif terhadap Ir.

2. Laju disosiasi ligan cenderung sangat sensitif terhadap ligan trans. Secara khusus

ligan sigma donor yang kuat seperti H- memberikan suatu efek trans-labelling,

mungkin dengan menyumbangkan rapatan elektron ke orbital sigma, secara

direksional terorientasi pada ligan trans. Dengan demikian pada hidrogenasi olefin

yang dikatalisis oleh ligan trans T di Rh(PPH3)3Cl.

Spin rendah kompleks d6 umumnya menunjukkan konfigurasi octahedral.

Pengaruh faktor-faktor sterik pada disosiasi-asosiasi ligan juga diperhatikan. Ligan

dengan ukuran besar, seperti tersier phosphines, cenderung mendukung dan

menstabilkan disosiasi ligan dan kestabilan kompleks dengan bilangan koordinasi

yang lebih rendah. Aktivitas katalitik kompleks tersebut,seperti kompleks

Rh(PPh3)3Cl sebagai katalis hidrogenasi, umumnya direduksi atau dieliminasi dengan

penggantian molekul phosphines besar dengan molekul yang lebih kecil yang

menunjukkkan (PMe3) kecenderungan lebih kecil untuk terdisosiasi.

Dalam beberapa kasus, untuk meningkatkan disosiasi ligan digunakan metode

aktivasi ligan melalui fotoaktivasi, fotokimia disosiasi ligan. Dengan demikian, dari

aktivitas katalitik oleh Cr(CO)6 dan Fe(CO)5 sebagai katalisis hydrogen yang

diperkuat oleh iradiasi UV yang menginduksi fotodisosiasi sebuah ligan CO dan

menghasilkan bentuk koordinasi tak jenuh kompleks Cr(CO)5 dan Fe(CO)4.

5

Dan penguraian pendorong ion logam :

[(NH3)5 CoCl]2+ [(NH3)5Co Cl Hg]4+ [(NH3)5 Co(OH2)]3+ + HgCl+

1.2.2.2 Pemutusan Ikatan Ligan Homolitik

Penguraian ligan homolitik tidak secara umum diamati dalam kompleks

anorganik, padahal ini telah diidentifikasi sebagai suatu proses penting dalam kimia

organometalik, yang disukai karena karakteristik lemah dari ikatan σ logam transisi-

alkil. Saat ini penentuan hasil penguraian ikatan logam alkil menghasilkan energi

untuk CH3-Mn(CO)5 (120 kJ/mol)2 dan untuk beberapa kompleks alkilkobalt (80-100

kJ/mol)1.3.Penguraian homolitik beberapa kompleks mengakibatkan pembentukan

radikal bebas dan dalam pemecahan katalitik radikal bebas, misalnya hidrogenasi.

Biokimia merupakan contoh dari mekanisme katalitik radikal bebas, yang diawali

dengan penguraian homolitik dari ikatan karbon-logam transisi yang disediakan

koenzim B12 - dengan penyusunan ulang.

1.2.3 Kereaktifan reaksi Nukleofilik Dengan Penarik Elektron Dari Reaktan

Pembentukan muatan positif ion logam diharapkan untuk meningkatkan densitas

muatan positif dalam substrat, sehingga lebih mudah dipengaruhi serangan nukleofilik.

Peranan katalis ion logam dalam konteks ini adalah sebagai asam lewis superasam dan

asalnya dari aktivitas katalitik yang erat hubungannya dengan hasil katalitik biasa dari

asam protonik.

Meskipun dengan muatan positif yang lebih tinggi dimana dapat mendonorkan,

ion logam, seringkali efektif mentransfer muatan positif untuk membentuk substrat

karena ikatannya lebih ionik (terutama ketika pembentukan atom kecil yang

elektronegatif seperti oksigen atau nitrogen). Hal ini digambarkan dalam keasamaan

relatif dari protonasi dan pembentukan asam. Beberapa nilai telah disajikan dalam

tabel 1.

Akan tetapi ada beberapa hal dimana ion logam mungkin lebih efektif daripada

proton dalam mengkatalisis reaksi nukleofilik. Diantaranya sebagai berikut :

1. Dengan spesies (lunak atau basa kelas B) seperti ion halide, yang menunjukkan

kebasaan terhadap proton, tetapi kebasaan tinggi terhadap ion logam tertentu.

Kereaktifan ion logam dari penggantian ion halida, baik halida organik dan

6

anorganik (tahap reaksi yang tidak secara umum mudah dipengaruhi katalisis asam

protonik) yang disajikan dalam ilustrasi dari efek, dimana R = CH3, (NH3)5Co3+,

dsb.

2. Dengan spesies seperti CO, olefin, asetilen, dsb. Yang membentuk ion logam

tergantung pada ikatan π melalui sumbangan electron-dπ dari logam ke ligan.

Tabel 1. Perbandingan keasaman bebas (XHn), protonasi (XHn+1) dan pembentukan asam

(M XHn)

Asam

BebaspKa

Asam

ProtonasipKa Asam Koordinasi pKa

H2O 15.7 H3O+ -

1.7

[Li(H2O)n]+

[Be(H2O)n]2+

[Ni(H2O)n]2+

[Fe(H2O)n]3+

[U(H2O)n]4+

[(NH3)5CoOH2]3+

14

6

9

3

2

6

[PO4H2] + 7.2 PO4H4 [(NH3)5CoOPO3H2]2+ 3

[PO4H] 2+ 12.7 [PO4H2] [(NH3)5 CoOPO3H]+ 8

7

Tahap-tahap demikian memberikan peranan penting dalam oksidasi CO3.5 atau

olefin6-9 oleh Hg(II), Ti(II), Pd(II), Co(III), Pt(IV), dsb. Atau dalam oksidasi dikatalisis

oleh garam dari ion logam ini. Reaksi (b) juga merupakan tahap kunci dalam katalisis

secara homogeny reaksi air-gas :

(d)

3. Ketika khelat menyumbang ke ikatan substrat untuk ion logam sebagaimana dalam

katalisis oleh jenis-jenis ion logam (M = Cu, Ni, Mg, dsb) dari hidrolisis ester asam

amino menurut mekanisme :

1.2.4 Katalisis Reaksi Elektrofilik Yang Kehilangan Proton Dari Ligan Koordinasi

8

Ion logam yang muatannya positif mungkin juga mengkatalisis serangan

elektrofilik dengan semakin kehilangan proton dari ligan koordinasi atau dengan

menstabilkan reaktif (enol).

Sebuah ilustrasi sederhana dari katalisis oleh Cu2+ dan ion logam yang lain dari

oksidasi H2, menurut mekanisme yang digambarkan dengan :

Dalam hal ini, peranan katalitik Cu2+ dapat diinterpretasikan dalam istilah

kenaikan keasaman H2 dan meningkatkan konsentrasi efektif dari basa konjugat

reaktif.

Ion logam lain yang mengkatalisis oksidasi H2 dengan menganalogkan

mekanisme termasuk Ag(I), Cu(I), Hg(II), Rb(III), Ru(III). Deskripsi lengkap dari

mekanisme reaksi yang meliputi pengenalan bahwa koordinasi ion logam melibatkan

penggantian dari satu ligan asal :

Sistem katalis demikian harus melibatkan basa yang sesuai untuk menstabilisasi

pelepasan proton. Peranan basa ini mungkin diasumsikan dengan molekul atau dalam

hal tertentu dengan ligan pengganti dalam bentuk mekanisme berikut :

Variasi nilai dengan ligan X tidak dipengaruhi kebasaan X, dan sebaliknya

dipengaruhi kestabilan dari ikatan M-H.

Ikatan jenuh yang lain dapat diputus secara heterolitik oleh serangan elektrofilik

ion logam termasuk ikatan C-H, sebagaimana dalam merkurasi benzena :

9

Dan ikatan C-C sebagaimana dalam katalisis Ag(I) dengan penyusunan ulang kuban :

Ion logam dengan subkulit d penuh atau hampir penuh, seperti Ag(I), Hg(II),

Cu(II), Pd(II), dsb, seringkali merupakan elektrofil yang lebih efektif dibanding H+

dalam reaksi. Ini dapat ditandai dengan kenaikan interaksi elektrofilik ion logam

dengan donor balik dari electron-dπ ke dalam orbital antibonding dari ikatan (H-H, C-

H, atau C-C), kedua interaksi menyumbang penguraian/pemutusan selanjutnya.

Contoh lain dari reaksi substitusi elektrofilik yang dikatalisis dengan logam

melalui mekanisme yang melibatkan pengurangan proton dan penstabilisasi dari

bentuk reaktan termasuk brominasi β-diketon.

1.2.5 Reaksi Adisi Oksidatif/Eliminasi Reduktif

Reaksi oksidasi adisi pada proses katalitik merupakan salah satu tahap dasar

untuk aktivasi dan disosiasi dari ikatan jenuh termasuk H – H, C – X, ( X= halogen),

tegangan ikatan C – C dan kasus yang lain. Berhubungan dengan proses kebalikannya

yaitu eliminasi reduksi merupakan cara yang umum untuk pembentukan dari beberapa

ikatan. Proses terakhir yang sering adalah langkah pembentukan produk dalam reaksi

katalitik seperti hidrogenasi, karbonilasi, dan hidroformilasi.

Reaksi adisi oksidasi mempunyai kekhasan membalikkan reaksi yang

bergantung dari jumlah koordinasi pada populasi atau kelompok electron d yang

mengkarakterisasi komplek logam transisi dengan spin rendah, khususnya dengan

mengisis yang dekat pada (d6 – d10) contohnya [ Co(II)(CN)5]3- (d7) ; [Ni(II)(CN)4]2-

( d8) ; [Ag(I)(CN)2]- (d10) ; dll. Salah satu konsekuensi dari kecenderungan ini adalah

oksidasi dari beberapa kompleks yang cenderung meningkatkan bilangan koordinasi

dari atom logam dan penggabungan ligan kedalam kulit koordinasi. Ligan diperlukan

untuk melengkapi kulit koordinasi yang mungkin dengan zat tertentu berasal dari ligan

oksidan dirinya sendiri dan tentu seperti komplek yang terutama efektif sebagai

10

reduktan untuk molekul oksidan yang secara khas mengalami reduksi disosiasi untuk

menghasilkan ligan anion. Contohnya

X – Y + e X. + Y. ; X – Y + 2e X- + Y-

Golongan penting dari reaksi adisi oksidasi – eliminasi reduksi adalah diberikan

contoh sebagai berikut:

2 [CO(II)(CN)5]3- + H2 2[CO(III)H(CN)5]3-

Rh(I)Cl(PPh3)2 + CH3I [Rh(III)H2Cl(PPh3)3 ]

1.2.5.1 Adisi Oksidatif Satu Elektron

Pada golongan ini reaksi menyatakan secara khas ( koordinasi lima) spin rendah

pada d7 kompleks kobal(II) seperti Co(II)(CN)5]3- , [Co(III)(DMGH)2B] DMGH ;

(DMGH2) dimetilglioksim, B = aksial ligan seperti pirimidin, trifenilfosfin dll dan

kobal (II) alamin. Contoh yang penting termasuk dalam adisi oksidasi atau halide

organic berperan penting dalam oksidasi untuk pembentukan senyawa organometalik

oleh mekanisme radikal bebas.

[CO(II)(CN)5]3- + CH3I [CO(III)(CN)5I]3- + CH3.

