PEMBUATAN KATALIS OKSIDA MANGAN

DALAM PEGEMBANGAN KARBON AKTIF

I.TUJUAN

1.1Membuat katalis oksida mangan dengan menggunakan kalium permanganat yang terimfregnasi dalam karbon aktif.

1.2Mengamati efektivitas oksidasi dari kalium permanganat yang terimfregnasi dalam karbon aktif dengan variasi konsentrasi.

II.PRINSIP

2.1Berdasarkan pada penyerapan adsorbat (kalium permanganat) oleh adsorben (karbon aktif).

2.2Berdasarkan reaksi oksidasi yaitu suatu proses yang mengakibatkan hilangnya satu elektron atau lebih dari suatu zat (ion, atom atau molekul) pada suasana netral.

III.REAKSI

3.1Reaksi Oksidasi

Asam: MnO4- + 8H+ + 5 Mn2+ + 4H2O

Netral: MnO4- + 4H+ + 3 MnO2 + 2H2O

Basa: MnO4- + MnO42-

3.2Reaksi Pengujian

C

O

O

H

N

N

N

(

C

H

3

)

2

M

e

t

i

l

m

e

r

a

h

+

M

n

O

O

O

O

C

O

O

H

N

N

N

(

C

H

3

)

2

M

n

O

O

O

O

C

O

O

H

N

N

N

(

C

H

3

)

2

K

o

m

p

l

e

k

s

t

i

d

a

k

b

e

r

w

a

r

n

a

O

H

O

H

+

M

n

O

2

H

2

O

O

H

-

H

+

IV.TEORI

Katalis adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi kimia pada suhu tertentu, tanpa mengalami perubahan atau terpakai oleh reaksi itu sendiri. Suatu katalis berperan dalam reaksi tapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk. Katalis memungkinkan reaksi berlangsung lebih cepat atau memungkinkan reaksi pada suhu lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi. Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktivasi yang lebih rendah. Katalis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk berlangsungnya reaksi. Katalis dapat dibedakan ke dalam dua golongan utama: katalis homogen dan katalis heterogen. Katalis heterogen adalah katalis yang ada dalam fase berbeda dengan pereaksi dalam reaksi yang dikatalisinya, sedangkan katalis homogen berada dalam fase yang sama. Satu contoh sederhana untuk katalisis heterogen yaitu bahwa katalis menyediakan suatu permukaan di mana pereaksi-pereaksi (atau substrat) untuk sementara terserap. Ikatan dalam substrat-substrat menjadi lemah sedemikian sehingga memadai terbentuknya produk baru. Ikatan antara produk dan katalis lebih lemah, sehingga akhirnya terlepas. Katalis homogen umumnya bereaksi dengan satu atau lebih pereaksi untuk membentuk suatu perantara kimia yang selanjutnya bereaksi membentuk produk akhir reaksi, dalam suatu proses yang memulihkan katalisnya. Berikut ini merupakan skema umum reaksi katalitik, di mana C melambangkan katalisnya:

A + C AC (1)

B + AC AB + C (2)

Meskipun katalis (C) termakan oleh reaksi 1, namun selanjutnya dihasilkan kembali oleh reaksi 2, sehingga untuk reaksi keseluruhannya menjadi,

A + B + C AB + C

katalis tidak termakan atau pun tercipta. Enzim adalah biokatalis. Penggunaan istilah katalis dalam konteks budaya yang lebih luas, secara bisa dianalogikan dengan konteks ini. Beberapa katalis ternama yang pernah dikembangkan di antaranya katalis Ziegler-Natta yang digunakan untuk produksi masal polietilen dan polipropilen. Reaksi katalitik yang paling dikenal ialah proses Haber untuk sintesis amoniak, yang menggunakan besi biasa sebagai katalis. Konverter katalitik -yang dapat menghancurkan produk samping knalpot yang paling bandel- dibuat dari platina dan rodium (http://www.id.wikipedia.org/wiki/katalis).

