PENGATAHUAN BAHAN TEKNIK HIDROGEN
DISUSUN OLEH : HARY EKA TAMA TEKNIK KIMIA MINERAL 15 TKM 001
POLITEKNIK AKADEMIK TEKNIK INDUSTRI MAKASSAR TAHUN AJARAN 2015 / 2016
KATA PENGANTAR
PujisyukurkehadiratTuhanYangMahaKuasaatassegalalimpahanRahmat,Inay ah,TaufikdanHidayahnyasehinggasayadapatmenyelesaikanpenyusunanmakalahini dalambentukyangsangatsederhana.Semogamakalahinidapatdipergunakansebagai salahsatuacuan,petunjukmaupunpedomanbagipembacadalamadministrasipendidi kandalamprofesikeguruan. Harapansayasemogamakalahinimembantumenambahpengetahuandanpen galamanbagiparapembaca,sehinggasayadapatmemperbaikibentukdanisimakalahi nisehinggakedepannyadapatlebihbaik. Makalahinisayaakui masihbanyakkekurangankarenapengalamanyangsayamilikisangatkurang.Olehkere naitusayaharapkankepadaparapembacauntukmemberikanmasukanmasukanyangbersifatmembangundemikesempurnaanmakalahini.
Makassar , September September 2015 Penyusun
i
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR.........................................................................................i DAFTAR ISI.......................................................................................................ii BAB I PENDAHULUAN .................................................................................... 1
1.1Latarbelakang............................................................................................. 1 1.2 Rumusanmasalah.......................................................................................... 2 1.3 Tujuanpenelitian........................................................................................... 2
BAB II JENIS BAHAN ....................................................................................... 3
2.1 sejarah unsur Hidrogen .............................................................................. 3 2.2 pengertian Hidrogen .................................................................................. 5 2.3 sifat fisis dan sifat kimia ............................................................................ 7 2.3.1Sifat fisis Hidrogen ...................................................................... 7 2.3.2sifat kimia Hidrogen...................................................................... 9 2.4SenyawaHidrogen........................................................................................ 9
ii
BAB III PROSES REAKSI ................................................................................15
3.1 Pembuatan Gas Hidrogen ....................................................................... 15
BAB IV PRODUK HIDROGEN ........................................................................ 19
4.1 Dalam kimia organik ................................................................................ 19 4.2 Meningkat kan kejenuhan minyak ...............................................................20 4.3 Hidrodealkilasi ...........................................................................................21
BAB V PENUTUP ........................................................................................... 22
5.1 Kesimpulan............................................................................................... 22 DAFTAR PUSTAKA …....................................................................................... iv
iii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Hidrogen berasal dari bahasa latin Hydrogenium, adalah unsur kimia yang pada tabel periodik dilambangkan dengan simbol H dan nomor atom 1. Pada suhu dan tekanan standar, hidrogen tidak berwarna, tidak berbau, bersifat non-logam, bervalensi tunggal, dan merupakan gas diatomik yang sangat mudah terbakar. Dalam keadaan normal, hidrogen berada dalam bentuk gas diatomik (H2).Namun, gas hidrogen sangat langka ditemukan di bumi.Karena massanya yang ringan sehingga menyebabkan gas hidrogen lepas dari gravitasi bumi. Namun, gas hidrogen dapat diperoleh secara industri dari berbagai senyawa hidrokarbon seperti metana atau berasal dari gasifikasi batu bara. Walaupun demikian, hidrogen masih merupakan unsur yang melimpah di permukaan bumi. Hidrogen dapat berekasi dengan banyak unsur, contohnya NH3,HF, LiH2 dan sebagainya. Sehingga hidrogen memiliki peranan yang penting dalam pembentukan beberapa senyawa kimia.Karena peranannya tersebut, penulis mengangkat pembahasan mengenai “Hidrogen” yang bertujuan untuk
menambah wawasan pembaca yang tertarik dengan Ilmu Kimia.
