Makalah Teknik Reaksi Kimia Makalah Teknik Reaksi Kimia
Katalis Heterogen Katalis Heterogen
Disusun oleh: Kelompok 2 Disusun oleh: Kelompok 2 Dosen
Dosen Pembimbing: Pembimbing: 1. 1. Dr. Dr. Ir. Ir. Hj. Hj. Rusdianasari, Rusdianasari, M.Si. M.Si.
Kelas: 3.KA Kelas: 3.KA
Jurusan : Teknik Kimia Jurusan : Teknik Kimia Nama Anggota:
Nama Anggota: 1. Anggik Pratama (061330400289) 1. Anggik Pratama (061330400289) 2. Putri Utami (061330400307) 2. Putri Utami (061330400307)
3. R.A. Rifka Fadillah (061330400308) 3. R.A. Rifka Fadillah (061330400308) 4. Ridho Tri Julian (061330400311) 4. Ridho Tri Julian (061330400311) POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
Jalan Srijaya Negara
Jalan Srijaya Negara Bukit Besar Palembang 30139 Telpon : Bukit Besar Palembang 30139 Telpon : +62071135341+6207113534144 Fax: +62711355918 Web : http ://
Fax: +62711355918 Web : http :// www.polsri.ac.idwww.polsri.ac.idatauatau http://www.polisriwijaya.ac.idhttp://www.polisriwijaya.ac.id Email :
Email : [email protected]@polsri.ac.id
KATA PENGANTAR KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Allah SWT, berkat rahmat dan hidayah-Nya kami dapat Puji dan syukur kepada Allah SWT, berkat rahmat dan hidayah-Nya kami dapat menyelesaikan penulisan Makalah Teknik Reaksi Kimia tentang Katalis sesuai waktunya.
menyelesaikan penulisan Makalah Teknik Reaksi Kimia tentang Katalis sesuai waktunya.
Shalawat serta salam semoga senantiasa tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW yang selalu Shalawat serta salam semoga senantiasa tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW yang selalu menjadi motivasi untuk keinginan selalu bekerja keras. Penulisan makalah ini disusun untuk menjadi motivasi untuk keinginan selalu bekerja keras. Penulisan makalah ini disusun untuk memenu
memenuhi tugas hi tugas presentasi dan diskusi kelompok.presentasi dan diskusi kelompok.
Pada kesempatan ini penulis ingin
Pada kesempatan ini penulis ingin mengucmengucapkan terima kasih kepada :apkan terima kasih kepada :
1.
1. Dr. Ir. Hj. Dr. Ir. Hj. RusdianasaRusdianasari, M.Si. ri, M.Si. sebagai dosen pembimbing,sebagai dosen pembimbing, 2.
2. Kedua orangtua penulis, terima kasih atas segala doa dan dorongan semangat dariKedua orangtua penulis, terima kasih atas segala doa dan dorongan semangat dari kalian,
kalian, 3.
3. Teman-teman Mahasiswa Teman-teman Mahasiswa POLSRI POLSRI kelas 3KA, kelas 3KA, terima kasih terima kasih atas atas support kalian.support kalian.
Tim penulis menyadari sepenuhnya bahwa masih banyak kekurangan dalam Tim penulis menyadari sepenuhnya bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusunan Makalah ini,
penyusunan Makalah ini, sehingga penulis sangat sehingga penulis sangat mengharamengharapkan kritik pkan kritik dan saran yang dan saran yang bersifatbersifat membangun dari segenap pembaca demi kebaikan dan kesempurnaan makalah ini.
membangun dari segenap pembaca demi kebaikan dan kesempurnaan makalah ini.
Palemba
Palembang, ng, Oktober Oktober 20142014
Tim Penulis Tim Penulis
ii
KATA PENGANTAR KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Allah SWT, berkat rahmat dan hidayah-Nya kami dapat Puji dan syukur kepada Allah SWT, berkat rahmat dan hidayah-Nya kami dapat menyelesaikan penulisan Makalah Teknik Reaksi Kimia tentang Katalis sesuai waktunya.
menyelesaikan penulisan Makalah Teknik Reaksi Kimia tentang Katalis sesuai waktunya.
Shalawat serta salam semoga senantiasa tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW yang selalu Shalawat serta salam semoga senantiasa tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW yang selalu menjadi motivasi untuk keinginan selalu bekerja keras. Penulisan makalah ini disusun untuk menjadi motivasi untuk keinginan selalu bekerja keras. Penulisan makalah ini disusun untuk memenu
memenuhi tugas hi tugas presentasi dan diskusi kelompok.presentasi dan diskusi kelompok.
