Katalis

Katalis merupakan suatu senyawa yang dapat meningkatkan laju reaksi kimia tanpa mengalami perubahan atau terpakai oleh reaksi itu sendiri dengan cara memberikan jalur pilihan lain yang membutuhkan energi aktivasi lebih rendah bila dibanding dengan energi aktivasi untuk reaksi tanpa katalis (Whyman, 1994). Katalis ikut berperan dalam reaksi tapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk. Adanya katalis dapat mempengaruhi faktor-faktor kinetik suatu reaksi seperti laju reaksi, energi aktivasi, sifat dasar keadaan transisi dan lain-lain (Augustine, 1996)

Katalis dapat dinilai baik-buruknya berdasarkan pada beberapa parameter sebagai berikut: Aktivitas, yaitu kemampuan katalis untuk mengkonversi reaktan menjadi produk yang diinginkan. Selektivitas, yaitu kemampuan katalis mempercepat suatu reaksi diantara beberapa reaksi yang terjadi sehingga produk yang diinginkan dapat diperoleh dengan produk sampingan seminimal mungkin. Kestabilan, yaitu lamanya katalis memiliki aktivitas dan selektivitas seperti pada keadaan semula. Hasil (yield), yaitu jumlah produk tertentu yang terbentuk untuk setiap satuan reaktan yang terkonsumsi. Kemudahan diregenerasi, yaitu proses mengembalikan aktivitas dan selektivitas katalis seperti semula.Berdasarkan fasanya, bahan katalis dapat digolongkan menjadi katalis homogen dan katalis heterogen. Katalis heterogen memiliki beberapa keunggulan jika dibandingkan dengan katalis homogen, diantaranya adalah kemudahan untuk dapat dipisahkan dari campuran reaksinya dan kestabilannya terhadap perlakuan suhu sehingga lebih ekonomis (Handoko, 2003).Katalis HeterogenKatalis heterogen adalah katalis yang berada dalam fase berbeda dengan pereaksi dalam reaksi yang dikatalisisnya. Komponen katalis heterogen meliputi sisi aktif, pendukung (support), promotor dan inhibitor. Sisi aktif adalah komponen yang dapat menyebabkan terjadinya proses katalitik. Tanpa sisi aktif, katalis tidak akan mempunyai pengaruh apapun. Mekanisme yang terjadi pada katalis heterogen, melibatkan proses adsorpsi dan desorpsi. Sebelum digunakan katalis biasanya diaktivasi terlebih dahulu. Proses adsorpsi akan membawa molekul reaktan pada sisi aktif dari katalis, yang akan merubah sifat dari reaktan, dan membentuk intermediet tertentu, kemudian produk dilepaskan dari permukaan melalui proses desorpsi (Whyman, 1994). Desorpsi molekul produk dibutuhkan untuk mengembalikan sisi aktif pada katalis heterogen yaitu analog dengan disosiasi kompleks dalam katalis homogen. Adsorpsi dapat merupakan fisisorpsi ketika tidak terbentuk ikatan kimia yang baru, dapat pula merupakan kemisorpsi ketika terbentuk ikatan kimia permukaan adsorben-adsorbat. Temperatur rendah fisisorpsi pada gas seperti nitrogen berguna untuk determinasi pada area total permukaan padatan, dimana kemosorpsi digunakan untuk determinasi tingkat sisi reaktif. Katalis heterogen perlu diaktivasi terlebih dahulu sebelum digunakan. Proses aktivasi katalis dalam beberapa hal lebih cenderung untuk melakukan desorpsi dalam adsorpsi molekul seperti air dari permukaan. Namun dalam kasus lain lebih cenderung untuk preparasi sisi aktif dengan reaksi kimia, seperti reduksi logam oksida menghasilkan logam aktif. Mekanisme umum yang terjadi pada katalis heterogen adalah proses adsorpsi dan proses desorpsi yang terjadi pada sisi aktif katalis. Proses adsorpsi akan membawa molekul-molekul reaktan pada sisi aktif katalis, membentuk intermediet dan pada akhirnya menghasilkan produk yang kemudian dilepaskan ke permukaan katalis kembali (Atkins, 1994).Katalis PendukungKatalis heterogen biasanya membutuhkan pendukung (support), karena pendukung katalis memiliki kekuatan mekanik, tahan panas, mempunyai kerapatan ruah yang optimal, dan kemampuan pelarutan fase aktif. Pendukung juga meningkatkan luas permukaan, memiliki pori serta ukuran partikel yang optimal, dan peningkatan fungsi kimiawi seperti perbaikan aktivitas. Pemilihan pendukung didasarkan pada beberapa hal : Keinertan Sifat mekanik yang diinginkan, termasuk ketahanan terhadap kikisan, kekerasan dan ketahanan terhadap tekanan. Kestabilan pada kondisi reaksi dan regenerasi. Luas permukaan, diutamakan yang memiliki luas permukaan besar agar semakin banyak sisi aktif katalis yang terdistribusi. Porositas, meliputi ukuran pori rata-rata dan distribusi ukuran pori Sifat ekonomis bahan. Padatan pendukung juga memiliki beberapa fungsi lain, yaitu untuk mendispersikan sisi aktif, menstabilkan pendispersian serta memberikan kekuatan mekanik (Parego, 1997).