Katalis adalah suatu bahan yang dipergunakan untuk mempercepat reaksi pada saat proses perengkahan (cracking). Pada akhir proses, katalis ini akan dikeluarkan berupa limbah, yang setiap harinya mencapai 17 ton/hari. Limbah tersebut berpotensi untuk dimanfaatkan sebagai produk bahan bangunan. Namun pemanfaatan daur ulang tersebut harus hati-hati karena di dalamnya terkandung kadar logam berat yang cukup tinggi yang bila terhisap atau terkonsumsi oleh makhluk hidup dapat membahayakan. Menurut Peraturan Pemerintah Nomor 19 Tahun 1994 Tentang Pengelolaan Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun, limbah katalis ini termasuk ke dalam daftar limbah Bahan Berbahaya dan Beracun (B3) bila memiliki nilai LD50 (Lethal Dose 50%) lebih kecil dari 15 g/kg BB. Oleh karena itu dilakukan uji hayati (bioassay) untuk mengetahui tingkat kelayakan keamanan lingkungannya terhadap makhluk hidup). (http://www.hi.tlitb.org/journal/journal-content/journal6.htm).

Seiring dengan kemajuan teknologi, katalis makin tidak bisa dipisahkan dari kehidupan manusia. Hampir seluruh bahan sintetik kebutuhan manusia memanfaatkan katalis dalam proses produksinya. Lebih jauh, katalis terlibat dalam reaksi-reaksi yang berlangsung di dalam tubuh manusia, di alam sekitar maupun reaksi-reaksi yang sengaja dikembangkan manusia untuk meningkatkan kesejahteraannya. Katalis berperan besar dalam perkembangan pesat industri kimia dimana sekitar 90% dari industri kimia saat ini menggunakan jasa teknologi katalisis. Katalis adalah zat yang dilibatkan reaksi kimia yang bertujuan mempercepat dan mengerahkan reaksi. Harus diakui Indonesia masih tertinggal dalam penguasaan dan pengembangan teknologi katalisis meski sejak lama mengenal dan memanfaatkan teknologi tersebut. Secara bertahap dan sistematis diperlukan penguasaan teknologi proses kimia, dan hal itu dapat dimulai dengan penguasaan katalisis dan menjadikannya sebagai perhatian bersama oleh dari pemerintah, industri dan lembaga penelitian. Melihat kemampuannya seperti itu, tidak mengherankan jika katalis memegang peran kunci dalam pengembangan industri kimia. Perkembangan teknologi proses kimia dipicu dan dipacu oleh perkembangan teknologi katalisis. Melalui teknologi katalisis terbuka kemungkinan peningkatan nilai tambah secara signifikan bagi bahan mentah dan iptek dasar. Dengan menguasai teknologi katalisis berarti penguasaan dalam teknologi proses kimia. Negara negara maju sangat sadar akan peran penting teknologi katalisis. AS, Jepang dan negara-negara Eropa, memberikan perhatian sangat besar pada pengembangan teknologi katalisis, yang mencakup katalisis dalam industri proses kimia dan bioproses, industri pengolahan minyak bumi dan katalisis dalam pengendalian pencemaran lingkungan hidup. Dibandingkan negara maju, Indonesia tertinggal jauh dalam pengembangan teknologi ini. Padahal Indonesia memiliki modal yang sangat berharga untuk maju, yakni kekayaan alam yang melimpah. Indeks pembangunan manusia Indonesia maupun daya saing ekonomi yang sangat rendah menunjukkan bahwa kekayaan alam tersebut hanya dapat dimanfaatkan dalam nilai ekonomi yang rendah, meskipun nilai potensialnya sangat tinggi. Penyebab ketertinggalan itu diantaranya adalah ketergantungan teknologi kepada negara-negara maju. Secara bertahap dan sistematis diperlukan penguasaan teknologi proses kimia, dan itu dapat dimulai dari penguasaan katalisis. Hampir seluruh kebutuhan tersebut diimpor dan sebagian kecil saja yang diproduksi di Indonesia dengan lisensi dari luar negeri. Meski sejak lama mengenal dan memanfaatkan teknologi katalis, pengembangan katalis belum menjadi perhatian secara terpadu dari pemerintah, industri dan lembaga penelitian. Para peneliti Indonesia yang berkecimpung dalam pengembangan teknologi katalisis telah menghasilkan berbagai temuan dapat dimanfaatkan secara ekonomi. Beberapa penelitian yang bernilai ekonomi telah dihasilkan oleh sejumlah institusi pendidikan dan lembaga penelitian di Indonesia. Pertama, pengembangan absorbent sponge iron guna mengolah gas alam untuk keperluan industri pupuk telah diujicobakan di industri pupuk Iskandar Muda. Hasil yang diperoleh ternyata sangat memuaskan. Kedua pengembangan jenis katalis untuk hidrogenasi minyak sawit demi keperluan industri oleokimia. Ketiga mengembangkan teknologi katalisis untuk mengolah asphaltene menjadi bahan kimia yang lebih bernilai tinggi. Keempat beberapa paten di bidang teknologi katalisis juga telah dihasilkan dan saat ini tengah menunggu tahap komersialisasi. Selain itu, beberapa institusi anggota masyarakat katalisis Indonesia, bekerjasama atau sendiri-sendiri telah meneliti dan mengembangkan katalis serta teknologi pemrosesnya. Bisa disebut antara lain pengembangan katalis untuk hydrotreating minyak mentah guna menghilangkan pengotor, katalis asam padat dengan memanfaatkan tanah liat untuk memproduksi bio-diesel atau bahan biogasoline; katalis proses produksi hidrogen untuk fuel cell, katalis perengkahan minyak berat, serta berbagai usaha pengembangan katalis dalam teknologi katalisis lainnya. Para katalis Indonesia banyak juga terlibat dalam seleksi dan pengujian katalis yang digunakan di Pertamina. Keterlibatan para ahli teknologi katalisis ini memungkinkan dilakukan seleksi katalis dengan fair, dimana katalis yang akan digunakan oleh kilang-kilang tersebut diuji dengan menggunakan prosedur yang disusun oleh tim ahli katalis dari berbagai institusi dan didampingi para insinyur dari Pertamina. Hasil pengujian kemudian dievaluasi dan dijadikan bahan pertimbangan dalam seleksi katalis yang akan digunakan. Potensi ini layak dikembangkan secara terpadu guna mewujudkan cita-cita mengembangkan katalis dan teknologi katalisis di Indonesia. (t01) Sumber : Bisnis Indonesia 6 Maret 2005.