[CO(II)(CN)5]3-+ + CH3. [CO(II)(CN5CH3]3-+

2 [ CO(II)(CN)5]3- + CH3I [CO(III)(CN)5I]3- + CO(III)(CN)5CH3]3-

Reaksi a dan b juga contoh reaksi transfer electron. Karena penambahan oksidasi

dari para – substitusi benzyl bromide (p-X—C6H4CH2—Br) ke , [Co(II)(DMGH)2σ( p-

Y—C6H4)3] laju dari langkah pemisahan halogen awal merujuk pada

[Co(II)(DMGH)2σ( p-Y—C6H4)3] + p-X-C6H4CH2Br] [Co(III)Br(DMGH)2P( p-

Y—C6H4)3] + p-X-- C6H4CH2Br]

Meningkatkan kemampuan menarik electron dari substituent X dengan kemampuan

mendonorkan electron dari substituent Y5.

Reaksi adisi oksidasi merupakan aplikasi katalitik dalam [ Co(CN)5]3- reduksi

katalisis oleh halida organik oleh [CoH(CN)5]3- yang melalui mekanisme rantai radikal

bebas.

11

[Co(CN)5]3- + RX [CoX(CN)5]3- + R.

R. + [CoH(CN)5]3- RH + [CO(CN)5]3

RX + CoH(CN)5]3- [Co(CN)5]3- RH + [CoX(CN)5]3-

Pada persamaan (a) sampai (c) reaksi adisi oksidasi dari H2 ke [CO(CN)5]3-adalah

2[CO(CN)5]3- + H2 [(NC)5Co…H…Co(CN)5 2[CoH(CN)5]3- .......(h)

Hukum reaksi orde tiga, k[H2][Co(CN)53-]2 termasuk reaksi secara langsung

dimana gaya yang terjadi untuk disosiasi dari ikatan H2 yang disediakan pembentukan

secara langsung dari dua 240 kj/mol ikatan Co – H. karena langkah awal dalam

mekanisme analog dengan persamaan (a) dan ( b) menjadi penghalang reaksi (ca. 190

kj/mol)

Reaksi (h) merupakan jalur yang penting untuk aktivasi H2 yang merupakan

aplikasi katalitik dalam [Co(CN)5]3- hidrogenasi katalitik dari subtrat seperti

butadiene dan stirena.

Pembelajaran yang menarik dari reaksi adisi oksidatif dari rendahnya kompleks

spin kobalt dipertinggi oleh reaksi bercabang yang cocok dari turunan vitamin B12 dan

karena itu perlunya system model B12.

Analog reaksi adisi oksidasi ditunjukkan oleh kompleks tertentu dari transisi

logam, khususnya kromium (II) sebagai contohnya:

Cr2+ (aq) + C6H5CH2Br [Cr(III)(H2O)5Br]2+ + C6H5CH2. ( i)

Cr2+ (aq) + C6H5CH2. [Cr(III)(H2O)5 CH2 C6H5]2+ ( j)

2 Cr2+ (aq) + C6H5CH2Br [Cr(III)(H2O)5Br]2+ + [Cr(III)(H2O)5 CH2

C6H5]2+

1.2.5.2 Adisi Oksidatif Dua Elektron

Golongan yang tersebar luas seperti reaksi yang diperkenalkan oleh persegi

planar, koordinasi empat kompleks dengan spin rendah d8. Yang mana secara

oksidatif menambahkan molekul untuk membentuk koordinasi d6

[Pt(II)Cl4]2- + Cl2 [Pt(IV)Cl6]2- ................................... (a)

Rh(I)Cl(PPh3)3 + H2 Rh(III)H2Cl(PPh3)3 ................................... (b)

Ir(I)I(CO)( PPh3)2 + CH3 Ir(III)I2 (CH3)(CO)( PPh3)2 (c)

12

LL

L

L

L

Reaksi adisi oksidatif mempunyai peran yang luas dalam katalisis proses

homogen dan merupakan tahap penting dari aktivasi dan disosiasi dari H - H, C – C

dan ikatan C – H. Berhubungan dengan oksidasi kebalikannya yaitu reaksi eliminasi

reduktif yang mewakili sebuah proses yang penting untuk pembentukan ikatan dan

merupakan langkah pembentukan produk dalam siklus katalitik.

Fakta yang ada mendukung reaksi adisi oksidatif dari H2 (sebagai molekul non

polar yang lainnya) dan halida organik yang berturut – turut merupakan kompleks segi

empat–planar kompleks d8.

H L

H H

H2 L4M

H L

L L

L RX L R

L4Mδ+-----R-----X δ-

L

L

L

Berdasarkan hal tersebut, laju adisi oksidasi H2 secara relatif tidak sensitif.

Khususnya kekuatan mendonorkan elektron dari L. Dimana laju adisi oksidasi dari

halide organic meningkat dengan nyata dengan kemampuan mendonorkan dari L

dengan pelarut polar. Perbedaan stereokimia dari adisi oksidatif, contohnya cis untuk

H2 lawan trans untuk RX juga menngambarkan jarak dari mekanisme ini. Pengaruh

dari variasi logam pada laju adisi oksidatif lebih sedikit sumbernya. tetapi tersedia

untuk mengusulkan data reaktifitas, Ir(I)(5d 8)> Co(I)(3d8)> Rh(I)(4d8)3.

Molekul lain yang melalui adisi okdidasi ke kompleks d8 termasuk HX (X=Cl,

Br, I), R3Si—H dan R3Sn—Cl molekul yang terdiri dari ikatan C—C. Contoh secara

stoikiometri

13

MI

MIII

MIII

Pt(II)Cln + Pt(IV)Cln

Reaksi adisi oksidasi adalah langkah dalam Rh(I) penyusunan ulang dari senyawa

cincin.

Rh(III)

Rh(I) - Rh(I)

.........................(h)

Koordinasi-5, spin rendah, kompleks d10 juga mengalami reaksi adisi-oksidatif,

seperti pada reaksi protonasi berikut ini:

[Mn(CO)5]- + H+ → HMn(CO)5 ..........................(i)

penggantian nukleofilik:

[Mn(CO)5]- + CH3I → CH3Mn(CO)5 + I- ...............(j)

atau eliminasi oksidatif:

IrCl(CO)PR3)3 + R3SiH → IrHCl(SiR3)(CO)(PR3)2 + PR3 .......(k)

Kompleks ion logam seperti Co(I) (terkandung dalam vitamin B12x sering berada

dalam keadaan reakstivitas nukleofilik yg tinggi dalam reaksi seperti pada persamaan

reaksi (j) dan termasuk juga supernukleofil). Tahap protonasi merupakan alur penting

untuk pembentukan hidrida logam, dalam fungsi asam sebagai kokatalis, pada

isomerisasi dan dimerisasi olefin mengkatalisis Rh(I).

Kompleks d10 pada Ni(0), Pd(0), dan Pt(0) dengan pola reaksi adisi-oksidatif yg

analog dengan spin rendah, kompleks d8.

Pt(0)(Pet3)3 + H2 → Pt(II)H2(PEt3)3 ............................(l)

Pt(0)(PPh3)3 + CH3I → Pt(II)I(CH3)(PPh3)2 + PPh3 ...............(m)

Pola yg analog dengan reaksi adisi-oksidatif juga diamati untuk beberapa

kompleks logam transisi, khususnya untuk konfigurasi d2 dan d4.

Cp2Ti(II) + H2 → Cp2Ti(IV)H2 .............................(n)

14

(d2) (d0)

Cp2Mo(II) + H2 → Cp2Mo(IV)H2 ..............................(o)

(d4) (d2)

Seperti pada perhitungan reaksi untuk perubahan isotop yang mengkatalisis

[cpnbH3] menjadi C6H6 dengan D2, berdasarkan skema mekanistik berikut (Cp=C5H5):

....(p)

Sedangkan ada banyak contoh adisi-oksidatif untuk ikatan C-H aromatik pada

kompleks logam [persamaan (h) dan (p)] untuk mengaktifkan hidrokarbon yang

mengandung parafin oleh adisi-oksidatif C-H yang secara umum tidak sukses. Karena

reaksi berkesetimbangan maka reaksi eliminasi alkena dari kompleks cys-

hydroalkymetal, yang pada umumnya terjadi cepat

.........................(q)

Adisi-oksidatif akan muncul sebagai penghalang thermodinamik bukan kinetik.

Kesetimbangan untuk reaksi seperti (q) jelas nampak kelemahan karakteristik ikatan

sigma pada transisi metal-alkyl tersebut.

1.2.5.3 Reaksi Adisi Oksidatif dengan Mekanisme Berantai Radikal Bebas

Pada kasus tertentu, khususnya pada alkil halida sekunder dengan reaksi adisi-

oksidatif langsung akan terjadi halangan sterik, yang kemungkinan keseluruhan

reaksinya merupakan mekanisme berantai radikal bebas:

Inisiasi:

Propagasi:

R + Ir(I) → R-Ir(II)

R-Ir(II) + RX → R-Ir(III)X + R

Reaksi overall:

Ir(I) + RX → R-Ir(III)X

15

Mekanisme seperti itu telah teridentifikasi untuk reaksi adisi-oksidatif

C6H11Br[IrCl(CO)(PPh3)2].

Reaksi adisi oksidatif untuk kompleks binuclear prosesnya juga melalui

mekanisme tersebut:

Rh2(OEP)2 + RX → RRh(OEP) + XRh(OEP) ...............(e)

(OEP=OctaEthylPorphyrin, RX=C6H5CH2Br).

1.2.6 Reaksi Penyisipan

Istilah reaksi penyisipan merupakan suatu design yang lebih besar untuk proses

dimana reaksi keseluruhan sesuai dengan penyisipan dari suatu molekul tak jenuh (X)

ke dalam suatu ikatan dengan ligand logam ( M-Y). Jenis untuk proses yang meliputi

tujuan ini digambarkan secara skematik sbb:

...............................(a)

M-Y + X → M-X-Y ...............................(b)

M-X + Y → M-X-Y ...............................(c)

Kombinasi umum yang meliputi Y=H, X=Olefin, asetilen, atau diena; Y=Alkil,

X=CO; Y=OH atau, X=CO atau Olefin. Reaksi tersebut merupakan tahapan penting

untuk adisi terhadap molekul tak jenuh, dan dengan memegang suatu peran dalam

proses reaksi katalitik seperti hidrogenasi, hidrosilasi, dan hidrosianasi olefins,

karbonilasi, dll.

Banyak mekanisme yg berbeda yg dikenal dalam reaksi penyisipan, beberapa

diantaranya digambarkan sebagai berikut:

Rencana penyisipan:

.............(d)

.......................(e)

16

Pada tahap normal memerlukan ikatan koordinasi untuk menyisipkan molekul

(CO, C2H4, dll) pada atom logam dan karenanya, ketersediaan tempat atau lokasi yang

digunakan untuk ikatan koordinasi perlu dicari. Banyak reaksi hidrogenasi katalitik

dan karbonilasi terproses melalui mekanisme yang mencakup seperti tahap-tahap

berikut:

Serangan nukleofil eksternal:

........................(f)

........................(g)

Reaksi seperti itu mendasari pentingnya tahap-tahap dalam oksidasi CO dan olefins

oleh ion logam seperti Hg(II), Tl(III), dan Pd(II).

Mekanisme radikal bebas:

Contoh untuk mekanisme ini: (dimana X=CN, Ph, COOR, dll)

Kelemahan karakteristik ikatan hidrogen-logam (250kJ) bersifat edotermik

karena adanya transfer atom H dari hidrida logam ke olefins seperti pada styrene yang

relatif rendah (80kJ). Mekanisme penyisipan olefin ini tidak memerlukan ketersediaan

lokasi koordinasi, karena tidak berlaku untuk hidrida logam seperti [HMn(CO)5] atau

[HCo(CN)5]3-. Pada sisi lain, energi yang digunakan untuk transfer atom H diabaikan

kecuali jika menghasilkan yang radikal distabilkan oleh substituent seperti CN, OH,

atau COOR. Mekanisme seperti itu cenderung terbatas untuk menghubungkan olefins

tidak jenuh alfa beta dan tidak digunakan untuk ikatan rangkap terisolasi. Mekanisme

radikal seperti transfer hidrogen diusulkan menggunakan tahap-tahap seperti pada

Hydrogenasi styrene yang mengkatalisis [Hco(CN)5]3- dan pada Hydrogenasi arenes

yang mengkatalisis [Hco(CO)4] dan hydroformylasi styrene.