Pada kesempatan ini penulis ingin
Pada kesempatan ini penulis ingin mengucmengucapkan terima kasih kepada :apkan terima kasih kepada :
1.
1. Dr. Ir. Hj. Dr. Ir. Hj. RusdianasaRusdianasari, M.Si. ri, M.Si. sebagai dosen pembimbing,sebagai dosen pembimbing, 2.
2. Kedua orangtua penulis, terima kasih atas segala doa dan dorongan semangat dariKedua orangtua penulis, terima kasih atas segala doa dan dorongan semangat dari kalian,
kalian, 3.
3. Teman-teman Mahasiswa Teman-teman Mahasiswa POLSRI POLSRI kelas 3KA, kelas 3KA, terima kasih terima kasih atas atas support kalian.support kalian.
Tim penulis menyadari sepenuhnya bahwa masih banyak kekurangan dalam Tim penulis menyadari sepenuhnya bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusunan Makalah ini,
penyusunan Makalah ini, sehingga penulis sangat sehingga penulis sangat mengharamengharapkan kritik pkan kritik dan saran yang dan saran yang bersifatbersifat membangun dari segenap pembaca demi kebaikan dan kesempurnaan makalah ini.
membangun dari segenap pembaca demi kebaikan dan kesempurnaan makalah ini.
Palemba
Palembang, ng, Oktober Oktober 20142014
Tim Penulis Tim Penulis
DAFTAR ISI DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR
KATA PENGANTAR ... ... ii DAFTAR ISI
DAFTAR ISI ... ... iiii BAB
BAB I I PENDAHULUANPENDAHULUAN 1.1
1.1 Latar Latar Belakang Belakang ... ... 11 1.2
1.2 Rumusan Rumusan Masalah Masalah ... 2... 2 1.3
1.3 Tujuan Tujuan dan dan Manfaat Manfaat ... 3... 3 1.4
1.4 Metode Metode Penulisan Penulisan ... 3... 3 BAB II PEMBAHASAN
BAB II PEMBAHASAN 2.1.
