TUGAS RESUME

TRK II “KATALIS HETEROGEN”

Dibuat Oleh :

Rafliansyah Rizal 1512067

JURUSAN TEKNIK KIMIA POLIMER

POLITEKNIK STMI JAKARTA

KEMENTERIAN PERINDUSTRIAN RI

2015

Katalis Heterogen, Fasa katalis berbeda dengan fasa reaktan dan produk. Salah satu fasanya adalah katalis padat. Reaksi berlangsung melalui mekanisme yang sangat kompleks. Laju reaksi dikendalikan oleh laju dan energi adsorpsi, absorpsi, dan desorpsi, struktur permukaan aktif, dan sifat-sifat terbentuknya produk antara. Katalis heterogen yang umumnya padatan paling banyak digunakan di industri karena mudah dibuat dengan konstruksi yang sederhana dan mudah ditempatkan dalam reaktor. Contoh : Alumina, Aluminium Oksida (Al2O3), Silika, Zeolit, CaO, MgO, dan resin penukar ion.

Mekanisme Reaksi:

1. Transport reaktan ke katalis, 2. Interaksi reaktan-raktan dengan katalis (adsorpsi), 3. Reaksi dari spesi-spesi yang teradsorpsi menghasilkan produk-produk reaksi, 4. Deadsorpsi produk dari katalis,5. Transport produk menjauhi katalis.

Cara Kerja & Sifat Katalis Heterogen:

1. Katalis menurunkan energi aktivasi reaksi (Ea)2. Bersifat selektif terhadap reaksi tertentu3. Katalis tidak mengubah kesetimbangan reaksi bolak-balik.4. Aktivitas kimiawi katalis tidak selamanya stabil (Deaktivasi)

Keuntungan katalis Heterogen : Ramah lingkungan, tidak bersifat korosif. Mudah dipisahkan dari produk dengan cara filtrasi. Dapat digunakan berulangkali dalam jangka waktu yang lama. Katalis heterogen meningkatkan kemurnian hasil karena reaksi samping dapat

dieliminasi.

Reaksi Katalitis Heterogen

Contoh : hidrogenasi etilen dengan katalis padat

Mekanisme reaksinya :

1. C2H4 + X1 ⇔ C2H4 X1 ΔG1*

2. H2 + C2H4X1 ⇔ C2H4(X1) H2 ΔG2*

3. C2H4(X1) H2⇔ C2H6 + X1 ΔG3*

Jika reaksi berlangsung tanpa katalisC2H4 + H2 ⇔ C2H6 ΔG*

ΔG = tenaga bebas aktivasiΔG1*< ΔG*; ΔG2*< ΔG*; ΔG3*< ΔG*

Sehingga reaksi katalitis berjalan lebih cepat daripada reaksi non katalitis.

Tipe partikel katalis : 1. Pellet2. Extrusions3. Granular

Sifat Fisik Katalis:1. Luas permukaan katalis, semakin halus katalis, jalannya reaksi semakin efektif.2. Volume pori (Vg)

Vg =( pertambahanberat katalis sesudah pori−pori diisi zat cair )

(berat jenis zat cair )(berat katalis)3. Density

Density solid ρs = berat katalis

volume zat padat

Density partikel ρp = berat katalisvolume partikel

= berat katalis

volume zat padat+volume pori

4. Porosity

εp = volume pori I partikelvolume pori I partike

= Vg ρsVg ρs+1

 

εp = volume porivolume pori

= Vg ρp

Secara umum, katalis yang digunakan dalam industri terdiri dari 30% volume pori, 30% volume katalis, dan 40% volume antar partikel.

5.

MEKANISME REAKSI KATALITIK HETEROGEN

Reaksi katalitik berlangsung melalui 7 tahap [Fogler], meliputi:

1. Difusi eksternal molekul reaktan dari fasa ruah (bulk) reaktan ke permukaan luar katalis.

2. Difusi internal molekul reaktan dari permukaan luar katalis masuk ke dalam pori-pori.

3. Adsorpsi kimia molekul reaktan pada permukaan dalam katalis, yaitu dengan membentuk ikatan non-kovalen lemah/sementara dengan pusat aktif.

4. Reaksi permukaan, yaitu konversi molekul reaktan menjadi molekul produk di permukaan dalam katalis.

Gambar 1. Mekanisme Reaksi Katalitik Heterogen [Fogler]

5. Desorpsi kimia molekul produk dari pusat aktif (pemutusan ikatan non-kovalen).

6. Difusi internal molekul produksepanjang pori-pori menuju permukaan luar katalis.

7. Difusi eksternal molekul produk dari permukaan luar katalis ke fasa ruah produk.

te

ernal

n

Gambar 2. Skema Mekanisme Reaksi Heterogen Katalitik [Hill]