1
Melalui makalah ini kami ingin menjabarkan tentang sifat fisis dan kimia dari hydrogen, kegunaan, cara mendapatkannya dan membuatnya dan reaksireaksi dari hydrogen.
1.2 Rumusan Masalah
1. Bagaimana sejarah penemuan unsur Hidrogen? 2. Apa yang dimaksud dengan Hidrogen? 3. Apa saja sifat fisis dan sifat kimia dari Hidrogen? 4. Bagaimana persenyawaan yang mengandung unsur Hidrogen?
1.3 Tujuan
1. Ingin menjelaskan sejarah unsur Hidrogen 2. Ingin menjelaskan yang dimaksud dengan hydrogen 3. Ingin menjelaskan sifat fisis dan sifat kimia dari unsur Hidrogen 4. Ingin memaparkan persenyawaan yang mengandung unsur Hidrogen
2
BAB II JENIS BAHAN 2.1 Sejarah Unsur Hidrogen
(Yunani hydro=air, dan genes=pembentukan). Hidrogen telah digunakan bertahun-tahun sebelum akhirnya dinyatakan sebagai unsur yang unik oleh Cavendish di tahun 1776. Dinamakan hidrogen oleh Lavoisier, hidrogen adalah unsur yang terbanyak dari semua unsur di alam semesta.Elemen-elemen yang berat pada awalnya dibentuk dari atom-atom hidrogen atau dari elemen-elemen yang mulanya terbuat dari atom-atom hidrogen. Gas hidrogen, H2, pertama kali dihasilkan secara artifisial oleh T. Von Hohenheim (dikenal juga sebagai Paracelsus, 1493 –1541) melalui pencampuran logam dengan asam kuat.Dia tidak menyadari bahwa gas mudah terbakar yang dihasilkan oleh reaksi kimia ini adalah unsur kimia yang baru.Pada tahun, Robert Boyle menemukan kembali dan mendeskripsikan reaksi antara besi dan asam yang menghasilkan gas hidrogen.Pada tahun 1766, Henry Cavendish adalah orang yang pertama mengenali gas hidrogen sebagai zat diskret dengan mengidentifikasikan gas tersebut dari reaksi logam-asam sebagai "udara yang mudah terbakar".Pada tahun 1781 dia lebih lanjut menemukan bahwa gas ini menghasilkan air ketika dibakar. Pada tahun 1783, Antoine Lavoisier memberikan unsur ini dengan nama hidrogen (dari Bahasa Yunani hydro yang artinya air dan 4 genes yang artinya membentuk) ketika dia dan Laplace mengulang kembali penemuan Cavendish yang mengatakan pembakaran hidrogen menghasilkan air.
3
Hidrogen pertama kali dicairkan oleh James Dewar pada tahun 1898 dengan menggunakan penemuannya, guci hampa.Dia kemudian menghasilkan hidrogen padat setahun kemudian. Deuterium ditemukan pada tahun 1931 Desember oleh Harold Urey, dan tritium dibuat pada tahun 1934 oleh Ernest Rutherford, Mark Oliphant, and Paul Harteck. Air berat, yang mengandung deuterium menggantikan hidrogen biasa, ditemukan oleh Urey dkk.pada tahun 1932. Salah satu dari penggunaan pertama H2 adalah untuk sinar sorot. Balon pertama yang diisikan dengan hidrogen diciptakan oleh Jacques Charles pada tahun 1783.Hidrogen memberikan tenaga dorong untuk perjalanan udara yang aman dan pada tahun 1852 Henri Giffard menciptakan kapal udara yang diangkat oleh hidrogen.Bangsawan Jerman Ferdinand von Zeppelin mempromosikan idenya tentang kapal udara yang diangkat dengan hidrogen dan kemudian dinamakan Zeppelin dengan penerbangan perdana pada tahun 1900. Penerbangan yang terjadwal dimulai pada tahun 1910 dan sampai pecahnya Perang dunia II, Zeppelin telah membawa 35.000 penumpang tanpa insiden yang serius. Penerbangan tanpa henti melewati samudra atlantik pertama kali dilakukan kapal udara Britania R34 pada tahun 1919.Pelayanan penerbangan udara dipulihkan pada tahun 1920 dan penemuan cadangan helium di Amerika Serikat memberikan