17

2. Tipe-tipe Katalis

2.1 Katalis Padat

2.1.1 Katalis Logam

2.1.1.1 Kristal Logam Dan Film

Logam transisi, khususnya golongan platinum, adalah katalis penting ynag

menampilkan berbagai peran katalitik dan selektivitas pada beberapa nproses

skala industri.

Tabel 1 contoh katalis dan reaksi katalis

Katalis Reaksi

Pt,Pd,Rh,Ni

Rh kompleks

Co kompleks

Cr2O3(permukaaan)

Ru, Fe(permukaan)

Pt , Cr2O3(permukaan)

Pt. Ni (permukaan)

Fe, Co(permukaan)

Cu didukung oleh ZnO(permukaan)

Mo, W,Re kompleks

Ti, Zr kompleks

Resin asam sulfonat

SiO2-Al2O3, asam zeolit

SiO2-Al2O3,asam zeolit

AlCl3(permukaan)

Hidrogenasi alkena dan arenes

Hidrogenasi alkena, hidroformilasi

alkena,kabonilasi alkohol , hidrokarboksilasi

alkena

Hirogenasi alkena dan arenes,

HidroformilasiHidrogenasi alkena dan arene

Hidrogenasi alkena

3H2 + N2→ 2NH3

n-C7H16→ + 4H2

→ + ½ H2

CO + H2→alkana+alkena+H2O

CO +2 H2→CH3OH

Alkena metatesis

Alkena polimerisasi

Isomerisasi alkena dan polimerisasi

Dehidrasi alkohol

18

ZrO2 sulfat

CO3+, Mn3+ kompleks

Pt, V2O5

Ag(permukaan)

Campuran oksida dari Bi dan Mo

Alkana ,alkil(alkana-alkena)

Disproporsionasi alkana

Isomerisasi alkana

Oksidasi alkena parsial

Oksidasi CO, SO2,dan hidrokarbon

H3C=CH2 + ½ O2→

Oksidasi alkena parsi

Beberapa proses industri terbesar logam katalis sering digunakan dengan

dispersi yang rendah (sebagian kecil dari atom logam terpapar pada permukaan).

Logam film, kabel, serbuk, dan kristal semuanya digunakan, meskipun bentuk-

bentuk khas katalis teknologi kristalit kecil sangat tersebar pada pendukungnya.

Sebagai contoh, Pt kristal tunggal telah disebarkan pada berbagai

permukaan seperti ditunjukkan Gambar 1. Permukaan yang telah dibersihkan

secara ketat dalam ruang vakum, komposisinya ditentukan oleh spektroskopi

elektron Auger, strukturnya ditentukan oleh LEED, dan diukur dalam katalitik

reaksi on-heptan. Hasilnya menunjukkan struktur hidrogenasi kepekaan reaksi,

yang berhubungan dengan situs ketegaran, dan struktur ketidakpekaan isomerisasi

dehidrogenasi dan reaksi. Mengilustrasikan struktur nonuniformity yang khas

katalis permukaan. Lokasi tempat terjadinya katalisis disebut pusat aktif .

Hasil ini berhubungan dengan aktivitas katalitik dengan katalis struktur

permukaan. Hasilnya secara sempit terbatas pada permukaan logam di bawah

ultrahigh vacumm karena teknik LEED tidak dapat diterapkan. Ketika membawa

kontak dengan reaktan pada tekanan yang lebih tinggi, permukaan katalis

biasanya mengalami perubahan drastis, hidrokarbon reaktan seperti n-heptana. Pt

bereaksi dengan memberikan pelapis karbon stabil yang mencakup sebagian besar

permukaan, sangat mengubah reaktivitas dan menjadikan struktur jauh lebih rumit

daripada logam kristal tunggal. Reaktan serta ikatan muncul oleh korosif

chemisorptions, dimana struktur permukaan logam secara signifikan berubah.

Film dan serbuk logam dalam prakteknya jarang sekali digunakan tetapi

gauzes sering digunakan, misalnya, dalam oksidasi NO untuk pembuatan asam

19

nitrat. Katalis Pt sangat aktif sehingga laju reaksinya sangat ditentukan oleh

kecepatan reaktan.

2.1.1.2 Katalis Logam Penyangga

Katalis logam biasanya digunakan sebagai kristalit kecil, tersebar di

permukaan tinggi dukungan berpori seperti asγ-Al2O3, SiO2, atau carbon1-3.

Kristalit seperti katalis yang tak homogen dalam ukuran dan struktur, kristalit

dimensi dapat berkisar dari kurang dari 1 nm hingga puluhan nanometer. Kristalit

paling kecil ukurannya sekitar 1 nm dan kristalit Pt rata-rata ukuranya 10 nm,

dispersi adalah sekitar 0,1.

Gambar.1 permukaan Kristal tunggal dari Pt,pelekat disebarkan pada petak-petak (A)

dan tingkatan, kekusutan, dan petak-petak(B).

Ada beberapa alasan mengapa logam yang disebar lebih disukai:

20

1. Semakin besar dispersi, semakin besar fraksi (biasanya mahal) atom logam

yang terlibat dalam katalisis.

2. Untuk struktur-reaksi sensitif (seperti alkana hidrogenolisis) aktivitas per unit

luas permukaan logam kristalit tergantung pada ukuran, asalkan kristalit relatif

kecil.

3. Selektivitas misalnya, laju relatif terhadap hidrogenolisis dari dehidrogenasi

(keduanya dari reaksi yang penting dalam perubahan destilat minyak bumi)

mungkin juga tergantung pada ukuran kristalit.

4. Pengaruh yang mendasari dukungan (yang dapat dianggap sebagai multidentate

ligan) meningkat dengan berkurangnya ukuran kristalit, dan sangat dispered

tertentu logam pada dukungan oksida logam dasar selektivitas (CO

hidrogenasi) dapat diubah oleh perubahan-perubahan signifikan dalam

menyangga.

5. Ketika bimetal katalis diterapkan, komposisi dan struktur permukaan logam

(karena itu,aktivitas katalis) dapat berbeda untuk kristalit berbeda ukuran.

Logam digunakan sebagai katalis yang dapat dikarakterisasi oleh

mikroskopi electron(asalkan distribusinya terdiri dari ukuran logam), perluasan

garis difraksi sinar x ( asalkan ukuran-ukuran rata-rata untuk kristal yang lebih

besar 4 nm) dan spesifik chemisorbsi dengan komponen seperti H2 atau CO

(asalkan diperkiirakan terlindung daerah logam) (versus/lawan luas permukaan

logam plus pengembang).

Spektroskopi juga membebrikan informasi tentang struktur pengembang

logam. EAXFS (secara luas penyerapannya struktur sinarnya tajam). Teknik ini

digunakan untuk membantu menetapkan ukuran struktur kristal, dan spektroskopi

IR memberikan karakteristik struktur yang mengabsorbsi spesies kimia.

Tantangan untuk menentukan struktur dibantu oleh logam besar karena

ketidakseragaman kristal logam dihampir semua katalis.

Kristalite sinter (agregat dari kristalit besar) diperoleh dari suatu proses

termasuk migrasi pengembang dan fase uap yang berpindah menjadi komponen

logam yang menguap. Sejak sintering secara tidak langsung kehilangan luas

permukaan dan oleh karena itu kehilangan aktifitas katalitik. Katalis logam

21

pengembang mempunyai ciri khusus/khas yaitu dapat diperbaharui. Pada proses

ini ada cara lain yaitu dipanaskan di O2 untuk membentuk material CO2 yang

dikumpulkan dipermukaan (disebut batu arang) dan dibolehkan untuk reaksi

dengan komponen (HCl dan O2 didapam Pt) bahwa bentuk spesies yang mudah

menguap tidak dikembalikan kemudian direduksi untuk memperoleh logam yang

menggumpal. Untuk kedua dasar sintering dan dasar pengumpulan batu arang

mempengaruhi stabilisasi katalis. Kestabilan dipengaruhi oleh racun (kompen

yang terkandung sulfur) sekarang direaksikan secara campuran.

Katalis pengembang dengan dua logam dipelajari secara intensif; banyak

lelebihan yang digunakan untuk aplikasi dalam industri Re-Pt/Al2O3 dan dua

logam lainnnya yang dibentuk ulang menjadi nafta. Mencampur sampai kira-kira

terjadi perubahan yang cukup distruktur elektronik komponen campuran 1-3, dan

pengaruh kemisorbsi kuat ikatan hanya sedikit. Bagamanapun juga secara drastis

strukturnya berubah yang diserap serap spesies. Perubahan katalis ini adalah

lansung berubah dipermukaan komposisi yang disebabkan oleh sifat komponen

awal untuk efek geometric. Ada sesuatu sifat penting untuk sisi aktif katalis, yaitu

ensembles permukaan atom lebih baik dari 1 atom.

Contoh Katalis ganda adalah jenis Pt/Al2O3. Permukaan Pt adalah sisi aktif

katalis untuk alkana dehidrogenasi dan alkena hidrogenasi, dan bantuan asam

yang aktif untuk reaksi isomer alkena. Katalis optimum mewakili penyeimbangan

fungsi terpisah ; aktifitasnya adalah bermacam-macam diantaranya daerah

permukaan masing-masing dan kekuatan donor proton Al2O3 yang mana dapat

ditingkatkan oleh penggabungan klorit didalam permukaan oksida. Alkena,

dibentuk oleh alkana dehidrogenasi didalam permukaan logam, perpindahan

dengan cepat dekat oleh alkana sisi asam didalam permukaan pengembang logam,

dimana meraka reaktif lagi, alkena adalah kunci lanjutan katalis.

2.1.2 Oksida Logam Dan Katalis Sulfida Logam

Katalis padat yang paling umum adalah oksida logam. Katalis ini

merupakan pengembang inert . Dalam golongan oksida logam, paling banyak

katalis aktif ditemukan ; oksida termasuk asam dan basa

22

hidrogenasi/dehidrogenasi katalis, bagian hidrokarbon katalis oksidasi, dan lain-

lain.

Alumina, silica, magnesia dan oksida lainnya yang digunakan sebagai

katalis biasanya adalah padatan yang daerah permukaannya lebar (tipe 3X105 m2

/kg). permukaannya adalah batas kumpulan kecil kristal. Disela-sela kumpulan

ada pori-pori. Pori-pori dengan diameternya < 2 nm biasanya disebut yang

diameternya antara 2 dan 5 nm mesopori dan yang lebih besar dari itu makropori.

Katalis oksida logam digunakan dalam bentuk silinder (extrudates) dengan

dimensi partikel yang ditentukan oleh hidrodinamik (khususnya penurunan

tekanan.

Struktur kristal sinar X dari oksida logam sering digunakan sebagai

penentu didalam katalis. Struktur permukaan kadang-kadang dapat digambarkan

dari struktur yang besar, tetapi struktur umum permukaan oksida logam disusun

dan sangat tidak beragam, dengan oksida dan permukaan sisi aktif katalis yang

lain hanya terdapat pada fraksi yang kecil dipermukaan dikarakterisasi.