Karbon Aktif

Di Desa Pungging, yang berjarak 25 km dari Surabaya, terdapat sejumlah pengusaha pengolah tempurung kelapa menjadi arang karbon aktif yang digunakan sebagai bahan filter pada proses penjernihan air. Para pengusaha ini hanya mampu mengolah 5 ton tempurung kelapa menjadi 1 ton arang karbon aktif, sementara pesanan pasar mencapai 3 ton, sehingga usaha ini belum dapat melayani kebutuhan pesanan. Kendala yang dihadapi ialah mesin giling yang berkapasitas kecil dan sekitar 25% arang menjadi terlalu halus untuk bisa dipakai. Dari kegiatan yang dilaksanakan ini, dihasilkan satu unit mesin penggiling arang aktif yang produktivitasnya maupun mutu produknya tinggi. Dengan mesin penggiling hasil rekayasa ini, rendemen arang aktif mencapai 95%. Konstruksi alat penggiling sederhana, mudah dioperasikan, dan murah. Butiran arang yang dihasilkan berukuran 3-5 mm2. Sebagai penggerak digunakan mesin diesel 7 PK. Mesin diesel dijalankan dengan cara mengengkol. Dalam kegiatan ini juga didemonstrasikan cara perawatan rutin, meliputi pemeriksaan isi solar, isi minyak lumas, dan isi air pendingin (http://www.iptek.net.id/ind/pustaka/mipi10.php?doc 10=PI10-10).

Filter karbon aktif berfungsi untuk menghilangkan polutan mikro misalnya zat organik, deterjen, bau, senyawa phenol serta untuk menyerap logam berat dan lain-lain. Pada saringan arang aktif ini terjadi proses adsorpsi, yaitu proses penyerapan zat-zat yang akan dihilangkan oleh permukaan arang aktif. Apabila seluruh permukaan arang aktif sudah jenuh, atau sudah tidak mampu lagi menyerap maka proses penyerapan akan berhenti, dan pada saat ini arang aktif harus diganti dengan arang aktif yang baru (http://www.kelair.bppt.go.id/).