peluang
ditingkatkannya
keamanan
penerbangan,
namun
pemerintah Amerika Serikat menolak menjual gas tersebut untuk digunakan dalam penerbangan.Oleh karenanya, gas H2 digunakan di pesawat Hindenburg,
4
yang pada akhirnya meledak di langit New Jersey pada tanggal 6 Mei 1937.Insiden ini ditayangkan secara langsung di radio dan direkam.Banyak yang menduga terbakarnya hidrogen yang bocor sebagai akibat insiden tersebut, namun investigasi lebih lanjut membuktikan sebab insiden tersebut karena terbakarnya salut fabrik oleh keelektrikan statis.Walaupun demikian, sejak itu keragu-raguan atas keamanan penggunaan hidrogen muncul. 2.2 Pengertian Hidrogen
Hidrogen merupakan unsur yang paling banyak di alam semesta, yaitu 93% karena bintang-bintang mengandung hidrogen sebagai bahan bakar untuk menghasilkan cahaya jumlah atom hidrogen dibumi sekitar 3% atau 0,14% massa, dalam bentuk senyawa anorganik (seperti air dan asam) dan organik. Air mengandung 11% massa hidrogen karena molekulnya mengandung 2 atom hidrogen dan 1 oksigen. Dalam sistem periodik, hidrogen memiliki nomor atom satu dan terletak pada golongan 1A karena mempunyai 1 elektron. Tetapi kecendrungannya sama dengan VIIA, yaitu menerima 1 elektron, dan tidak seperti golongan 1A lainnya yang cendrung melepas 1 elektron. Selain itu, elektron hidrogen dapat ditarik oleh atom lain sehingga menjadi ion H+. Karena itu hidrogen tidak dapat dimasukkan baik dalam golongan 1A maupun dalam golongan VII A. Hidrogen dalam keadaan bebas berupa molekul gas diatomik (H2) dengan titik didih dan titik beku yang sangat rendah karena gaya london antar molekul sangat kecil akibatnya cukup sulit hidrogen dalam bentuk gas yang mudah untuk dimanfaatkan dalam bidang industri.
5
Hidrogen yang terdapat di alam ada tiga isotop, yaitu (hidrogen) (D= deuterium) dan ( T= tritium) dengan perbandingan: H : D : T = 10.000.000 : 2.000 : 1 Air yang terbentuk dari deuterium atau D2O disebut air berat dengan perbandingan. H2O : D2O = 5.000 : 1 Artinya, dalam 5.000 liter air tedapat sekitar 1 liter air berat. Tritium (T) bersifat radioaktif dengan waktu paro 12,3 tahun dan dapat dibuat dengan reaksi inti. Hidrogen yang terdapat di alam mengandung 0,0156 % deuterium sedangkan tritium (terbentuk secara terus menerus dilapisan atas atmosfer pada reaksi inti yang direduksi oleh sinar kosmik terdapat dialam hanya dalam jumlah yang sngat kecil, kira-kira sebanyak 1/1017 dan bersifat radioaktif ( , 12,4 tahun). Deuterium sebagai D2O dipisahkan dari air dengan cara destilasi bertingkat atau elektrolisis
yang
disediakan dalam jumlah ton untuk pemakaian sebagai
moderator dalam reaktor nuklir.