Permukaan Al2O3 juga menghubungkan beberapa sisi dasar, yaitu gugus –

OH dan O2- sebagai akseptor elektron. Ada cakupan yang luas tentang

karakteristik katalis berdasarkan gugus asam-basa pada permukaan katalis.

Kemajuan pengetahuan tentang permukaan Al2O3 dan senyawa oksida lainnya

menjadi semakin lambat karena komplaksitas permukaan dan kurangnya

kepastian teknik karakterisasi.

Banyak oksida logam (SiO2, MgO, Cr2O3, dan lain-lain) yang mirip

dengan Al2O3 (dalam/dalam hal) yaitu sama-sama diakhiri (terminated) oleh

gugus –OH, ion O2- dan koordinasi tidak jenuh ion logam. Hal ini menunjukkan

banwa ion logam bertanggung jawab dalam kekhasan karakter katalis pada

permukaan oksida tertentu.

Banyak oksida logam dikatakan amorf karena kumpulan kristalnya kecil-

kecil tidak dapat memberikan pola difraksi sinar-X yang tajam, tetapi terdapat

pengecualian, yaitu kristal aluminosilika (zeolit). Zeolit berkaitan dengan silika-

alumina (baik AlO4 maupun SiO4 membentuk geometri tetrahedral), dimana silika

23

dan alumina memiliki struktur yang lebih jelas dibandingkan katalis logam oksida

yang amorf.

Ketika 24 SiO4 atau AlO4 yang bergeometri tetrahedral dijadikan satu

hasilnya adalah sebuah struktur oktahedral terpotong (segi delapan) yang disebut

sangkar “sodalite”. Ketika bujur sangkar ini disusun dalam susunan teratur yaitu

tiap sisi persegi (persegi yang tersusun atas cincin oksigen) saling dihubungkan

melalui jembatan ion oksigen, maka terbentuk struktur zeolit A. Kristal zeolit A

memiliki susunan molekul yang sangat teratur dalam skala pori. Lubang ada

delapan yang tersusun atas cincin iksigen yang mempunyai diameter 0,42 nm dan

membentuk rongga yang disebut supercage (sangkar super) yang dikelilingi oleh

delapan sangkar “sodalite”. Rangga ini cukup luas sehingga diibaratkan dapat

terisi oleh sebuah lingkaran berdiameter 1,1 nm.

Zoelit yang memiliki aplikasi yang lebih luas dalam kimia katalis adalah

faujisities, yang termasuk zoelit X dan Y. tiap sangkar “sodalite” dihubungkan

dengan empat sangkar “sodalie” lainnya, melalui enam jembatan ion oksigen pada

sisi heksagonal dua sangkar “sodalite”. Supercage dikelilingi oleh sepuluh

sangkar “sodalite” yang cukup luas sehingga diibaratkan dapat terisi sebuah

lingkaran berdiameter 1,2 nm dan lubangnya ada dua belas tersusun dri cincin

oksigen berdiameter 0,74 nm.

Jenis katalis zeolit lainnya yang juga tidak kalah penting adalah ZSM-5,

yang memiliki struktur pori dengan lubang antara zeolit A dan faujisities.Studi

tentang difraksi sinar-X telah menentukan struktur zeolit termasuk kerangka

strukturnya dan posisi kation dalam bujur sangkar yang harus ada untuk

mempertahankan kenetralan muatan. Spektroskopi IR telah digunakan untuk

menentukan detail dari permukaan kimiawi, termasuk karakterisasi gugus fungsi

yang sama yang terdapat pada Al2O3 dan SiO3- Al2O3, dengan melihat absorbansi

dari molekul-molekul organik di dalamnya.

Dalam katalis modern menggabungkan banyak komponen dalam jumlah

yang besar seperti Co, Fe, Bi, Mo, Na, Ba, P dan O. industri katalis ammoksidasi

yang pertama adalah cukup sederhana. Komposisi utamanya adalah Bi, Mo dan O,

sedangkan saat ini sebagian besar katalis tersusun atas U, Sb dan O.

24

Usulan struktur dari USb3O10 menjadi sisi katalitik yang aktif yang ada

pada katalis. Struktur ini mengilustrasikan kompleksitas katalis komersial, Sb ada

dalam 2 lingkungan yang berbeda, sedangkan O ada dalam 4 lingkungan berbeda.

Mekanisme oksidasi dan ammoksidasi propena (akrolein) pada permukaan

campuran oksida melibatkan pembentukan spesi alilik dari propena yang

terkoordinasi tidak jenuh sisi kation pada permukaan. Langkah berikutnya

melibatkan transfer elektron dan atom oksigen. Banyak katalis oksidasi parsial

memperbolehkan oksigen dalam fasa gas tergabug ke dalam kisi-kisi, selanjutnya

atom oksigen tersebut bermigrasi melalui kisi-kisi tersebut untuk didonorkan ke

hidrokarbon pengabsorpsi. Dalam hal ini, ada transfer elektron melalui kisi.

Permukaan katalis menyediakan oksigen reaktif dalam jumlah yang terbatas

sehinggga produk organik yang teroksidasi secara parsial dapat dilepas sebelum

oksidasi lebih lanjut.

Katalis industri pada awalnya ada campuran oksida Mo dan Co yang

didukung pada γ-Al2O3. Keberadaan gas H2, H2S dan senyawa organobelerang

(yang dapat membebaskan gas H2S) menyebabkan permukaan oksida pada katalis

diubah menjadi permukaan sulfida. Katalis tersusun atas Kristal kecil dari Mo

yang tersebar pada Al2O3. Beberapa logam juga ada pada tepi kristal MoS2 dan

membentuk sisi katalitik.

2.3. Katalis yang dapat Larut

2.3.1. Keuntungan Selektifitas

Pada tahun 1970, istilah katalis homogen diartikan sebagai katalis asam-

basa berdasarkan jenis katalis. Sejak saat itu, katalis homogen terutama merujuk

pada katalis kompleks logam transisi, dimana telah menjadi kompleks objek

penelitian yang intensif.

Proses industri yang pertama melibatkan katalis kompleks logam transisi

yang secara luas terfokus pada perubahan (konversi) etana, tetapi hal itu tidak

penting lagi. Banyak proses saat ini yang melibatkan konversi alkena dan gas CO,

termasuk proses berikut:

25

1. Proses Wacker, dimana proses berlangsung dengan adanya keberadaan

paladium dan kompleks tembaga dalam larutan.

2. Proses vinil asetat, mirip dengan proses Wacker, proses berlangsung dalam

larutan paladium dan kompleks tembaga.

3. Proses oxo (hidroformilasi), berlangsung dengan adanya kompleks Co dan

Rh.

Keuntungan utama katalis homogen kompleks logam transisi adalah

selektifitasnya yang tinggi yang muncul ketika ada satu siklus katalitik yang

predominant. Jarang ditemukan kombinasi logam dan ligan yang memberikan

sensitifitas yang tinggi, aktivitas dan kestabilan yang baik. Logam Rh mampu

dengan mudah membentuk kombinasi yang sangat baik antara selektifitas dan

aktivitas yang dihasilkan untuk reaksi yang melibatkan alkena, gas H2 dan/atau

CO.

Permukaan katalis biasanya kurang selektif dibandingkan molekul katalis,

karena permukaan katalis tidak seragam, memiliki banyak jenis sisi katalitik dan

terjadi lebih dari satu siklus katalitik. Kita dapat menetapkan tingkatan dari katalis

berdasarkan karakteristik selektifitasnya. Tingkatan terendah untuk molekul

katalis sederhana, diikuti oleh enzim tertinggi dan seterusnya sehingga makin

kompleks molekul katalis dengan pola struktur yang tepat maka makin selektif

katalis tersebut, sampai pada batas sifat alamiah katalis enzim. Perkembangan dari

peningkatan selektifitas meolekul katalis diharapkan dapat mengikuti

perkembangan sintesis anorganik dan organometalik. Kemajuan selektifitas

permukaan katalis juga dapat mengikuti perkembangan tersebut, dengan

ditemukannya metode sintesis struktur molekul pengemban yang spesifik.

Pentingnya selektifitas dan kemampuan memodifikasi katalis untuk

meningkatkan selektifannya dapat diilustrasikan oleh proses oxo. Pembentukan

rantai lurus aldehid yang diinginkan diikuti dengan pembentukan rantai cabang

aldehid dan produk samping lainnya. Penggabungan yang sangat besar ligan

fosfin ke dalam kompleks CO menjadikan katalis lebih selektif untuk

menghasilkan produk berantai lurus karena adanya efek sterik. Kompleks Rh

dengan ligan trifenil fosfin dapat memberikan selektifan >90% untuk aldehid

26

rantai lurus ketika kelimpahan ligan trifenil fosfin yang digunakan berlebih. Hal

ini dapat dilihat di industri pada proses hidroformilasi propena.

Efek sterik atom pusat Rh yang dikelilingi oleh ligan sepit difosfin

mengakibatkan terjadinya hidrogenasi asimetrik. Katalis jenis ini biasa

diaplikasikan untuk produksi komersial L-dopa, yaitu suatu obat yang digunakan

untuk pengobatan penyakit Parkinson. Hal ini adalah tonggak sejarah yang

mewakili teknologi katalis dengan desain molekuler yang rumit.

Penelitian saat ini tentang katalis homogen menekankan pada identifikasi

dan pengembangan kompleks logam transisi untuk sintesis gas (CO + H2) dari gas

alam atau batu bara dan sumber hidrokarbon lainnya dengan cara gasifikasi.

Katalis padat digunakan pada pengubahan CO + H2 menjadi metanol, campuran

hidrokarbon (produk Fischer-Tropsch) atau produk lainnya, tetapi tetap

dibutuhkan katalis yang lebih baik.

Kompleks ruthenium mengubah CO + H2 menjadi metanol. Kompleks

Rhodium pada kondisi tekanan yang sangat tinggi mengkatalisis pembentukan

metanol dan etilen glikol dalam jumlah yang besar. Spesi aktif katalitik dapat

berupa klaster karbonil rhodium. Klaster logam termasuk jenis katalis yang

menjanjikan untuk proses hidrogenasi CO karena di sekitar atom pusat logam

memberikan beberapa properties dari permukaan logam, tetapi kebanyakan klaster

logam tidak stabil di bawah kondisi praktis.

2.3.2. Proses Teknik dan Masalah Recovery Produk

Terdapat banyak karakteristik dari proses teknik yang menyatu dengan

proses kimia ini.

1. Reaksi berlangsung di bawah kondisi sejuk, pada tekanan ~2x106 N/m2, suhu

~425 K. Suhu yang makin tinggi memerlukan tekanan yang makin tinggi pula

untuk mempertahankan fasa cair dan tekanan yang tinggi secara tidak

langsung menyebabkan tingginya biaya proses. Di lain pihak, katalis padat

yang cukup stabil terhadap suhu tinggi dapat digunakan pada tekanan rendah

dengan reaktan mengalir pada fasa gas.

27

2. Reaktan merupakan molekul-molekul kecil (missal CO, H2, H2C=CH2, dan

O2), kebanyakan berupa gas di bawah kondisi lingkungan sekitar. Oleh karena

katalis dapat larut dalam cairan, maka gelembung-gelembung udara dari

reaktan harus dimasukkan ke dalam cairan. Desain reaktor yang digunakan

harus dipertimbangkan efisiensi transport reaktan dari bentuk gelembung-

gelembung udara ke dalam cairan. Hal ini memerlukan produksi segerombol

gelembung udara pada pengaduk reaktor. Reaktor alir kontinyu seringkali

berupa tangki pengaduk atau tabung panjang dan sempit, yang mengandung

pembungkus padat untuk menyebarkan cairan yang mengalir dan

membawanya pada kecepatan pengadukan. Tanpa ketentuan tentang efisiensi

kontak gas-cairan dan dengan kecepatan reaksi fasa cair (distribusi produk)

yang teramati dapat dibatasi dengan mengangkut reaktan di antara fasa-fasa.