Kalium Permanganat (KP)

Kalium permanganat (KP) merupakan oksidator kuat yang sering digunakan untuk mengobati penyakit ikan akibat ektoparasit dan infestasi bakteri terutama pada ikan-ikan dalam kolam. Meskipun demikian untuk pengobatan ikan-ikan akuarium tidak sepenuhnya dianjurkan karena diketahui banyak spesies ikan hias yang sensitif terhadap bahan kimia ini.Bahan ini diketahui efektif mencegah flukes, tricodina, ulcer, dan infeksi jamur. Meskipun demikian, penggunaanya perlu dilakukan dengan hati-hati karena tingkat keracunannya hanya sedikit lebih tinggi saja dari tingkat terapinya. Oleh karena itu, harus dilakukan dengan dosis yang tepat. Tingkat keracunan KP secara umum akan meningkat pada lingkungan akuarium yang alkalin. Potasium permanganat tersedia sebagai serbuk maupun larutan berwarna violet.Kalium permanganat (KMnO4) merupakan alkali kaustik yang akan tersdisosiasi dalam air membentuk ion permanganat (MnO4-) dan juga mangan oksida (MnO2) bersamaan dengan terbentuknya molekul oksigen elemental. Oleh karena itu, efek utama bahan ini adalah sebagai oksidator. Dilaporkan bahwa permanganat merupakan bahan aktif beracun yang mampu membunuh berbagai parasit dengan merusak dinding-dinding sel mereka melalui proses oksidasi. Beberapa literatur menunjukkan bahwa mangan oksida membentuk kompleks protein pada permukaan epithelium, sehingga menyebabkan warna coklat pada ikan dan sirip, juga membentuk kompleks protein pada struktur pernapasan parasit ikan yang akhirnya menyebabkan mereka mati (http://www/O-Fish (Ornamental-Fish Information Service Highlight).htm).

V.ALAT DAN BAHAN

5.1- Batang pengaduk

- Bunsen

- Cawan porselen

- Corong saring

- Gelas kimia

- Kaki tiga

- Kawat kassa

- Kertas saring

- Kertas timbang

- Penangas pasir

- Penangas udara

- Tabung reaksi

5.2Bahan

- Air suling

- Kalium permanganat

- Karbon aktif

- Metilen red

VI.PROSEDUR

6.1Pembuatan kalium permanganat 3M

Sebanyak 94,8 gram KMnO4 ditimbang, lalu dimasukkan dalam gelas kimia. Kemudian dilarutkan dalam air suling sebanyak 200 ml yang sudah dipanaskan terlebih dahulu. Kemudian diaduk-aduk sampai homogen. Kemudian larutan KMnO4 disaring dengan glass wool. Kemudian bagian luar gelas kimia ditutup dengan tissu atau kertas agar larutan KMnO4 tidak terkena sinar matahari, dan bagian atas ditutup dengan plastik wrap.

6.2Pengenceran kalium permanganat 3 M menjadi 1 M dan 2 M

Melakukan pengenceran kalium permanganat 3 M menjadi 2M dengan cara mengambil volume kalium permanganat 3M sebanyak 6,33 ml dan mengencerkannya oleh air suling hingga 10 ml. Kemudian hal yang sama juga melakukan pengenceran kalium permanganat 3M menjadi 1M, tetapi sebanyak 3,33 ml dan mengencerkannya oleh air suling hingga 10 ml.

6.3Pembuatan katalis oksida mangan

Sebanyak 5g karbon aktif ke dalam 3 gelas kimia yang berbeda. Lalu kalium permanganat dengan volume 10 ml dan konsentrasi 1M, 2M, dan 3M dimasukkan masing-masing ke dalamnya hingga karbon terendam. Kemudian larutan diaduk hingga homogen selama 45 menit. Setelah itu, larutan disaring dengan corong gelas dan kertas saring. Lalu kalium permanganat yang terimfregnasi dalam karbon aktif dipanaskan dalam cawan porselen di atas penangas pasir dengan suhu 3000C.

6.4Pengujian efektifitas katalis

Kalium permanganat yang terimfregnasi dalam karbon aktif dimasukkan sedikit ke dalam tabung reaksi. Lalu metilen merah ditambahkan ke dalamnya. Kemudian tabung dipanaskan di atas penangas udara hingga berubah warna menjadi bening.