2.1. Katalis ...Katalis ... 4... 4 2.1.1
2.1.1 Pengertian Pengertian Katalis ...Katalis ... 4... 4 2.1.2 Hubungan Energi
2.1.2 Hubungan Energi Aktivasi Dengan Aktivasi Dengan Katalis...Katalis... 4... 4 2.1.3 Sifat-sifat
2.1.3 Sifat-sifat dari dari reaksi reaksi katalitis ....katalitis ... 5... 5 2.1.4
2.1.4 Komponen Komponen inti inti katalis katalis ... ... 66 2.2. Jenis
2.2. Jenis-jenis -jenis Katalis Katalis ... 6... 6 2.2.1
2.2.1 Katalis Katalis Homogen ...Homogen ... ... 66 2.2.2
2.2.2 Katalis Katalis Heterogen ...Heterogen ... 7... 7 2.2.3
2.2.3 Biokatalis ...Biokatalis ... ... 88 2.3.
2.3. Katalis Katalis Heterogen Heterogen ... 8... 8 2.3.1 Pengertian Katalis Heterogen
2.3.1 Pengertian Katalis Heterogen ... 8... 8 2.3.2
2.3.2 Prinsip Kerja Prinsip Kerja Katalis Katalis Heterogen ...Heterogen ... 9... 9 2.3.3 Mekanisme
2.3.3 Mekanisme Katalis Katalis Heterogen Heterogen ... 10... 10 2.3.4 Mekanisme Katalis menurut Langmuir
2.3.4 Mekanisme Katalis menurut Langmuir – – Hinshelwood Hinshelwood ... 11... 11 2.3.5
2.3.5 Isoterm Isoterm Langmuir ...Langmuir ... ... 1313 2.3.6 Me
2.3.6 Mekanisme kanisme katalis katalis menurut menurut Eley-Rideal Eley-Rideal ... 15... 15 2.4.
2.4. Katalis Katalis Pendukung .Pendukung ... ... 1616 2.5
2.5 Contoh Contoh Katalis Katalis Pendukung ...Pendukung ... 17... 17 2.6
2.6 Peranan Peranan Katalis Katalis Heterogen ...Heterogen ... 19... 19 2.6.1
2.6.1 Pembuatan Pembuatan Asam Asam Nitrat Nitrat ... 19... 19 2.6.2
2.6.2 Konverter Konverter Katalitik ...Katalitik ... ... 2020 2.7
2.7 Keuntungan Keuntungan Katalis Katalis Heterogen Heterogen ... 22... 22 BAB III KESIMPULAN
BAB III KESIMPULAN 3.1
3.1 Kesimpulan ...Kesimpulan ... ... 2323 3.2
3.2 Saran Saran ... ... 2323 DAFTAR
DAFTAR PUSTAKA ...PUSTAKA ... .. 2424
1 BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Katalis dapat digunakan dalam pengaktifan reaksi yang akan mempercepat laju reaksi dengan menurunkan energi aktifasi. Jika energi pengaktifan reaksi tinggi, maka untuk temperatur normal, hanya akan terjadi sebagian kecil pertemuan molekul yang nantinya dapat menghasilkan reaksi yang efektif. Katalis dapat menurunkan energi pengaktifan dengan menghindari tahap penentu laju yang lambat dari reaksi yang tidak dapat dikatalisa. Dengan menurunnya energi aktifasi maka pada temperatur yang sama didapatkan laju reaksi dengan konstanta laju yang besar yang artinya reaksi efektifnya dapat terjadi secara cepat.
Fungsi utama dari katalis ini adalah menyediakan reaksi alternatif dalam suatu reaksi kimia. Katalis memegang peranan penting dalam perkembangan industri kimia.
Dewasa ini, hampir semua produk industri dihasilkan melalui proses yang memanfaatkan jasa katalis, baik satu atau beberapa proses. Katalis tidak terbatas pada bagian proses konveksi, bahkan juga untuk bagian proses pemisahan. Penggunaan katalis di industri sekitar 50% (Levenspiel,1999). Katalis berdasarkan fase reaksinya dapat digolongkan menjadi katalis homogen dan heterogen. Katalis heterogen adalah katalis yang berbeda fase dengan fase reaktan dan produknya.
Proses katalitik menggunakan katalis heterogen dalam Industri, pertama kali dilakukan pada tahun 1857, menggunakan Pt untuk mengoksidasi SO2 menjadi SO3 dalam larutan asam. Penggunaan katalis heterogen biasanya pada suhu dan tekanan tinggi. Umumnya katalis heterogen berupa zat padat yang terdiri dari logam atau oksida logam. Keuntungan penggunaan katalis heterogen adalah katalisnya dapat dipisahkan dengan penyaringan dari produk bila reaksi telah selesai.
Banyak proses industri yang menggunakan katalis heterogen, sehingga proses dapat berlangsung lebih cepat dan biaya produksi dapat dikurangi. Dalam makalah ini, akan
dibahas mengenai katalis heterogen khususnya tentang cara kerja dan mekanisme reaksi dari katalis heterogen.
1.2 Rumusan Masalah
Atas dasar latar belakang tersebut, maka rumusan masalahnya yaitu:
1. Apa pengertian dari katalis?
2. Apa saja jenis-jenis katalis?
3. Apa itu katalis heterogen dan bagaimanakah prinsip kerjanya?
4. Bagaimana mekanisme reaksi dari katalis heterogen?
5. Apa contoh dari katalis heterogen dan katalis pendukung?
6. Apa peranan dari katalis heterogen?
7. Apa keuntungan dari katalis heterogen?
1.3 Tujuan dan Manfaat
Tujuan dari penulisan makalah ini adalah :
1. Memberikan informasi mengenai peranan katalis kimia.
2. Memberitahukan kepada pembaca tentang jenis-jenis katalis kimia.
3. Menginformasikan kepada pembaca tentang hubungan katalis dengan energi aktivasi.
4. Memberikan informasi mengenai katalis heterogen.
5. Memberikan informasi tentang mekanisme kerja katalis heterogen secara umum.
6. Mengetahui perbedaan antara mekanisme Langmuir-Hinshelwood dengan mekanisme dengan Eley-Rideal.
7. Mengetahui katalis pendukung katalis heterogen.
8. Mengetahui contoh katalis heterogen.
3 9. Mengetahui peranan katalis heterogen.
Selain dari tujuan di atas, terdapat pula manfaat dari penyusunan makalah, yaitu sebagai berikut.
1. Sebagai media pembelajaran dan latihan dalam penyusunan makalah.
2. Sebagai bahan bacaan tambahan mengenai katalis heterogen.
1.4 Metode Penulisan
Adapun metode yang digunakan dalam penyusunan makalah ini yaitu metode studi pustaka, yang merupakan metode mengumpulkan, menyaring, dan menyimpulkan suatu bahan bacaan dari berbagai buku dan studi internet.