Hasil dari desain reaktor yang kurang baik tersebut memberikan pengaruh

kesalahan pada aktivitas katalitik dan selektifitas. Buku teks tentang teknik

kimia standar menyediakan petunjuk untuk interpretasi data dan desain

reaktor yang tepat.

3. Oleh karena kebanyakan reaksinya adalah eksoterm, membebaskan 120 s.d.

200 kJ/mol dari reaktan. Pengaduk cair medium menghasilkan aliran panas

berpindah dari reaktan.

4. Larutan reaktan yang korosif memerlukan material yang mahal seperti Ti dan

stainless steel. Oleh karena itu, didesain suatu proses sehingga dapat

meminimalisir korosi tersebut.

2.4. Kompleks Logam Pengemban

2.4.1. Polimer sebagai Pengemban

Beberapa keuntungan polimer organik sebagai senyawa pengemban

katalis:

1. Polimer dapat dengan mudah berfungsi dalam pengikatan gugus katalitik.

2. Polimer hidrokarbon merupakan pengemban yang bersifat inert, dikenal

sebagai gugus katalitik spesifik yang dapat mengarahkan pembentukan

sebuah katalis yang selektif.

28

3. Polimer dapat dibuat dengan bahan fisika dalam jumlah yang banyak dan

dirancang untuk perlawanan optimum untuk memindahkan molekul produk

dan reaktan dan untuk interaksi-interaksi yang optimum diantara gugus-gugus

katalitik.

Pada umumnya pengemban polimer berupa gel, yang mudah disusun, dan

merupakan struktur padatan makromolekul yang lemah. Sebuah gel mungkin

mengembang (swelling) beberapa kali ketika berinteraksi dengan pelarut yang

memiliki afinitas yang kuat. Sebuah gel yang mengembang menyerupai cairan dan

ikatan gugus katalitik dalam gel itu mungkin berperan seperti gugus katalitik

dalam larutan.

Polimer juga dapat dibuat dengan struktur yang kaku dan berpori. Padatan

polimer dengan luas permukaan yang tinggi (kira-kira 106 m2/kg) dan secara

signifikan pori-porinya lebih lebar daripada celah diantara untaian dalam sebuah

disebut macroporous.

Sebagian besar pengamban polimer pada umumnya berikatan silang

polistirena, biasanya agen pembentuk ikatan silang ini adalah divinilbenzena.

Secara komersial tersedia polimer termasuk gel dengan ikatan silang dalam

rentang 1 sampai >10% divinilbenzena. Makropori poli(stirena-divinilbenzena)

dan poli(stirena-etilvinilbenzena-divinilbenzena) biasanya memiliki persen ikatan

silang yang lebih tinggi. Banyak sampel khususnya pada polimer makropori

terkontaminasi senyawa pengemulsi (emulsifier) dalam proses polimerisasi dan

senyawa itu dapat bercampur dengan rancangan sintesis untuk memasukkan gugus

katalitik dan untuk proses katalisis itu sendiri. Cara alternatif lain, polimer gel

dapat dibuat di laboratorium dengan atau tanpa air.

Gugus-gugus fungsional dapat dimasukkan ke dalam ikatan silang oleh

monomer-monomer yang dihubungkan dengan stirena dan divinil benzena. Reaksi

antara stirena, divinil-benzena, dan p-bromostirena membentuk kopolimer yang

hampir random.

Pada umumnya, katalis kompleks logam transisi dimasukkan secara

langsung ke dalam polimer seperti poly(stirena-divinilbenzena). Contohnya

brominasi cincin berlangsung dengan baik dengan kehadiran ion Ti3+ , dan gugus

29

–CH2Cl dapat dimasukkan melalui reaksinya dengan klorometilmetil eter . Gugus

–CH2Cl dengan mudah diubah menjadi amina melalui reaksinya dengan amina

sekunder membentuk amina tersier. Gugus –CH2Cl dapat diubah menjadi

phospine melalui reaksinya dengan LiPPh2.

Kompleks logam dimasukkan dalam polimer dihubungkan oleh assosiasi

ligan sederhana atau pertukaran ligan. Alternatif lain adalah dengan tingginya

ikatan silang polimer makropori, gugus-gugus mungkin terikat hampir secara

eksklusif dekat dengan permukaan dalam (internal).

Kompleks rhodium aktif dalam hidrogenasi alkena, hidroformilasi alkena

dan kehadiran kokatalis CH3I, karbonilasi metanol, dsb. Oleh karena itu,

pengemban polimer sebagai katalis homogen yang berlangsung dengan kelebihan

ketidaklarutannya sehingga katalis mudah dipisahkan.

Prinsip umumnya adalah kemiripan kelarutan dan pengikatan gugus

katalitik . Sebuah pengemban katalis yang kaku terkadang dapat membuat

kemungkinan reaksi yang tidak berlangsung dalam larutan. Contohnya katalis

yang dibuat melalui tingginya pembentukan ikatan silang poly(stirena-divinil

benzena).

Reduksi dengan butillitium membentuk sebuah katalis hidrogenasi,

rupanya kompleks Ti dengan koordinasi tidak jenuh untuk mengikuti pengikatan

reaktan hidrogen dengan alkena. Molekul ini analog dengan kompleks titanocen

yang tidak aktif sebagai katalis dalam larutan, sejak terbentuk ikatan Ti-Ti dan

oligomer atau polimer menghasilkan senyawa koordinasi tidak jenuh yang

dibutuhkan dalam pengikatan reaktan.

Contoh inhibisi sendiri dari sebuah katalis sebagai peran pengemban kaku

yaitu mensabilkan koordinasi tidak jenuh oleh pelipatan di dekat gugus katalitik

satu dengan yang lain. Apabila pengemban dan larutannya bersifat terlalu

fleksibel, maka katalis tidak dapat berfungsi. Polimer merupakan pengemban

katalis yang unik karena sifat-sifat fisikanya dapat divariasi sangat banyak.

Polimer dengan ikatan silang yang rendah telah merujuk pada pembuatan logam

tersubstitusi tinggi (khelat). Misalnya 2 % ikatan silang poli(stitena-

divinilbenzena), sebuah kopolimer blok dibuat dengan p-stirildifenilfosfin,

30

mengikuti kelompok dengan tetrasubstituen H4Ru4(CO)8(Ph2P)4- .. Kelompok

monosubstitusi dibuat dengan polimer yang gugus –PPh2 terdistribusi secra

random dalam konsentrasi yang rendah. Ketika substitusi phosphin pada

kompleks Rh divariasi oleh perubahan sifat fisika polimer, maka ada perubahan

selektifitas dalam hidroformilasi alkena.

Karena polimer mudah digunakan, polimer berpeluang dalam mendesain

katalis bifungsional atau multifungsional. Contoh katalis bifungsional dalam

karbonilasi metanol adalah poli(stirena-divinilbenzena) yang bergabung dengan

kompleks Rh dan gugus pseudohalida yanga analog dengan CH3I.

Hanya sedikit polimer yang ditemukan dalam industri. Semuanya

termasuk asam kuat, dan digunakan pada proses alkilasi fenol, reaksi kondensasi

fenol-aseton menjadi bisfenol A, dan perubahan metanol dan isobutilen menjadi

metil-t-butileter.

Polimer bergabung dengan kompleks logam, termasuk di dalamnya katalis

hidroformilasi bergabung dengan Rh(I), mengalami evaluasi komersial tetapi

tingkat stabilitasnya berkurang bahkan ketika logam terikat dengan pengemban

melalui lebih dari satu ligan. Pelepasan Rh dari polimer ke dalam larutan reaktan

yang membuat aplikasinya secara komersial menjadi tidak ekonomis. Polimer

juga berkurang stabilitas mekaniknya dan tidak dipakai dalam reaktor stirrer dan

polimer tidak tahan pada temperatur tinggi yang dihasilkan dari reaksi eksotermis.

2.4.2 Pengemban Oksida Logam

Ketidakstabilan pengemban polimer memunculkan ide penggunaan

padatan anorganik untuk spesies pengemban molekul katalis. Metode ini telah

dikembangkan dalam penggunaan permukaan SiO2 dan oksida logam yang lain

dengan gugus seperti Phosphin. Serendah-rendahnya kereaktifan permukaan

senyawa oksida (misalnya silika gel), adalah lebih reaktif dibandingakn

pengemban polimer hidrokarbon.

Gugus amina, phosphin, thiol, dan gugus lain dapat dimasukkan ke dalam

permukaan oksida logam melalui reaksi yang melibatkan permukaan gugus –OH.

31

Kelebihan dari kompleks logam yang terikat pada pengemban oksida

melalui penambahan ligan organik adalah kompleks logam terikat secara langsung

pada permukaan oksida. Kompleks logam mononuklear sebagai pengemban

mengkatalisis polimerisasi alkena, metatesis, dan hidrogenasi. Polimerisasi katalis

yang menggabungkan kompleks Cr atau Zn digunakan secara komersial dalam

produksi polietilena. Ziegler merupakan tipe katalis yang menggabungkan

permukaan kompleks Ti, digunakan dalam produksi stereoregular polipropilena.

Preparasi kompleks Cr pengemban melibatkan 1 atau 2 permukaan gugus

OH. Secara koordinatif senyawa tidak jenuh diturunkan dari struktur katalis

polimerisasi etena.

Kompleks logam polinuklear sebagai pengemban telah dibentuk pada

SiO2, Al2O3,dan MgO. Kelompok pengemban tersebut mengkatalisis isomerisasi

alkena dan hidrogenasi CO. Kelompok logam pengemban menarik perhatian

karena strukturnya yang unik dengan logam pusat tetangga, zat antaranya berupa

bentuk antara kompleks logam mononuklear pengemban dan kristal logam.

2. 5 Transfer Fase Katalis

Transfer Fase katalis merupakan perpindahan reaktan melewati cairan-cairan

yang saling berhubungan dan digunakan ketika reaktan memiliki perbedaan karakter

kelarutan yang cukup jauh oleh karena itu tidak dapat dibawa secara bersamaan pada

waktu yang sama pada konsentrasi tinggi dalam beberapa fase cairan tunggal. Manfaat

dari transfer fase katalis adalah dapat mengeliminasi kebutuhan dari pelarut anhidrat.

Alkil Halida, RX(larut dalam pelarut organik tetapi tidak dapat larut dalam

pelarut air), dan ion anorganik seperti OH- atau X-(larut dalam air, tetapi tidak larut

dalam pelarut organik) dapat bereaksi mendekati hubungan diantara pelarut air dan

pelarut organik dan transfer fase katalis dapat mempercepat terjadinya reaksi cukup

besar dengan membawa pasangan reaksi ke dalam hubungan yang lebih

efisien.Mekanisme reaksi dari transfer fase katalis dalam reaksi adalah

RX+Y- RY+X-

Pembawa transfer fase adalah Q+, yang memiliki afinitas lebih besar dalam

pelarut organik seperti ion tetraalkylphosponium[C16H33P+(C4H9)3], ion

tetraalkilamonium atau agen kompleks seperti eter mahkota mampu larut dalam

32

pelarut organik dan garam logam alkali organik bahkan larut dalam pelarut organik

nonpolar. Fungsi eter adalah penyedia kation dalam struktur kompleks organik.