VII.DATA PENGAMATAN

7.1 Tabel persiapan

No

Zat

Sifat kimia

Sifat fisika

BM TD TL

(g/mol) (0C) (0C) (g/cm3)

1

Air suling

-9- cenderung polar

18

100

1,00

2

Kalium permanganat

-8zat pengoksidasi

-9sebagai autoindikator

-10dapat bereaksi dalam berbagai suasana

-11larut dalam air dengan bantuan pemanasan

158

< 240

2,703

3

Karbon aktif

-12sebagai adsorben

-13larut dalam air

12,011

78,5

-56,6

1,3003

4

Metilen red

-14berwarna merah pada larutan suasana asam

-15berwarna kuning pada larutan basa

84,93

253,60

16,37

1,336

7.2 Tabel pengamatan

No.

Perlakuan

Hasil

1

5 g karbon aktif + KMnO4 1 M + aduk 45 menit

5 g karbon aktif + KMnO4 2 M + aduk 45 menit

5 g karbon aktif + KMnO4 3 M + aduk 45 menit

Larut

Larut

Larut

2

Pengujian:

-16Residu I + metilen red

-17Residu II + metilen red

-18Residu III + metilen red

Negatif

Negatif

Negatif

VIII.PERHITUNGAN

8.1Penentuan konsentrasi kalium permanganat 3M, 200 ml

M = gx1000

MrV

3 = g x 1000

158200

g = 94,80 gram

8.2 Pengenceran kalium permanganat 3M menjadi 2M

V1 x M1=V2 x M2

V1 x 3M=10 ml x 1M

V1=6,33 ml

8.3 Pengenceran kalium permanganat 3M menjadi 2M

V1 x M1=V2 x M2

V1 x 3M=10 ml x 2M

V1 = 3,3 ml

IX.PEMBAHASAN

Katalis adalah suatu zat yang mengubah kecepatan reaksi kimia, baik secara positif ataupun negatif, yang mempunyai peranan pembentukan reaktan aktif dalam suatu proses kimia tanpa mengubah kesetimbangan reaksinya dengan menurunkan energi aktivasi, sedangkan setelah reaksi selesai zat tersebut tidak mengalami perubahan kimia. Katalis ini dapat berupa gas, cairan atau padatan.

Percobaan yang dilakukan adalah pembuatan katalis oksida mangan dalam pengembangan karbon aktif. Tujuan dari percobaan ini adalah membuat katalis oksida mangan dengan menggunakan kalium permanganat yang terimfregnasi dalam karbon aktif dan untuk mengamati efektivitas oksidasi dari kalium permanganat yang terimfregnasi karbon aktif dengan variasi konsentrasi. Prinsip dari percobaan ini berdasarkan pada penyerapan adsorbat oleh adsorben dan berdasarkan reaksi oksidasi yaitu suatu proses yang mengakibatkan hilangnya satu elektron atau lebih dari dalam zat (ion, atom atau molekul).

Suatu proses kimia terdapat dua jenis reaksi berdasarkan ada atau tidaknya suatu katalis. Contoh suatu reaksi sederhana bimolekuler:

A + B = D

Jika reaksi di atas tanpa katalis maka reaksi yang akan berjalan adalah sebagai berikut:

A + B = AB* = D

Dan jika reaksi tersebut menggunakan katalis, tingkatan reaksi akan sedikit berbeda:

A + (katalis) = A*

A* (katalis) + B = AB* (katalis)

AB* (katalis) = D + (katalis)

Dari kedua reaksi tersebut, terlihat bahwa reaksi tanpa katalis langsung membentuk senyawa AB* yaitu suatu senyawa antara yang disebut kompleks aktif. Namun untuk menghasilkan produk membutuhkan waktu yang lama, intermedietnya lambat. Sedangkan reaksi yang menggunakan katalis, terbentuk senyawa A* yang mengandung katalis dan bereaksi dengan senyawa B, terbentuk senyawa AB* yang mengandung katalis dengan menurunkan energi aktivasinya sehingga untuk menghasilkan produk (senyawa D) berlangsung cepat, karena intermedietnya cepat.

Berdasarkan efek katalis terhadap suatu reaksi kimia, katalis dibedakan menjadi dua bagian, yaitu:

1.Katalis positif (akselerator/pemercepat), yaitu katalis yang akan memacu laju reaksi kimia.

2.Katalis negatif (inhibitor), yaitu katalis yang mengendurkan laju reaksi kimia atau bahkan akan memberhentikan kecepatan reaksi.

Berdasarkan kondisi fase reaktan dan katalis, proses kalisis dapat digolongkan dalam dua kelompok, yaitu:

1.Proses katalisis homogen, prosesnya berlangsung dalam fase gas atau cairan, baik reaktan maupun katalisnya.