Diposkan 13th July 2011 oleh Riyan Nazarudin http://riyanpunyakabar.blogspot.com/2011/07/katalis.html

Tuesday, May 1, 2012KATALIS

Katalis pertama kali ditemukan oleh J.J. Berzelius pada tahun 1836 sebagai komponen yang dapat meningkatkan laju reaksi kimia. 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 produkKatalis berfungsi mempercepat reaksi dengan cara menurunkan energi aktivasi, namun tidak mempengaruhi letak kesetimbangan. Katalisator yang biasa digunakan adalah asam, basa dan penukar ion.Secara umum reaksi kimia yang terjadi dengan menggunakan katalis adalah:A + C --> AC*AC* + B AB + AC

A + B + C AB + Cdimana senyawa A dan bereaksi dengan dengan katalis (C) dan membentuk intermediet kemudian bereaksi kembali dengan senyawa B sehingga membentuk senyawa AB.Sifat-sifat dari reaksi katalitis yaitu sebagai berikut: Pada reaksi katalitis, katalis akan menurunkan energi aktivasi. Katalis yang sedikit akan mempercepat reaksi dari zat reaktan dalam jumlah banyak. Katalis tidak mengubah letak kesetimbangan untuk reaksi reversibel.Berdasarkan tingkat kepentinganya, komponen inti katalis dapat dibedakan menjadi tiga bagian diataranya: Selektifitas adalah kemampuan katalis untuk memberikan produk reaksi yang diinginkan (dalam jumlah tinggi) dari sejumlah produk yang mungkin dihasilkan. Aktifitas adalah kemampuan katalis untuk mengubah bahan baku menjadi produk yang diinginkan. Stabilitas adalah sebuah katalis untuk menjaga aktifitas, produktifitas dan selektifitas dalam jangka waktu tertentu.Secara umum katalis dapat dibedakan dalam beberapa menjadi 3 bagian yaitu katalis homogen, heterogen dan biokatalisis (katalis enzim). Katalis homogenKatalis 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, oprasi 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). Katalis heterogenKatalis 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 zeolit, CaO, MgO, dan resin penukar ion. Mekanisme katalis heterogen melalui lima langkah, yaitu: Transport reaktan ke katalis Interaksi reaktan-raktan dengan katalis (adsorpsi) Reaksi dari spesi-spesi yang teradsorpsi menghasilkan prodduk-produk reaksi Deadsorpsi produk dari katalis Transport produk menjauhi katalisKeuntungan dari katalis heterogen adalah ramah lingkungan, tidak bersifat korosif, mudah dipisahkan dari produk dengan cara filtrasi, serta dapat digunakan berulangkali dalam jangka waktu yang lama. Selain itu, katalis heterogen meningkatkan kemurnian hasil karena reaksi samping dapat dieliminasi. Contoh-contoh dari katalis heterogen adalah zeolit, CaO, MgO, dan resin penukar ion.

Biokatalisis (katalis enzim)Adalah katalis yang memiliki keunggulan sifat (aktivitas tinggi, selektivitas dan spesifitas) sehingga dapat dapat membantu prosesproses kimia kompleks pada kondisi lunak dan ramah lingkungan. Kelemahannya antara lain sangat mahal, sering tidak stabil, mudah terhambat, tidak dapat diperoleh kembali setelah dipakai. Salah satu Biokatalis yang telah dilaporkan penggunaanya adalah Enzim lipase (Triacylglycerol Acllydrolases). Enzim lipase atau enzim pemecah lemak dipakai dalam reaksi pembuatan biodiesel. Enzim itu dapat mengatalisis, menghidrolisis, serta mensintesis bentuk ester dari gliserol dan asam lemak rantai panjang seperti halnya minyak goreng dan jelantah.Pemilihan katalis atau pengembangan katalis perlu dipertimbangkan untuk mendapatkan efektivitas dalam pemakaian. Dalam pengembanganya katalis cair dapat digantikan dengan katalis padat seperti asam padat seperti zeolit, clay, dan lain-lain. Keuntungannya adalah dapat di recovery, recicle, dan digantikan kembali. Selain itu, Zeolit juga dapat digunakan sebagai katalis heterogen untuk pembuatan biodiesel. http://arhalmaturidi.blogspot.com/2012/05/katalis.html