Y- lebih lipofilik daripada X-. Kation Q+ migrasi dengan anion Y- dari fase dalam

pelarut air menuju fase mendekati (cair-cair) menuju fase organik dan bereaksi dengan

RX. Dalam fase organik, pasangan ion Q+Y- hanya sedikit larut atau terbentuk agregat

dan ion Y-. Oleh karena itu, menunjukkan kereaktifan yang cukup tinggi dengan RX.

Setelah reaksi kation berlangsung secara katalitik membentuk pasangan ion dengan X-

(Produk) dan membawa kembali melewati hubungan menuju fase polar.

Pemilihan ion Q+ secara tepat dapat menyebabkan Ia mempunyai afinitas yang

lebih kuat pada fase organik di mana ia mampu berada di sana dan di sekitarnya.

Representasi sederhana ditunjukkan pada contoh 1B. Jadi, memperkirakan peran Q+.

Ion Ini menghubungkan dengan ion Y- pada batas hubungan, mentransfer mereka

dalam pasangan ini ke fase organik di mana mereka RX dan menghasilkan X-;Q+

kemudian bergabung dengan X- dan di transfer ke batas hubungan. Di sini terjadi

pertukaran X- dengan beberapa Y-.

Gradien konsentrasi mengendalikan proses transfer perpindahan “produk”. Oleh

karena itu, disebut katalisis. Kunci dalam menaikkan kereaktifan pasangan ion dalam

pelarut organik adalah rendahnya kelarutan.

Contohnya pada transfer fase katalis yang meliputi hidrolisis, kondensasi dan

polimerisasi. Ada banyak aplikasi industri

Berikut adalah reaksinya

C8H17Cl + NaCN → C8H17CN + NaCl

Proses secara kuantitatif selama beberapa jam di bawah pengaruh transfer fase

sedangkan tanpa katalis, produk tidak dapat terbentuk bahkan selama beberapa

minggu.

Transfer fase katalisis, juga bermanfaat untuk generasi karbena dengan keraktifan

yang tinggi:

CH3Cl+NaOH Cl2C

Untuk membentuk nitril, isonitril, dan klorida dengan jumlah yang cukup tinggi.

Transfer fase katalis merupakan kemajuan yang signifikan dalam preparasi

senyawa organik tetapi ada pembatasan dalam prakteknya yaitu agen transfer fase

33

yang menstabilkan emulsi yang membuat produk sulit kembali ke fase awal. Tehnik

variasi disebut katalisis, melibatkan ikatan yang dibawa oleh transfer fase untuk

mendukung seperti polimer. Jika polimer memilki afinitas untuk kedua fase cairan ,

agent transfer dapat berfungsi seperti itu yang tidak muncul dalam polimer, dan

pembentukan produk berlangsung secara sederhana.

2.6 . Katalisis Pada Fase Mikroskopis

Sisi katalitik dari enzim berbentuk 3 dimensi yang fleksibel di mana fungsi

katalis tepat pada posisi dalam hal interaksi dengan molekul reaktan yang multifungsi,

untuk mengeluarkan semua molekul lain yang menyusunnya(sebenarnya). Sintesisi

Bi- dan polimer yang multifungsi menyerupai enzim. Keduanya, organik alami dan

organik sintetik dan katalis polimer organoleptik mempunyai karakter dalam larutan,

fleksibel dan mampu menyesuaikan dengan molekul reaktan dan ikatan yang terjadi

lebih dari satu posisi dan senywa tersebut juga sering tidak larut dan oleh karena itu

terpisah antara reaktan dan produk.

Katalis yang lain memiliki karakteristik “zat antara” antara larutan dan

permukaan seperti digambarkan di bawah ini:

1. Zeolit, padatan kristal yang umum, Pori dalam molekul tersebut termasuk dalam

kelompok katalitik ,ysang dipengaruh sifat katalitik yang unik karena bagian sifat

molekul dari struktur porinya dan karakter larutan yang mirip dengan karakter

porinya.

2. Tanah liat dan grafit, material dengan struktur berlapis yang mempunyai sifat

katalitik yang dapat diatur, juga mempunyai bagian katalitik yang sangat

dipengaruhi oleh pelarut-seperti bagian dalam dari lapisan yang bersufat alami.

3. Cairan pendukung katalis, padatan menyerap cairan yang berlangsung pada pori

yang paling luar bahkan pada temperatur tinggi.

4. Misel, agregat yang mempunyai ciri-ciri khusus dari molekul organik atau ion

yang dapat dimasukkan ke dalam kelompok katalitik, berlangsung secara sendiri-

sendiri “mikroreaktor”di mana kerjanya dipengaruhi oleh distribusi reaktan antara

misel dan cairan di sekitarnya.

34

Katalis menyediakan media mikroskopis tiga dimensi bagi reaksi. Salah satu

contoh yang paling penting adalah zeolit. “faujasites” digunakan dalam petroleum

untuk memproduksi gasolin dan HZSM-5 untuk mengubah metanol menjadi gasolin

dan petrokimia lainnya yang dalam proses dikonversikan ke dalam isomerisasi xylen

dan disproporsionasi toluena.

Senyawa di atas adalah contoh katalis asam basa. Zeolit menunjukkan sifat

katalitik yang sebenarnya dari bentuk amorfnya(silika-alumina) karena bentuk

molekunya seperti dalam ZSM-5 sebagai contoh, molekulnya lebih besar dari

durena(1,2,4,5-tetrametilbenzena) tidak mempunyai bentuk dan bermigrasi melalui

pori. Oleh karena itu, ia tidak termasuk ke dalam produk metanol, yang dihilangkan

mendekati titik didihnya yang tertinggi pada rentang titik didih gasolin.

Kedalaman pori zeolit juga mempengaruhi sifat katalitik alaminya.”faujasite”

dalam bentuk K+, bahkan tidak bersifat asam, mengkatalisis pemecahan alkena.

Distribusi produk dalam pemecahan ini bersifat tetap dengan zat antara yang bersifat

radikal bebas dan mengalami induksi homolitik.

Aktivitas yang tinggi dari zeolit dalam cracking dipicu oleh kelompok asam

melalui zat antara ion karbenium yang diasosiasikan dengan konsentrasi tinggi pada

reaktan pada pori didekat sisi katalitik dan selektivitas yang tinggi untuk pembentukan

hasil hidrokarbon-gasolin dari rata-rata 2 molekul H yang mengalami perpindahan

reaksi dalam lingkungan pori yang sangat kecil.

Zeolit asam pada umumnya sering digunakan, tetapi zeolit yang mengandung

logam juga mempunyai bagian yang bersifat katalitik. Sebagai contoh, pertukaran ion

Rh dalam ‘faujasites” menghasilkan katalis karbokation metanol. Kompleks Rh

bekerja dengan banyak jalan yang sama seperti dianalogikan pada kelarutan katalis.

Logam masuk ke dalam katalis melalui pertukaran ion yang telah direduksi

untuk menghasilkan 1 kelompok logam dalam 1 kesatuan. Katalis ini digunakan dalam

operasi hidrocracking, di mana ia mempunyai 2 fungsi yaitu dehidrogenasi dengan

katalis Pd dan katalis zeolit asam dalam reaksi ion-karbenium. Zeolit L mengandung

kelompok Pt yang hanya sekitar 5 atom di atas rata-rata yang segera diaplikasikan

secara industri pada dehidrogenasi katalitik pada n-alkana menjadi aromatik. Zeolit

mengandung sebagian kecil kelompok karbonil dari logam seperti Os da kerja Rh pada

35

dehidrogenasi CO. Sebagian kecil kelompok logam dan pembatas alami dari pori

memberikan kontribusi dalam menaikkan selektivitas berat alkene molekul rendah.

Aluminosilikat pekat seperti zeolit, menyebabkan volume kristal bagian dalam

semakin besar di mana katalis dapat dipengaruhi oleh efek molekular dan kelarutan.

Kepekatan dalam kelompok asam telah digunakan, sebagai contoh, dalam cracking

hidrokarbon terlalu besar untuk dimasukkan ke dalam pori zeolit. Metode untuk

menentukan kompleks Rh aktif secara katalitik antara lapisan pekat adalah dengan

menggunakan ligan kation. Bentuk dari kelompok katalitik diubah dengan

memasukkannya ke dalam ruang diantara lapisan-lapisan yang diisi dari material yang

bersifat swell atau mengembang seperti gel.

Material lapisan yang lain dimasukkan ke dalam kumpulan katalitik yang telah

dipisahkan adalah grafit. “Lamela” C8K mengkatalisis reaksi seperti hidrogenasi

alkena dan hidrogenasi CO. Asam lewis seperti SBF5 juga dapat dipisahkan menjadi

spesi-spesinya untuk katalisis.

Sehubungan dengan cairan pendukung katalis terdiri atas bahan-bahan

pendukung sederhana seperti gama Al2O3 yang mempunyai pori-pori yang sangat kecil

yang terisi dengan pelarut dan melarutkan katalis. Di dalam pori-pori yang kecil

karena efek kelvin tekanan uap dari pelarut menjadi kecil sehingga pelarut itu akan

tetap berada di dalam pori-pori sebagai cairan bahkan ketika katalis digunakan dalam

temperatur yang tinggi dalam mengalirkan reaktan yang berfase uap. Katalisis ini aktif

untuk “alkena hidroformil”; katalis yang larut dapat digunakan tanpa korosi yang

rumit dan pemisahan yang sulit dari produk stabil yang tersedia.

Polimer organik dapat dibandingkan dengan katalis yang dijelaskan di atas,

mempunyai ruang yang sangat kecil yang berbeda dari lingkungan sekitar yang

mengelilinginya dan menjadi elastis(gelombang besar). Misel yang merupakan jenis

koloid yng dihasilkan oleh jumlah kalsium 20 hingga ribuan permukaan molekul atau

ion polar atau nonpolar, juga mempunyai karakteristik ini. Dalam tipe agregat,

molekul yang bersifat hidrofob dibentuk di dalam inti misel dan ujung yang bersifat

polar diletakkan di perbatasan fase dengan air. Misel dapat berbentuk bola atau(dalam

larutan yang berkonsentrasi tinggi silindris atau “lamellar”. Misel yang dibalik dapat

terbentuk dalam larutan hidrokarbon.

36

2.7. Produksi Katalis dan Pengemban

2.7.1 Prinsip Umum

Syarat utama sebuah katalisadalah selektif yaitu memiliki kemampuan

peningkatan kecepatan reaksi yang ingin dicapai. Selektifitas juga tergantung pada

kemampuan untuk meminimalkan sisi reaksi dari partikel yang ingin dihilangkan,

contohnya, peranan penting pendeaktifan pembentukan batu arang. Yang kedua,

katalis harus cukup aktif pada temperature yang layak untuk apilkai komersial.

Ada beberapa syarat fisik yang penting untuk katalis yang akan digunakan.

Katalis harus cukup kuat untuk menahan kerusakan atau goresan tertentu atau

aplikasi dasar cairan, mempunyau ukuran yang cocok dan bentuk yang diijinkan

untuk reaktan cairan tanpa penurunan tekanan yang tidak semestinya, dan

mempunyai sifat penyerapan dan ukuran pori distribusi, kadang-kadang bimodal,

yang menghindari difusi terbatas untuk reaksi yang diinginkan. Untuk katalis

mempunyai ukuran pori penyaring yang harus cocok untuk member bentuk

keseltifitasan reaktan dan molekul produk.

Katalis harus stabil pada suhu tinggi untuk menahan sintering, partikel

yang diperlukan untuk regenerasi periodic oleh pembakaran lapisan batu karang

pada katalis. Karakteristik lebih lanjut yang diinginkan adalah kemampuan untuk

menahan pengaruh deaktivasi dari racun, khususnya unsur belerang, yang sering

ada dalam aliran reaktan.

