Makalah Trk

MAKALAH TEKNIK REAKSI KIMIA

KATALIS HOMOGEN

Disusun Oleh :

Irpan 061130401039

M.Fikri Hidayat 061130401042

Imaniar Syukurilla 061130401038

Dita Melinda Suri 061130401034

Dosen Pembimbing : Ir. Rusdianasari, M.T

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYAPALEMBANG

2012

DAFTAR ISI

Daftar Isi...................................................................................................................i

BAB I PENDAHULUAN.........................................................................................1

BAB II DASAR TEORI

2.1 Katalis 2

2.2 Katalis Homogen 5

BAB III PENUTUP.................................................................................................9

Daftar Pustaka........................................................................................................10

Lampiran

Pertanyaan .............................................................................................................. 11

Jawaban .................................................................................................................. 12

i

BAB I

PENDAHULUAN

Katalis homogen Hal.1

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Katalis

Katalis adalah suatu zat yang ditambahkan pada sistem reaksi untuk

meningkatkan laju reaksi tanpa ikut berubah secara kimia pada akhir reaksi. Dan

menurut Oswald (1902) mendefinisikan katalis sebagai suatu substansi yang

mengubah laju suatu reaksi kimia tanpa terdapat sebagai produk akhir reaksi.

Walaupun menurut definisi jumlah katalisator tidak berubah pada akhir reaksi

selama reaksi berlangsung. Katalis akan mengawali penggabungan senyawa kimia

yang akan terbentuk suatu kompleks antara substansi tersebut dengan katalisator.

Kompleksnya yang terbentuk hanya merupakan bentuk hasil antara yang akan

terurai kembali menjadi produk reaksi dan molekul katalisator .

Katalis tidak mengalami perubahan pada akhir reaksi, karena itu tidak

memberikan energi ke dalam sistem , tetapi akan memberikan mekanisme reaksi

alternatif dengan energi aktivasi yang lebih rendah dibandingkan dengan reaksi

tanpa katalis . Berikut gambar 1 diagram energi dari reaksi tanpa katalis dan

dengan katalis.

gambar 1. diagram energi dari reaksi tanpa katalis dan dengan katalis

Dari grafik tersebut membandingkan dua energi aktivasi Ea , yaitu Ea

dengan katalis(b-a) dan Ea tanpa katalis (c-a) . Dapat dilihat bahwa energi yang

dibutuhkan lebih sedikit( b-a) dibandingkan dengan energi tanpa katalis (c-a).


Dengan demikian reaksi dengan katalis akan mempercepat laju reaksi sehingga

akan semakin cepat menghasilkan zat hasil reaksi.

Untuk mengetahui katalis dapat menurunkan energi aktivasi . Dapat

dilustrasikan pada gambar 2 reaksi HCOOH + H+ → HCOOH 2+ ( tanpa katalis

dan dengan katalis)

Gambar 2. reaksi HCOOH + H+ → HCOOH 2+

Pada gambar tersebut , jumlah tahapan reaksi dengan katalis ( ditandai

dengan jumlah tumbukan)lebih banyak dibandingkan reaksi tanpa katalis. Ketika

reaksi tidak ditambahkan katalis, tumbukan partikel yang terjadi lebih sedikit

sedangkan pada saat reaksi ditambahkan dengan katalis jumlah partikel yang

terjadi lebih banyak sehinnga dapat menurunkan energi aktivasi .

Jumlah katalis dalam reaksi memiliki nilai optimum. Jika jumlah katalis

yang digunakan tidak mencukupi, laju reaksi akan berlangsung lambat. Jika

katalis ditambah, reaksi akan semakin cepat sehingga mencapai titik optimum.

Setelah mencapai titik ini, walaupun jumlah katalis ditambah, tidak dapat lagi

mempercepat reaksi .


Gambar 3. Grafik Titik Optimum katalis

Berdasarkan jumlah fasa yang terlibat, proses katalitik dapat dibedakan

menjadi katalis homogen dan katalis heterogen. Katalis homogen jika katalis

yang digunakan berfasa sama dengan fasa zat pereaksi, dan katalis heterogen bila

reaksi dikatalisis oleh katalisator yang mempunyai fasa berbeda dengan zat

pereaksi. Katalis heterogen merupakan katalis yang paling banyak digunakan

dalam industri modern, karena walaupun katalis heterogen kurang efektif

dibandingkan dengan katalis homogen tetapi katalisis heterogen lebih mudah

dipisahkan dari campuran reaksinya dan juga lebih stabil terhadap perlakuan

panas.