Jumat, 22 Februari 2013Katalis

a. Pengertian KatalisDefinisi katalisator, pertama kali ditemukan oleh Ostwald, yaitu suatu substansi yang mengubah laju suatu reaksi kimia tanpa mengubah besarnya energi yang menyertai reaksi tersebut. Lebih lanjut, Ostwalt (1902) mendefinisikan katalisator sebagai substansi yang mengubah laju suatu reaksi tanpa terdapat sebagai produk akhir reaksi. Bell (1941), menjelaskan substansi yang dapat disebut sebagai katalisator suatu reaksi adalah ketika sejumlah tertentu substansi ditambahkan maka akan mengakibatkan laju reaksi bertambah dari laju pada keadaan stoikiometri biasa. Semua definisi diatas memasukkan kategori katalisator sebagai substansi yang menaikkan laju reaksi dan hal ini tidak mengganggu keseimbangan.Menurut Triyono (1994), penggolongan katalisator didasarkan pada fase-fasenya yaitu homogen (dalam fase) dan heterogen (pada antar muka dari dua fase). Umumnya katalis heterogen lebih disukai daripada homogen karena pemisahan dan penggunaan kembali katalis setelah reaksi dengan katalis homogen sering sulit dilakukan.Pada katalis heterogen, variabel lebih terpusatkan pada sifat-sifat kimia permukaan. Pertama-tama yang perlu ditentukan sebelum menentukan katalisator yang akan dipakai dalam suatu reaksi adalah sifat-sifat reaktan, produk yang terlibat dalam reaksi, dan sifat-sifat permukaan katalisator yang mencakup sifat kimia dan fisikanya. Katalis heterogen yang sering digunakan dalam sebuah reaksi berupa katalis logam-pengemban. Katalis logam-pengemban dapat berupa monometal, bimetal dan sebagainya.

b. Katalis BimetalSuatu campuran logam biasanya berupa paduan logam atau senyawa interlogam dari dua logam aktif katalitik atau salah satu diantaranya, dimana kedua komponen berada dalam jumlah yang relatif besar.Banyak hal yang ditunjukkan dalam penggunaan katalis campuran logam untuk berbagai reaksi. Hal ini berdasarkan kenyataan bahwa katalis campuran logam dapat menunjukkan reaktivitas dan selektivitas yang lebih besar daripada apabila logam tersebut digunakan secara sendiri-sendiri.Kehadiran logam kedua dapat juga mempunyai pengaruh yang kuat pada selektivitas reaksi. Sebagai contoh, penambahan tembaga (Cu) dalam katalis nikel (Ni) yang digunakan dalam dehidrogenasi sikloheksana dan hidrogenolisis etana. Diketahui bahwa penambahan sejumlah kecil tembaga (Cu) berpengaruh besar pada hidrogenolisis tetapi mempunyai pengaruh yang kecil pada reaksi dehidrogenasi. Pengaruh geometri dan elektronik merupakan pertimbangan penting dalam katalis campuran logam. Kepentingan masing-masing faktor dipengaruhi oleh sifat dan reaksi yang akan dikatalisis.

c. Katalis Sistem Logam-PengembanLogam-logam golongan transisi sangat aktif untuk katalis, tetapi dalam keadaan murni diperlukan biaya yang sangat tinggi untuk mendapatkan perbandingan luas permukaan dan volume yang besar. Cara yang mudah untuk mendapatkan katalis yang mempunyai luas permukaan komponen aktif yang luas dan mudah dalam pemakaian adalah dengan mendispersikan komponen aktif pada pengemban (bahan yang mempunyai luas permukaan yang tinggi). Cara ini dapat menghasilkan katalis dengan efisiensi yang tinggi, luas permukaan spesifik logam maksimum, menaikkan stabilitas termal sehingga waktu hidup katalis menjadi lebih lama, dan menghasilkan katalis yang mudah diregenerasi. Pemilihan pengemban merupakan langkah awal yang sangat penting dalam proses pembuatan katalis logam-pengemban. Pengemban akan menentukan luas permukaan, porositas, stabilitas, aktifitas dan selektifitas katalis. Bahan pengemban yang banyak digunakan pada industri adalah pengemban aktif, misalnya alumina, silika alumina dan zeolit. Katalis logam-pengemban umumnya disiapkan dengan memaksa logam bergabung dengan bahan pengemban. Bahan pengemban kemudian dikeringkan, dikalsinasi, dioksidasi dan kemudian direduksi sehingga diperoleh katalis logam-pengemban. Ada beberapa macam metode preparasi untuk menempatkan komponen aktif logam ke dalam pengemban. Moss mengelompokkan metode preparasi menjadi 4 macam yaitu metode impregnasi, pertukaran ion, copresipitasi, dan deposisi. Dua metode yang paling umum digunakan adalah impregnasi dan pertukaran ion. Prinsip impregnasi adalah memasukkan katalis logam secara paksa ke dalam rongga-rongga pengemban. Impregnasi juga merupakan prosedur yang umum untuk membuat katalis bimetal. Katalis bimetal dapat dibuat dengan coimpregnasi yaitu kedua garam logam dimasukkan dalam waktu yang sama atau dengan impregnasi terpisah yaitu garam logam pertama dimasukkan kemudian diikuti garam logam ke-dua. Dalam coimpregnasi, letak dan sifat logam dalam pengemban tergantung pada jenis garam prekursor yang digunakan dan kecenderungan untuk membentuk paduan dua komponen.Pertukaran ion atau disebut juga metode adsorpsi pada larutan yang pada prinsipnya adalah menukarkan kation-kation yang terdapat pada situs-situs aktif pada pengemban dengan katalis logam. Pertukaran ion dapat juga digunakan untuk membuat katalis bimetal.Diposkan oleh Tony Bani di 09.37 http://bloggregantonny.blogspot.com/2013/02/katalis_22.html