Pendekatan klasik untuk penemuan katalis adalah untuk memvariasi

komposisi dan metode preparasi katalis dan korelasi antara variable dengan

pengukuran karakterisasi dan dengan nilai guna katalis. Modifikasi yang dibuat

dalam preparasi katalis didasarkan pada informasi ini dan pengetahuan umum

tentang pengaruh pemilihan katalis pada reaksi kimia yang diinginkan dan tidak

diinginkan.

Uji karakterisasi katalis termasuk pengukuran luas permukaan, kemisorpsi

distribusi ukuran pori, struktur kristal yang ditentukan oleh kristalografi X-ray,

mekanisme reaksi yang dinyatakan dengan kinetik, dan penyusuran isotop dan

diagnosa reaksi katalis untuk uji kapabilitas. Hal ini dinyatakan dalam istilah

variasi preparasi katalis-struktur-hubungan nilai guna.

37

Teknik istrumen yang sesuai dalam penentuan struktur permukaan pada

skala atom antara lain terdiri dari X-ray fine structure (EXAFS), spektroskopi

elektron, spektroskopi fotoelektron ultraviolet (UPS), spektroskopi fotoelektron

X-ray (XPS), spektroskopi elektron Auger (AES), spektroskopi ion, spektroskopi

massa ion sekunder (SIMS), dan ion scattering spektroskopi (ISS). Pengukuran

dengan Resonansi magnetic inti (NMR) mentediakan informasi untuk kompleks

katalis. Scanning tunneling microscopy (STM) menunjukkan atom pada

permukaan, menyediakan informasi topografi dari atomik level. Tahap akhir,

desain katalis dibantu oleh grafik komputer.

Gambar 1. Tipe-tipe alat untuk mempertinggi katalis

Beberapa katalis penting adalah komponen spesifik, seperti asam

anorganik HF, H2SO4, H3PO4, atau garam seperti AlCl3. Katalis Wacker adalah

kombinasi dari dua senyawa seperti PdCl2 dan CuCl2. Contoh katalis kompleks

adalah katalis Ziegler-Natta, dibentuk oleh interaksi dari TiCl3 dan Al(C2H5),

katalis terkenal karena kemampuannya membantu polimerisasi olefin

stereospesifik.

Beberapa kompleks logam transisi, sering ditemukan pada aplikasi katalis

yang penting. Salah satu yang paling penting yaitu kobalt karbonil, Co2(CO)8,

dimana akan aktif dalam bentuk HCo(CO)4. Katalis kompleks lainnya adalah

RhClCO[P(C6H5)3]2, dan kelompok katalis seperti ion [Rh13(CO)24H3]2-. Katalis ini

38

aktivitas racun yang tidak diinginkan

Zeolit 5 ZSM untuk methanol menjadi gasolin

Katalis pada ukuran molekul Cage

Adsorben inert optikal aktif

Tidak ada aplikasi komersial

Penyerapan inert competitor untuk produk

CO pada hidrogenasi C2H2

HCl pada oksidasi C3H4

Untuk membatasi ukuran molekul

Modifikasi kelebihan permukaan

Untuk menghalangi reaksi konsekutif

Racun inert selektif adsorben

sering diarahkan untuk katalis penghomogen karena katalis dan reaktan beroperasi

pada fase cair yang sama.

Komposisi kimia adalah faktor utama dalam penentuan katalis,

karakteristik katalis semakin bervariasi tergantung pada metode preparasi katalis,

interaksi alami dari unsur katalis, dispersinya, bentuk kristalosgrafi dan sifat fisik

termasuk luas permukaan dan striktur pori. Komposisi dari permukaan adalah satu

hal yang spesial. Biasanya hanya fraksi kecil dalam permukaan, kadang-kadang

disebut sisi aktif, mempunyai komposisi special dan struktur yang responsible

untuk aktifitas katalis. Oleh karena itu, unsur strategis dalam jumlah kecil akan

mempunyai pengaruh besar. Katalis yang tergantung pada keasaman dapat

dipertinggi selama operasi oleh penambahan sejumlah kecil H2O atau HCl atau

pendeaktifan basa seperti NH3 atau Na2O.

Beberapa teknik preparasi katalis-area tinggi. Beberapa tergantubg pada

formasi pendukung atau carrier, seperti alumina, silica atau karbon, di atas

permukaan lapisan dan unsur katalis yang aktif. Bagaimanapun, yang jarang

adalah pendukung tidak aktif dalam artian bahwa fungsinya hanya pada

komponen aktif.

2.7.2. Metode-Metode Pembuatan Katalis Nonlogam dan Penyokong

Presipitasi dan Pembentukan Gel

Pembuatan partikel katalis yang sesuai bentuk dan kekerasan merupakan

bagian terpenting dalam membuat katalis. Sebagian besar katalis heterogen

diproduksi melalui proses yang melibatkan pembentukan padatan dari larutan

encer. Presipitasi sering digunakan pada pembuatan katalis oksida hidrogen.

Untuk menghindari terserapnya pengotor, ammonia atau garam-garam ammonium

sering kali digunakan sebagaimana nitrat sebagai konstituen logam. Kalsinasi

akan memindahkan komponen-komponen termasuk nitrogen. Sebuah ion Cl-, atau

SO42- atau kation seperti Na+ dihindari, karena ion-ion tersebut beracun jika

terdapat pada produk akhir katalis.

Meskipun telah banyak perbaikan yang dilakukan pada metode presipitasi,

presipitasi jarang menghasilkan produk yang homogen. Perbedaan secara

keseluruhan antara komposisi larutan asal dan komposisi hasil presipitasi pada

39

tingkat yang berbeda, mengindikasikan adanya keragaman pada produk akhir.

Komposisi hasil presipitasi tidak dapat dijaga dari perubahan yang terjadi saat

awal hingga akhir proses presipitasi. (Gambar 1)

Pembentukan gel utamanya sesuai untuk pembuatan katalis oksida hidrogen

seperti Si, Al, Fe. Selain itu, kajian gel juga dapat digunakan untuk menghasilkan partikel

katalis sesuai ukuran dan bentuk bola melalui diperbolehkannya droplet secara cepat

dicampur dengan bahan-bahan untuk dijatuhkan melalui suatu minyak yang bersifat

immisible sebagaimana rata-rata gel yang diset selama jatuh melalui minyak.

M Cd Mn Ni Zn Cu Co

Fe/M Campuran

larutan awal

0,39 1,19 1,32 0,91 1,31 1,53

Fe/M Sampel

hidroksida

2,07 1,97 2,02 1,99 2,06 2,15

Gambar 1. Ferit dibuat melalui kopresipitasi hidroksida. Perbandingan atom Fe/M dalam

kopresipitasi dan campuran pada larutan awal.

Katalis silika-alumina dibuat pada skala yang sangat besar. Salah satu

formulanya dilakukan dengan memanfaatkan larutan Al2(SO4)3 dan gelas air jenis

N (SiO2/Na2O) = 3.2. Larutan dicampurkan dengan cepat;menbentuk gel sekitar

45 detik. Gel tersebut dituakan, selanjutnya dicuci menggunakan larutan Al2(SO4)3

untuk menghilangkan Na+ melelui pertukaran basa, dicuci untuk menghilangkan

SO42-, dan yang terakhir dikeringkan dan dikalsinasi pada 550 °C. katalis yang

diperoleh bersifat amorf.

Pada pembuatan campuran katalis oksida, yang biasanya sangat komplek,

dapat dideskripsikan sebagai suatu rangkaian dari banyak langkah-langkah dasar

(gambar 2) yang ditentukan secara luas melalui hukum-hukum empiris dan

dimana perkembangan komposisi, struktur, dan tekstur sering terjadi secara

serentak. Suatu karakteristik sistematik dari setiap intermediet dibutuhkan untuk

mengeset kembali suatu hubungan berkesinambungan antara prekursor hidrat

yang pertama dan katalis oksida teraktivasi pada produk akhir.

40

Pembuatan katalis memerlukan control yang hati-hati pada penuaan gel

(gel aging), pencucian, pengeringan, kalsinasi dan aktivasi yang terutama

berhubungan dengan kontrol kondisi kelembapan. Selam penuaan gel, reaksi

hidrotermal secara signifikan terjadi. Salah satu kasus spesial pada reaksi

hidrotermal menunjukkan adanya pembentukan molekul zeolit. Sintesis zeolit

biasanya membutuhkan (1) material starting yang reaktif seperti gel-gel

terkopresipitasi yang baru atau padatan yang bersifat amorf, (2) pH yang relatif

tinggi sebagaimana yang terdapat pada logam alkali hidroksida atau basa kuat

lainnya, (3) kondisi hydrothermal dengan temperatur rendah yang terjadi

bersamaan dengan tekanan yang bersifat autogen pada tekanan uap air jenuh, dan

(4) derajat tinggi titik kejenuhan komponen dari gel utama menjadi inti kristal

dengan bilangan yang lebar.

Gel dikristalisasi pada suatu sistem tertutup pada temperatur hingga 175

°C selama periode beberapa jam sampai beberapa hari. Zeolit mengkristal dengan

mudah karena merupakan gel yang reaktif, mengandung konsentrasi basa

hidroksida, dan memiliki aktivitas permukaan tinggi yang berhubungan dengan

fasa padatnya. Banyak zeolit yang telah disintesis yang telah dikaji8.9 sebagaimana

fungsi keadaan, diagram fase, dan struktur zeolit. Ada Y , tipe Faujasite yang

sangat hebat untuk cracking katalitik, dan proses pemurnian petroleum. Tipe yang

lain, disimbolkan sebagai ZSM-5, yang juga merupakan penemuan ilmiah besar

dan penting dalam industri. ZSM-5 telah disintesis dari gel natrium aluminosilika

menggunakan tetrapropilammonium (TPA) hidroksida, yang berperan sebagai

template, dari suatu campuran yang memiliki komposisi dalam mol/Al2O3:TPA,

8,6;Na2O, 10;SiO2, 7,7; H2O, 453; menggunakan kondisi khusus yaitu 150°C

selama 5 sampai 8 hari.

Alumina dalam banyak kasus merupakan katalis pendukung10 yang baik

dalam berbagai hal. Meskipun alumina dapat diproduksi melalui proses

pembuatan gel, akan tetapi alumina biasanya diproduksi melalui dekomposisi

termal dari satu hidratnya secara komersial. Terdapat prekursor untuk γ- area

tinggi dan penyokong η-alumina. Rangkaian dari dekomposisi termal produk dan

pengaruh kondisi pada pembentukan ditunjukkan pada gambar 311.

41

Alumina trihidrat, Al2O3.3H2O, yang lebih sering disebut sebagai

aluminium trihidroksida, Al(OH)3 sejak tidak mengandung H2O misalnya saja

keberadaannya dalam tiga bentuk kristalografik, gibbsit, bayerit, dan nordstrandit.

Ketiganya dibentuk dari elemen-elemen yang memiliki struktur identik yang

disusun dengan pola yang sedikit berbeda. Gibbsit, juga dikenal sebagai

hydrargillit atau α-alumina trihidrat, dipresipitasi sebagai suatu zat antara dalam

proses Bayer untuk industri logam aluminium dari bauksit. Ketika dikalsinasi

pada suhu 400-500°C, bentuk γ-alumina yang memiliki luas permukaan sekitar

300 m2 / g dan mengandung permukaan golongan OH yang bersesuaian untuk

dihitung 0,5 % H2O. β-trihidrat, misalnya bayerit, menghasilkan η-alumina ketika

proses kalsinasi dan menunjukkan sifat superior menjadi γ-alumina untuk aplikasi

katalis tertentu. Nordstrandit merupakan trihidrat yang ketiga. Nordstrandit tidak

digunakan untuk industri secara komersial.