2.Proses katalisis heterogen, prosesnya berlangsung dalam dua fase atau lebih, baik reaktan maupun katalisnya.

Dalam suatu proses kimia, lama kelamaan katalis akan menurun energi aktivasinya yang disebut dengan deaktivasi, faktor-faktor yang mempengaruhinya adalah sebagai berikut:

1.Fouling, yaitu penutupan kedudukan aktif dari katalis oleh karbon, maka pori-pori dari katalis tertutupi oleh karbon. Katalis yang telah mengalami proses fouling dapat diaktivasi kembali yang disebut dengan regenerasi.

2.Keracunan, yaitu adanya senyawa-senyawa organik yang teradsorpsi ke dalam katalis, sehingga katalis tersebut teracuni oleh senyawa organik tersebut yang mengakibatkan reaktan tidak dapat masuk ke dalam katalis. Katalis yang telah teracuni ini dapat diaktivasi kembali sama halnya dengan katalis yang telah mengalami proses fouling, namun istilahnya disebut dengan reaktivasi.

3.Sintering, pada proses ini katalis dipanasi oleh temperatur yang tinggi dan mengakibatkan aktivitas dari katalis menurun juga menyebabkan permukaan katalis meleleh sehingga menutupi pori-porinya dan reaktan tidak dapat masuk ke dalam katalis tersebut. Dan katlis yang telah mengalami proses sintering, biasanya tidak dapat diregenerasi.

Hal pertama yang dilakukan adalah pengenceran terhadap larutan kalium permanganat 3M menjadi 1M dan 2M. Tujuan dari pengenceran kalium permanganat yang menghasilkan 3 variasi konsentrasi adalah menentukan konsentrasi mana yang menunjukkan efektivitas oksidasi dari kalium permanganat yang telah terimfregnasi oleh karbon aktif. Kalium permanganat terimfregnasi adalah kalium permanganat yang teradsorpsi oleh karbon aktif dengan cara memasukkan larutan kalium permanganat 1M, 2M dan 3M ke dalam karbon aktif hingga terendam dan mengaduknya hingga homogen. Pengadukan dilakukan selama 60 menit, waktu tersebut adalah waktu kontak optimum antara adsorben (karbon aktif) dan adsorbat (kalium permanganat). Proses adsorpsi zat larut dalam karbon aktif adalah:

1. Transport solute melalui selaput permukaan ke dalam karbon aktif.

2. Difusi zat terlarut ke pori-pori karbon aktif.

3. Adsorpsi zat terlarut ke permukaan karbon aktif.

Faktor-faktor yang mempengaruhi proses adsorpsi:

1.Kapasitas adsorpsi, dipengaruhi oleh ukuran pori dari adsorben, suhu optimum, pH, konsentrasi zat terlarut, dan konsentrasi larutan.

2.Kecepatan adsorpsi, dipengaruhi oleh ukuran partikel dari adsorben, suhu, konsentrasi, kontak antara adsorben dan adsorbat.

Setelah pengadukan, dilakukan penyaringan terhadap masing-masing campuran hingga diperoleh residu. Dan residu ini dipanaskan dalam cawan porselen di atas penangas pasir pada suhu 3000C. Digunakan penangas pasir karena suhu yang dibutuhkan sangat tinggi yaitu 3000C, pemanasan merata, dan penurunan suhu berlangsung lama. Suhu 3000C adalah suhu optimum pengaktivasian terhadap karbon aktif dengan memperbesar pori-porinya. Jika suhu kurang dari 3000C, proses pembuatan katalis akan berlangsung lama. Sedangkan jika suhu yang digunakan lebih dari 3000C , maka kemungkinan terjadinya kerusakan struktur dalam katalis serta terjadinya proses desorpsi, terlepasnya zat-zat yang telah teradsorpsi pada karbon aktif. Selanjutnya, dilakukan pengujian terhadap katalis yang telah dibuat dengan menggunakan metilen red melalui perubahan warna. Caranya dengan memasukkan sejumlah kecil KMnO4 yang terimfregnasi ke dalamnya dan menambahkan sejumlah sama metilen red disertai pemanasan di atas penangas udara hingga warna dari metilen red berubah warna hingga bening. Namun, hasil dari percobaan yang telah dilakukan adalah katalis tidak terbentuk sehingga pada pengujian katalis tersebut menghasilkan hasil yang negatif.