Katalis menyediakan jalan reaksi alternatif dengan energi aktivasi (energi

minimum yang dibutuhkan campuran untuk menghasilkan produk) yang lebih

kecil melalui pembentukan intermediet reaktif di permukaan katalis, dimana

banyak terjadi reaksi atomic atau molecular. Kemudian intermediet reaktif ini

akan saling berinteraksi membentuk produk. Katalis juga mampu memperbesar

kemungkinan terjadinya tumbukan efektif antara molekul reaktan. Katalis hanya

mampu mempengaruhi faktor kinetik reaksi seperti kecepatan reaksi, energi

aktivasi, dan keadaan intermediet saja.

Karakteristik katalis antara lain:

1. Jumlah dan komposisi kimianya tidak berubah.

2. Tidak mengubah harga tetapan kesetimbangan (k) reaksi.

3. Tidak memulai reaksi yang secara termodinamik tidak terjadi.

4. Bersifat spesifik terhadap reaktan.

5. Katalisis hanya dibutuhkan dalam jumlah sedikit untuk reaksi katalisis,


2.2 Katalis Homogen

Dalam suatu reaksi kimia, katalis homogen berfungsi sebagai zat

perantara. Serta dalam katalis homogen, reaktan dan katalis terdispersi dalam satu

fasa, biasanya cair. Sehingga sulit memisahkan katalis dari sistem reaksinya

karena katalis larut dalam campuran. Pemisahan tidak cukup dilakukan dengan

penyaringan atau dekantasi. Teknik yang umum digunakan adalah destilasi atau

ekstraksi produk dari campuran, misalnya katalis asam basa pada reaksi

esterifikasi biodisel dipisahkan dengan ekstraksi untuk kemudian campuran sisa

reaktan- katalis yang tertinggal dialirkan lagi menuju bejana reaksi, sehingga bisa

terpisah atau mengendap setelah reaksi selesai. Sedangkan katalis heterogen

keunggulannya adalah mudah dipisahkan dari sistem reaksinya dan relatif stabil

terhadap perlakuan panas membuat katalis heterogen lebih disukai dalam berbagai

proses industri. Contohnya yaitu Ni (padatan) dipakai sebagai katalis reaksi gas

C2H4dan H2membentuk C2H6.

• Contoh reaksi kimia yang melibatkan katalis homogenReaksi tanpa katalis : 2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g) (lambat)

Reaksi dengan katalis NO :2NO + O2 2NO2 (cepat)2NO2 + 2SO2 2SO3 + 2NO (cepat)

------------------------------ +2SO2 + O2 2SO3 (cepat)

Gas NO mudah bereaksi dengan O2menjadi NO2 yang merupakan sumber

O2bagi SO2untuk membentuk SO3dan NO kembali ,sehingga gas NO

diperoleh kembali dalam jumlah yang sama.

Reaksi berkatalis homogen, fase gas

CO (g) + ½ O2 (g) → CO2 (g) katalis: NO (g)

CH3CHO (g) → CH4 (g) + CO (g) katalis: uap I2

Reaksi berkatalis homogen, fase cair

C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6 katalis: asam

CH3COOC2H5 + H2O → CH3COOH + C2H5OH katalis: asam


Dekomposisi Hidrogen peroksida yang dikatalisis oleh iodida, reaksi

kimianya sebagai berikut :

Reaksi utuh : 2 H2O2 (aq) → 2 H2O + O2

Mekanisme reaksi : H3O+ + H2O2 → H3O2+ + H2O

H3O2+ + I- → HOI + H2O

HOI + H2O2 → H3O+ + O2 + I-

Keuntungan Katalis Homogen

Aktivitas dan selektivitasnya tinggi,

Tidak mudah teracuni oleh keberadaan pengotor, mudah dioperasikan,

mudah dimodifikasi, mudah untuk dipelajari.

Kerugian Katalis Homogen

Sulit dipisahkan dari campuran reaksi, kurang stabil pada suhu tinggi.

Karena alasan-alasan tersebut, katalisis homogen terbatas penggunaannya

di industri, biasanya dalam pembuatan zat kimia khusus, obat-obatan, dan

makanan

Beberapa penggunaan katalis homogen dalam industri

Tabel 1. Industri Yang Menggunakan Katalis Homogen

Pereaksi Katalis Produk Kegunaan

Propilena Kompleks Mo(VI)

Propilenaoksida Busa poliester

Metanol (Rh(CO)2 I2 )I- Asam Asetat Pelapisan poli (vinil asetat)

Butadiena, HCN

Senyawa Ni/ P Adiponitril Nilon( Serat, plastik)

–Olefin,

CO,H2

senyawa Rh/ P Aldehid Plasticizer, peluas


Contoh lainnya katalis homogen

Katalisis oleh asam dalam tautomer Keto-enol

Katalisis basa pada tautomer keto-enol


Kriteria baik atau tidaknya suatu katalis sebagai berikut :

• Aktifitas

Yaitu kemampuan katalis untuk mengkonversi reaktan menjadi produk yang

diinginkan.