Tidak terbentuk partikel Al(OH)3 pada <1.5 nm. Kristal kecil CuCO3 (~10

nm) dapat mengendap, serupa kebanyakan kualitas dari Zn(NO3)2 dalam

campuran cairan. Seng ini terutama mengendap seperti hydroxide atau karbonat,

tapi fraksi kecil tergabung kedalam CuCO3, endapan Kristal terbentuk lambat.

Pengurangan produk menggunakan katalis yang aktiv untuk sintesis methanol

atau temperature rendah kelihaian uap air. Dengan Kristal tembaga kira – kira 8

nm, yang mana mendorong bagian hasil komponen refraktori alumina-zinc

aluminate. Pada dasarnya komponen ini menghentikan sintering dari Kristal Cu

selama menggunakan suhu kira – kira 250˚C, temperature digunakan dalam

sintesis methanol. Lebih lanjut, kombinasi komponrn Zinc dengan alumina aktif

efektif menghentikan aktifitas pengeringan(dehidrasi), hingga memastikan

produksi methanol tidak berubah menjadi dimetil eter.

Teknik lain memerlukan kreasi untuk mengenal campuran dari logam dan

refractory oxide terdiri dari pengurangan reduksi kering dari logam okside

prekusor refraktori. Contoh klasik adalah katalis Fe/K/Al2O3 digunakan dalam

penghasil ammonia dan alternatifnya. Dari bahan bakar hidrokarbon. Spesies

aktiv adalah logam besi, menambah 10-fold jumlah kecil dari potassium. Kristal

besi saling terpisah dengan jarak refraktori, alumina. Campuran dari kapur, silica,

42

atau magnesium mungkin diaplikasikan. Proses terdiri dari pertama mencampur

semua constituents bersama kira – kira pada suhu 1600˚C. Setelah mamilih dan

mematahkan menjadi ukuran partikel yang cocok,direduksi. Dengan syarat bahwa

perbandingan H2O : H2 tetap rendah, menghasilkan Kristal besi kira – kira 40 nm.

Penelitian pada mendukung katalis Ni, digunakan untuk memperbaiki

energy dan aplikasi lain, telah memberikan dengan factor yqng efektif efektifitas

dan stabilisasi mereka.perumusan katalis dan panjangnya interaksi terjadi diantara

NiO dan pendukung penting factor pengaruh reduksi dari NiO ke Ni dalam katalis

dan katalis perlakuan berikutnya. Yang mempengaruhi pendukung dalam

gambaran logam oleh NiO dalam Al2O2 atau MgO. Ini pengetahuan bagus bahwa

endapan NiO dalam oksida pendukung sedikitbkecepatan reduksi dari pada bagian

terbesar NiO. Selanjutnya perkembangan dari katalis dari logam oksida dapat

memperlambat pendukung yang cocok. Untuk contohnya, persentase dari MgO

memperlambat pertumbuhan dari NiO. Ketika NiO dikalsinasi pada 500˚C selama

4 jam. Kristal NiO bertambah menjadi 30 nm, sebaliknya dalam NiO/40%

MgO(S), perkembanangan kristal NiO hanya 8 nm.

Kondisi reduksi dapat memberi efek yang besar pada sifat katalis. Reduksi

dari pengendapan katalis Ni/Al2O3 mengandung 4% CaO dilihat pada gambar 2.

Area permukaan atas mendapatkan reduksi menggunakan H2saja lebih dari H2O/

H2. Pertambahan area dengan temperature tinggi maximum pada kira – kira

600˚C. pada temperature rendah, reduksi tidak lengkap(tidak selesai) dalam 3 jam,

sementara pada temperature tinggi area mulai pengurangan, mungkin karena

sinter logam. Persentase dari H2O tampaknya mendorong sintering ini. Area

Penurunan yang tepat menghasilkan ketika reduksi berlangsung lama. Dobel

maximum dalam reduksi dalam persen dari tenaga tampak. Menjadi indikasi

bahwa Ni adalah turunan dari satu dari beberapa halaman Ni, barangkali NiO

pertama, dan kemudian Al2O4 pada temperature tinggi. Pengganggu, tentu saja

merupakan bahaya besar, effek dari persen dari energy selama belum bertemu

dalam system katalis lain.

Sebuah perbedaan problem ditemukan dalam migrasi mikroskopik dari

garam logam selama pengeringan. Migrasi ini disebut dengan kekuatan kapiler

43

dalam mengisi pendukung, untuk contoh, dengan larutan garam platinum. Satu

cara untuk mencegah masalh ini memperlakukan mengisi pendukung dengan H2S,

dengan cara demikian,penyaluran platinum ke satu warna tidak dapat dipecahkan

sulfide. Yang tidak dapat migrasi selama pengeringan.

Katalis platinum alumina telah amat sangat penting dalam perbaikan

petroleum napta dan proses isomerissasi paraffin. Banyak informasi telah

membuat tentang ukuran Kristal platinum dan interaksi dengan pendikung

keasaman dalam syarat – syarat fungsional dari kedua fungsi katalis. Baru – baru

ini,pendukung katalis bimetallic bukti menjadi ilmiah terkenal dan praktek yang

menarik. Dalam menyiapkan pendukung katalis bimetallic, kemungkinan interaksi

dari dua logam yang menyatu harus betul – betul dipertimbangkan, khususnya

untuk tinggi area permukaan (100-500 m2/g) pendukung dan konsentrasi logam

rendah (~10). Seperti mengedarkan katalis bimetallic yang persiapannya seperti

katalis monometalik. Mengisi sedikit, mereka kering dan berkurang. Jika 2 bahan

katalis direaksikan pada keadaan sebaran tinggi. Mengharapkan satu kelakuan

adiktf katalis. Tetapi bahan yang beraksi, satu keadaan sebuah perbedaan

kelakuan. Interaksi pada daerah sebaran tinggi telah membenarkan oleh

chemisorpsion dan data X-ray, dan khususnya perubahan pemutusan sifat katalis

melihat penyebaran katalis bimetalik. Hidrokarbon yang lain seperti siklis dan

isomerisasi skeleton dari paraffin mempertinggi semua Pt dengan Au. Kenaikan

ini dianggap berasal dari kenaikan dalam nomor dari isomer atom Pt dalam

matriks Au.

44

2.7.3. Metode Produksi Katalis Logam

Gambar 2. Efek dari adanya katalis yang dapat menurunkan suhu pada

permukaan daerah Ni (25% Ni, H2O/H2 = 8; tekanan 1 atm)

CO + NOx CO2 +N2

Ru dapat mempercepat reaksi diatas. Tetapi memiliki kelemahan yaitu

terbentuk RuO4 yang mudah menguap. Kemudian bertambah diudara dan gas

terhembuskan melalui suatu bahan katalis kedua yang berisi Pt dan Pd untuk

pembakaran CO sehingga tidak bereaksinya hidrokarbon tersebut menjadi CO2

dan H2O. Sebagai alternatif ketiga katalis Pt-Rh dapat digunakan untuk mengubah

ketiga macam polutan yaitu CO, NOx, dan hidrokarbon. Ini memerlukan

pengawasan dengan hati-hati dari penambahan bahan bakar pada udara yang

disediakan oleh mesin.

Disebut suatu teknologi kendali lingkungan apabila dapat menghilangkan

NOx dari kumpulan gas yang diproduksi oleh pembakaran bahan bakar fosil

untuk generasi elektrik. Sejumlah kecil NH3 dapat ditambahkan untuk kumpulan

gas yang bereaksi dengan NOx untuk membentuk N2 dan H2O dibawah pengaruh

katalis seperti vanadia dan titania.

Sebagai pendukung katalis logam adalah kunci dari performa sel bahan

bakar yang efisien. Teknik khusus diperlukan untuk memastikan

keseimbanganantara gas/cair/hubungan elektrode, hantaran elektrik, dan formulasi

untuk mengurangi kelebihan tekanan.

45

2.7.4. Hubungan antara Produksi Katalis dengan Aplikasinya

Dalam memproduksi suatu katalis, desain disesuaikan dengan fungsinya.

Fungsi yang dimaksud adalah aktivitas dan selektivitasnya. Jika hal itu tercapai

akan dapat difahami bagaimana menentukan hubungan antara reaktan dan katalis

dalam kimia. Ini diilustrasikan oleh contoh dari empat wilayah katalis. Tujuan

terakhir adalah untuk memperbaharui desain dan memperbaiki bahan katalis

supaya lebih efektif, sebagian tidak akan terciptakan.

Oksidasi. Prosedur preparasi katalis menentukan struktur katalis dan

berakibat pada kemampuan katalis. Aktivitas dari gabungan oksida sering berbeda

dari aktivitas oksida individu. Sebagai contoh kemampuan katalis Fe2O3 yang

digunakan untuk mengoksidasi CH3OH menjadi formaldehida, untuk

mempercepat penyelesaian oksidasi digunakan Besi(III) molibdat, Fe2(MoO4).

Kebanyakan katalis pengoksidasi adalah oksida biner. Dengan bismut

molibdat Bi2O3(MoO4) yang bekerja untuk mengoksidasi propilena menjadi

akrolein. Fungsi dari Bi oksigen adalah menerapkan kecepatan menentukan

langkah abstraksi α-hidrogen, sementara situs Mo oksigen untuk mengabstraksi

olefin dan menyisipkan O. Situs aktif dan selektif adalah susunan dari ikatan Bi-

Mo. Absorbsi kimia dari propilena terjadi di pusat Mo. Abstraksi hidrogen

mengambil tempat pada ion oksigendi pusat Bi. Radikal alil kemudian

membentuk zat antara ester dengan sebagian dari katalis Mo yang mana segera

membelah menjadi akrolein CH2=CHCHO oleh hidrogen abstraksi.

Katalis asam. Suatu asam yang alami adalah sebagian besar katalis yang

dapat dihasilkan kembali dari aktivitas katalitiknya. Katalis seperti silika-

aluminadigunakan dalam proses cracking pada pengolahan minyak bumi,

aktivitasnya memanfaatkan asam bronsted dan lewis pada permukaannya. Katalis

oksida terdiri dari sebagian besar jaringan ion oksigen yang sering disusun pada

susunan rapat tertutup dengan ion logam yang lebih kecil berada dalam celah

tetrahedral atau oktahedral. Struktur katalis silika-alumina menyerupai silika itu

dengan sebagian dari Si4. Sebagian dari silika ditempati oleh ion Al3+. Substitusi

ini menyebabkan ketidakseimbangan dan dapat menyebabkan suatu penetralan

oleh adanya ion positif bermuatan 3+. Jika kation adalah suatu proton, silika-

46

alumina akan bertindak sebagai asam Bronsted (gambar 2). Diperlukan sejumlah

kecil dari air dalam struktur atau yang ditambahkan dalam fasa uap untuk

menyediakan proton. Asam bronsted bisa saja sebelumnya tidak ada tetapi dapat

terbentuk dari basa seperti olefin.

47

BAB III

KESIMPULAN

Berdasarkan pembahasan, maka dapat disimpulkan sebagai berikut.

1. Reaksi katalis berkaitan dengan fenomena kinetika. Reaksi katalitik meliputi reaksi

dasar, yaitu transfer elektron, pembentukan dan pemutusan ligan, reaksi nukleofilik,

reaksi elektrofilik, reaksi redoks dan reaksi inseri.

2. Ada banyak tipe katalis, yaitu katalis padat yang meliputi katalis logam, oksida

logam, dan sulfide logam; katalis dapat larut, transfer fasa katalis, katalis berfasa

mikroskopik.

48