Metilen merah merupakan senyawa organik karena memiliki struktur benzena dimana benzena ini mempunyai ikatan selang-seling atau aromatik, sehingga mampu beresonansi. Selain indikator metilen merah dapat digunakan pula indikator lain asalkan indikator itu merupakan senyawa organik. Jika digunakan indikator senyawa anorganik maka akan tereksitasi sehingga tidak dapat terbentuk senyawa kompleks tidak berwarna.

Mekanisme reaksi dari pengujian katalis yang seharusnya adalah:

Atom O pada MnO4 memiliki elektron sunyi sehingga lebih elektronegatif dari atom N pada metilen merah. Karena oksigen lebih elektronegatif maka ikatan rangkap pada dua atom N mengikat elektron pada atom O sehingga atom O menuju atom N. Karena adanya pengikatan atom O maka ikatan rangkap putus menjadi ikatan tunggal yang tidak stabil dan terbentuk ikatan antara atom N dan O. Karena setiap reaksi menghasilkan keadaan transisi (intermediet atau keadaan antara) maka reaksi antara metilen merah dengan MnO4 pula menghasilkan keadaan transisi dimana produknya belum stabil. Untuk menstabilkan atom N-nya maka KMnO4 direaksikan dengan air. Dimana air ini mempunyai OH yang merupakan parsial negatif dan H parsial positif. Karena OH lebih elektronegatif maka menyerang elektron positif pada atom N sehingga atom N menjadi parsial positif yang stabil dan keadaan transisi pun menjadi stabil. Pada akhirnya akan terbentuk ikatan antara atom N dengan -OH sehingga terbentuk senyawa kompleks yang tidak berwarna.

IX.KESIMPULAN

Berdasarkan hasil dari percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa:

1. Katalis oksida mangan dapat dibuat dari KmnO4 yang terimfregnasi dalam karbon aktif

2. Efektivitas proses oksidasi dari KmnO4 yang terimfregnasi tidak dapat teramati.

DAFTAR PUSTAKA

http://www.id.wikipedia.org/wiki/katalis.

http://www.hi.tlitb.org/journal/journal-content/journal6.htm.

http://www.iptek.net.id/ind/pustaka/mipi10.php?doc 10=PI10-10.

http://www.kelair.bppt.go.id.

http://www/O-Fish (Ornamental-Fish Information Service Highlight).htm.

LAMPIRAN 1

1. Katalis adalah suatu zat yang mengubah kecepatan, secara positif atau negatif, mengubah mekanisme dan jumlah tahapan dan dengan demikian meringkas waktu untuk mencapai kesetimbangan reaksi kimiai.

2. Faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja katalis:

1Tekanan reaksi

2Suhu reaksi

3Konsentrasi katalis

4Banyaknya katalis yang digunakan

3. Selektivitas katalis adalah kemampuan katalis untuk bekerja dalam proses reaksi, di mana katalis tersebut bersifat selektif sehingga tidak sembarang katalis dapat digunakan.

4. Unit proses yang bisa diamati adalah proses oksidasi atau lamanya perubahan oksidasi reaktan menjadi produk.

LAMPIRAN 2

1. Tujuan, prinsip dan prosedur pembuatan katalis oksida mangan.

1Tujuan

Membuat katalis oksida mangan dengan menggunakan kalium permanganat yang terimfregnasi dalam karbon aktif.

Mengamati efektivitas oksidasi dari kalium permanganat yang terimfregnasi dalam karbon aktif dengan variasi konsentrasi.

2Prinsip

Berdasarkan pada penyerapan adsorbat (kalium permanganat) oleh adsorben (karbon aktif).

Berdasarkan reaksi oksidasi yaitu suatu proses yang mengakibatkan hilangnya satu elektron atau lebih dari suatu zat (ion, atom atau molekul).

1Prosedur pembuatan katalis oksida mangan

Sebanyak 5 g karbon aktif ke dalam 3 gelas kimia yang berbeda. Lalu kalium permanganat dengan volume 10 ml dan konsentrasi 1 M, 2 M, dan 3 M dimasukkan masing-masing ke dalamnya hingga karbon terendam. Kemudian larutan diaduk hingga homogen selama 45 menit. Setelah itu, larutan disaring dengan corong gelas dan kertas saring. Lalu kalium permanganat yang terimfregnasi dalam karbon aktif dipanaskan dalam cawan porselen di atas penangas pasir dengan suhu 3000C.