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Katalis
2.1.1 Pengertian Katalis
Katalis pertama kali ditemukan oleh J.J. Berzelius pada tahun 1836 sebagai komponen yang dapat meningkatkan laju reaksi kimia. Katalis adalah zat yang ditambahkan pada reaksi kimia dengan tujuan untuk mempercepat reaksi tersebut.
Katalis dapat mempercepat reaksi ke kanan atau ke kiri sehingga keadaan setimbang lebih cepat tercapai, Katalis ini disebut dengan katalis positif. Penambahan katalis juga dapat menghambat reaksi, katalis tersebut disebut katalis negatif atau anti katalis atau inhibitor.
Penambahan katalis akan mempengaruhi laju reaksi. Pada teori tumbukan dan distribusi energi molekular Maxwell – Boltzman pada gas, tumbukan-tumbukan menghasilkan reaksi jika partikel-partikel bertumbukan dengan energi yang cukup untuk memulai suatu reaksi. Energi minimum yang diperlukan untuk memulai suatu reaksi tersebut dinamakan energi aktifitas reaksi.
2.1.2 Hubungan Energi Aktivasi dengan Katalis
Gambar 1. Hubungan Energi Aktivasi dengan Katalis
5
Katalis berfungsi menurunkan energi aktivasi sehingga reaksi berjalan lebih cepat sehingga reaksi kimia dapat mencapai kesetimbangan, tanpa terlibat di dalam reaksi secara permanen.Energi aktivasi adalah energi minimum yang dibutuhkan campuran reaksi untuk menghasilkan produk.Katalis berfungsi mempercepat reaksi dengan cara menurunkan energi aktivasi, namun tidak mempengaruhi letak kesetimbangan. Katalisator yang biasa digunakan adalah asam, basa dan penukar ion.
Gambar 2. Grafik Hubungan Energy Aktivasi dengan dan tanpa Katalis
Secara umum reaksi kimia yang terjadi dengan menggunakan katalis adalah:
A + C –> AC*
AC* + B –> AB + AC A + B + C –> AB + C
dimana senyawa A yang bereaksi dengan katalis (C) akan membentuk intermediet (AC*) kemudian bereaksi kembali dengan senyawa B sehingga membentuk senyawa AB.
2.1.3 Sifat-sifat dari reaksi katalitis yaitu sebagai berikut:
1. Pada reaksi katalitis, katalis akan menurunkan energi aktivasi.
2. Katalis yang sedikit akan mempercepat reaksi dari zat reaktan dalam jumlah banyak.
3. Katalis tidak mengubah letak kesetimbangan untuk reaksi reversibel.
2.1.4 Berdasarkan tingkat kepentingannya, komponen inti katalis dapat dibedakan menjadi tiga bagian diantaranya:
1. Selektifitas adalah kemampuan katalis untuk memberikan produk reaksi yang diinginkan (dalam jumlah tinggi) dari sejumlah produk yang mungkin dihasilkan.
2. Aktifitas adalah kemampuan katalis untuk mengubah bahan baku menjadi produk yang diinginkan.
3. Stabilitas adalah sebuah katalis untuk menjaga aktifitas, produktifitas dan selektifitas dalam jangka waktu tertentu.
2.2 Jenis - jenis Katalis
Secara umum katalis dapat dibedakan menjadi 3 jenis yaitu katalis homogen, heterogen dan biokatalisis (katalis enzim):
2.2.1 Katalis Homogen
Katalis homogen merupakan katalis yang mempunyai fasa sama dengan reaktan dan produk. Penggunaan katalis homogen ini mempunyai kelemahan yaitu: mencemari lingkungan dan tidak dapat digunakan kembali. Selain itu katalis homogen juga umumnya hanya digunakan pada skala laboratorium ataupun industri bahan kimia tertentu, sulit dilakukan secara komersil, operasi pada fase cair dibatasi pada kondisi suhu dan tekanan, sehingga peralatan lebih kompleks dan diperlukan pemisahan antara produk dan katalis.Contoh dari katalis homogen yang biasanya banyak digunakan dalam produksi biodiesel, seperti basa (NaOH, KOH), asam (HCl, H2SO4).
2.2.2 Katalis Heterogen
Katalis heterogen merupakan katalis yang fasanya tidak sama dengan reaktan dan produk. Katalis heterogen secara umum berbentuk padat dan banyak digunakan pada reaktan berwujud cair atau gas. Contoh-contoh dari katalis heterogen adalah