• Selektifitas

Yaitu kemampuan katalis mempercepat reaksi yang diinginkan di antara

beberapa reaksi yang mungkinterjadi.

• Yield

Yaitu jumlah produk yang terbentuk untuk setiap satuan reaktan yang

terkonsumsi.

• Kestabilan

Yaitu lamanya katalis memiliki aktifitas dan selektifitas seperti keadaan

semula.

• Kemudahan diregenerasi

yaitu proses mengembalikan aktifitas dan selektifitas katalis seperti semula.


BAB III

PENUTUP

• Katalis dapat mempercepat reaksi dengan menurunkan Energi Aktivasi

(Ea).

• Katalis akan bekerja secara optimal pada konsentrasi tertentu yaitu

konsentrasi optimum.

• Katalis homogen jika katalis yang digunakan berfasa sama dengan fasa zat

pereaksi sehingga reaktan dan katalis terdispersi dalam satu fasa. Katalis

homogen berfungsi sebagai zat perantara


DAFTAR PUSTAKA

1. Chang, Raymond. 2005. “Kimia Dasar: Konsep-konsep inti jilid 2 Edisi ketiga”. Jakarta: Erlangga.

2. Endang, Laksono Widjajanti. 2005. “Pengaruh Katalisator Terhadap Laju Reaksi”. http://fmipa UNY/kegiatan PPM-katalisator.pdf[Terhubung berkala] 20-10-2011 pkl 08.05 WIB

3. Nurofik. 2008. “Reaksi Oksidasi Katalitik”. http://FMIPA UI./bab2 tinjauan pustaka.pdf [Terhubung berkala] 19-10-2011 pkl 15.05 WIB


http://FMIPA/

Lampiran

PERTANYAAN

1. Kelompok 1

Msy. Rini Rahmawati

Apakah katalis homogen menjadi produk dari reaksi.? jelaskan ! jika tidak, jelaskan ! Dapatkah anda menjelaskan bagaimana katalis homogen mempercepat reaksi !

2. Kelompok 2

Muhammad Riswan

Dapatkah anda menjelaskan mengapa katalis homogen sebagai zat prantara dalam reaksi !

3. Kelompok 3

Lily Damayanti Agustin

Mengapa katalis c termakan di reaksi 1 dan terbentuk kembali di reaksi 2 ? jelaskan !

4. Kelompok 5

Hemilia Pusparani

Dalam industri apa katalis homogen digunakan, berikan contoh reaksinya !

5. Kelompok 6

Putri Linda

Jelaskan dan berikan contoh dari keunggulan katalis homogen !


JAWABAN

Kel 1 & 2

Irpan

Katalis homogen menjadi produk dari reaksi, karena katalis ini hanya

prantara atau zat yang mempercepat reaksi, untuk memisahkan produk dengan

katalis dapat dilakukan dengan salah satu caranya destilasi.

Bukti dari katalis ini hanya sebagai prantara yaitu dapat dilihat dari

mekanisme reaksi brikut :

Reaksi tanpa katalis :

2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g) (lambat)

Reaksi dengan katalis NO :

2NO + O2 2NO2 (cepat)

2NO2 + 2SO2 2SO3 + 2NO (cepat)

------------------------------

2SO2 + O2 2SO3 (cepat)

Dan juga untuk membuktikan katalis homogeny dapat menpercepat reaksi

dapat di lihat dari video yang ada di power point kelompok kami slide ke 9.


Kel 3

M. Fikri Hidayat

A + C → AC ………………..(1)

B + AC → AB + C ………………..(2)

Jika dilihat dari reaksi ini katalis (C) hanya brfungsi untuk mempercepat

reaksi pembentukan A + B → AB, jadi di reaksi 1 katalis C temakan oleh reaktan

A untuk membentuk AC yang digunakan untuk mempercepat reaksi dengan B

membentuk AB dan kembali menjadi katalis C.

Kel 5

Dita Melinda Suri

Katalis homogeny dapat digunakan dalam industri biodiesel menggunakan

asam sulfat. Contoh industry lain dapat di liat di table 1. pada makalah kami.

Kel 6

Imaniar Syukurilla

Tidak mudah diracuni oleh zat pengotor maksudnya dibandingkan dengan

katalis heterogen, katalis homogeny yang sama fasenya tidak akan teracuni

atau terpengaruh oleh reaktan, seperti katalis heterogen tertentu yang dapat

teracuni jika reaktannya sulfur.

Mudah dioperasikan dan di pelajari, katalis homogen mudah dioperasikan

karna sesuai sama dengan fase reaktannya, mudah di pelajari karna katalis

ini sudah ada secara teori beda dengan heterogen yang dibuat dan harus

diperhatikan dan di bersihkan setelah pemakaian.

Mudah dimodifikasi karena fasenya dapat di ubah dari cair menjadi

gas/uap, seperti I2 dan uap I2.


Documents

Makalah Trk