6
2.3 Sifat Fisis dan sifat Kimia a. Sifat Fisis Hidrogen
Unsur
: Hidrogen
Nomor atom
:1
Massa atom relatif
: 1,00
Titik Leleh(oC)
: -259,14
Titik Didih(oC)
: -252,87
Rapatan pada 25oC (g/cm3)
: 0,07
Warna
: tidak berwarna
Konfigurasi Elektron
: 1s1
Energi Ionisasi (kJ//mol)
: 1312,0
Afinitas Elektron (kJ/mol)
: 72,77
Keelektronegatifan
: 2,20
Jari-jari Ion (Å)
: 1,46
Jari-jari Atom(Å)
: 0,37
Massa Jenis
: 0,0899 g/cm3
Struktur kristal
: Heksagonal
Radius Atom
: 2,08 A0
7
Volume Atom
: 14,10 cm3/mol
Radius kovalensi
: 0,32 A0
Entalpi penguapan
: 0,4581 Kj/mol
Entalpi pembentukan
: 0,00585 Kj/mol
Potensial ionisasi
: 13,598 V
Konduktivitas panas
: 0.1815 Wm-1K-1
Kapasitas panas
: 14,304 Jg-1K-1
Nama golongan
: alkali
Wujud
: gas
Jenis unsur
: nonlogam
Asal unsur
: unsur alam
8
8
b. sifat kimia Hidrogen
Sifat kimia Hidrogen bergantung pada tiga proses elektronik: a) Kehilangan elektron valensi 1s. Hal ini akan menghasilkan proton, H+. Ukurannya yang kecil, r ~ 1,5 x 10-13 cm, relatif terhadap ukuran r ~ 10-8 cm serta muatannya yang kecil yang dihasilkan oleh kemampuannya yang khas untuk mendistorsi awan elektron di sekeliling atom-atom lain. Proton tidak pernah dalam bentuk seperti itu kecuali dalam berkas ion gas. Proton ini bergabung dengan atom-atom atau molekul-molekul lain. Meskipun ion hidrogen berada dalam air, umumnya ditulis sebagai H+, tapi sesungguhnya H3O+ atau H(H2O)n+. b) Penambahan satu elektron. Atom H dapat memperoleh satu elektron dan membentuk ion hidrida, H- dengan struktur He 1s2. Ion ini hanya ada dalam kristal hidrida dari logam-logam elektropositif, seperti NaH, CaH2. c) Pembentukan sebuah pasangan elektron. Nonlogam dan juga banyak logam dapat membentuk ikatan kovalen dengan hidrogen. 2.4 Senyawa Hidrogen
Senyawa hidrogen sering disebut sebagai hidrida, sebuah istilah yang tidak mengikat.Oleh kimiawan, istilah "hidrida" biasanya memiliki arti atom H yang mendapat
sifat
anion,
ditandai
dengan
H−.
Keberadaan
anion
hidrida,
dikemukakan oleh Gilbert N. Lewis pada tahun 1916 untuk gologngan I dan II hidrida garam, didemonstrasikan oleh Moers pada tahun 1920 dengan melakukan elektrolisis litium hidrida cair (LiH) yang menghasilkan sejumlah hidrogen pada
9
anode. Untuk hidrida selain logam golongan I dan II, istilah ini sering kali membuat kesalahpahaman oleh karena elektronegativitas hidrogen yang rendah.Pengecualian adalah hidrida golongan II BeH2 yang polimerik. Walaupun hidrida dapat dibentuk dengan hampir semua golongan unsur, jumlah dan kombinasi dari senyawa bervariasi, sebagai contoh terdapat lebih dari 100 hidrida borana biner yang diketahui, namun cuma satu hidrida aluminium biner yang diketahui. Hidrida indium biner sampai sekarang belum diketahui, walaupun sejumlah komplek yang lebih besar eksis. Hidrida biner diklasifikasikan sesuai dengan posisi unsurnya dalam tabel periodik, dan oleh karakter ikatannya. Hidrida alkali dan alkali tanah di blok s adalah senyawa ionik yang analog dengan halida dan disebut dengan hidrida salin. Unsur blok p golongan 13-17 membentuk hidrida kovalen molekular. Belum ada senyawa hidrida gas mulia yang pernah dilaporkan. Beberapa unsur transisi