2. Pengertian katalis dan karbon aktif serta pembuatan karbon.

Katalis adalah suatu zat yang mengubah kecepatan, secara positif atau negatif, mengubah mekanisme dan jumlah tahapan dan dengan demikian meringkas waktu untuk mencapai kesetimbangan suatu reaksi kimia.

Karbon aktif adalah karbon yang telah diaktifkan untuk penyerapan. Cara pembuatannya diolah dengan memberi uap atau memanaskannya dalam vakum.

Pembuatan karbon aktif: Berbagai bahan berkarbon, seperti kokas migas (petroleum), serbuk gergaji, lignit batu bara, gambut, kayu, arang batok, dan biji buah-buahan dapat digunakan untuk membuat karbon aktif. Dilakukan aktivasi, yaitu suatu perubahan fisika dimana permukaan karbon itu menjadi jauh lebih banyak karena hidrokarbonnya disingkirkan. Aktivasi dengan oksidasi gas dengan menggunakan bahan yang telah dikarbonisasi pada suhu yang cukup tinggi, sehingga hampir semua penyusunnya yang dapat menguap sudah keluar, tetapi suhu itu tidak cukup tinggi untuk menyebabkan gas yang keluar terdekomposisi. Bahan hasil karbonisasi itu mengalami aksi gas oksidasi, biasanya uap atau karbon dioksida, di dalam tanur atau retor pada suhu 800 sampai 9800C. Kondisi operasi dikendalikan sedemikian rupa sehingga hampir semua hidrokarbon yang terserap dan sebagian karbon dapat dikeluarkan, akibatnya luas permukaan menjadi lebih besar. Penggunaan bahan kimia impregnasi menyebabkan karbonisasi berlangsung pada kondisi dimana pengendapan hidrokarbon pada permukaan karbon dapat dicegah. Bila karbonisasi sudah selesai, bahan kimia impregnasi dikeluarkan dengan cara mencuci dengan air.

3. Reaksi pengujian warna dan penjelasannya.

C

O

O

H

N

N

N

(

C

H

3

)

2

M

e

t

i

l

m

e

r

a

h

+

M

n

O

O

O

O

C

O

O

H

N

N

N

(

C

H

3

)

2

M

n

O

O

O

O

C

O

O

H

N

N

N

(

C

H

3

)

2

K

o

m

p

l

e

k

s

t

i

d

a

k

b

e

r

w

a

r

n

a

O

H

O

H

+

M

n

O

2

H

2

O

O

H

-

H

+

Mekanisme reaksinya:

Atom O pada MnO4 memiliki elektron sunyi sehingga lebih elektronegatif dari atom N pada metilen merah. Karena oksigen lebih elektronegatif maka ikatan rangkap pada dua atom N mengikat elektron pada atom O sehingga atom O menuju atom N. Karena adanya pengikatan atom O maka ikatan rangkap putus menjadi ikatan tunggal yang tidak stabil dan terbentuk ikatan antara atom N dan O. Karena setiap reaksi menghasilkan keadaan transisi (intermediet atau keadaan antara) maka reaksi antara metilen merah dengan MnO4 pula menghasilkan keadaan transisi dimana produknya belum stabil. Untuk menstabilkan atom N-nya maka KMnO4 direaksikan dengan air. Dimana air ini mempunyai OH yang merupakan parsial negatif dan H parsial positif. Karena OH lebih elektronegatif maka menyerang elektron positif pada atom N sehingga atom N menjadi parsial positif yang stabil dan keadaan transisi pun menjadi stabil. Pada akhirnya akan terbentuk ikatan antara atom N dengan -OH sehingga terbentuk senyawa kompleks yang tidak berwarna.

4. Faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja katalis.

1Tekanan reaksi yang cukup rendah

2Temperatur reaksi cukup tinggi (sejauh tidak mematikan katalisator)

3Jumlah katalis sedikit

5. Massa KMnO4 5 M yang ditimbang dalam 100 ml.

g

x

x

g

MxMrxV

g

V

x

Mr

g

M

79

1000

100

158

5

1000

1000

=

=

=

=