blok d dan f membentuk hidrida logam yang menunjukkan sifat logam. Logam-logam transisi yang tidak membentuk hidrida biner membentuk hidrida molecularkompleks yang dikoordinasikan oleh ligan penstabil, seperti karbonil (CO), fosfin tersier (PR3), atau siklopentadienil (C5H5) (rujuk bagian 6.1).Contoh-contoh khas hidrida diberikan di bawah ini. a) Hidrida salin Hidrogen mempunyai 1 elekron dan cendrung menerima 1 elektron dari atom lain. Akibatnya, hidrogen dapat bereaksi dengan logam yang reaktif, yaitu (Li,Na,K,Mg,dan Ca) membentuk senyawa hidrida ionik, contohnya:
10
Litium hidrida, LiH, senyawa kristalin tak bewarna (titik leleh (melting point, mp) 680oC). Li+ danH- membentuk kristal berstruktur garam dapur. Pelepasan kuantitatif gas hidrogen di anoda saat dilakukan elektrolisis garam leburnya menyarankan keberadaan H-.Air bereaksi dengan hebat dengan litium hidrida membebaskan gas hidrogen.Karena senyawa ini agak melarut dalam eter, hidrida ini digunakan sebagai pereduksi di kimia organik. Kalsium hidrida, CaH2, adalah padatan kristalin tak bewarna (mp 816 oC), dan bereaksi denganhebat dengan air membebaskan gas hidrogen.Hidrida ini digunakan sebagai pembentuk gas hidrogen, atau bahan dehidrator untuk pelarut
organik.Hidrida
tetrahidridoaluminat,
ini
LiAlH4,
juga
digunakan
adalah
padatan
sebagai reduktor.Litium kristalin
tak
bewarna
(terdekomposisi di atas 125oC) biasanya disebut litium aluminum hidrida.Hidrida melarut dalam eter, dan bereaksi hebat dengan air.Hidrida ini digunakan sebagai reduktor dan bahan untuk hidrogenasi dan untuk pengering pelarut organik.Natrium tetrahidroborat, NaBH4, adalah senyawa padatan kristalin bewarna putih (terdekomposisi pada 400 oC) biasanya disebut natrium borohidrida.Padatan ini larut dalam air dan terdekomposisi pada suhu tingggi dengan melepaskan gas hidrogen. Padatan ini digunakan sebagai bahan pereduksi untuk senyawa anorganik dan organik, dan untuk mempreparasi kompleks hidrida, dsb..
11
b) Hidrida molekular Semua hidrida kecuali hidrida karbon (metana) dan oksigen (air) adalah gas beracun dengankereaktifan sangat tinggi dan harus ditangani dengan sangat hati-hati.Walaupun terdapat berbagai metoda untuk menghasilkan gas-gas ini di laboratorium, kini banyak gas ini mudah didapat di silinder. Diboran, B2H6, adalah gas beracun dan tak bewarna (mp -164.9o C dan bp -92.6o C) dengan bau iritatif yang khas. Hidrida ini merupakan bahan reduktor kuat senyawa anorganik dan organik.Bahan ini juga bermanfaat sebagai bahan hidroborasi untuk memasukkan gugus fungsi padaolefin, setelah adisi olefin dengan reaksinya dengan reagen yang cocok. Silan, SiH4, gas yang sangat mematikan dan tak bewarna (mp -185 oC dan bp -111.9 oC) denganbau yang menyengat dan juga disebut dengan monosilan. Amonia, NH3, adalah gas beracun dan tak bewarna (mp -77.7 oC dan bp 33.4 oC) dengan baumengiritasi yang khas. Walaupun gas ini digunakan dalam banyak kasus sebagai larutan ammonia dalam air, yakni dengan dilarutkan dalam air, amonia cair juga digunakan sebagai pelarut non-air untuk reaksi khusus. Sejak dikembangkannya proses Harber-Bosch untuk sintesis amonia ditahun 1913, amonia telah menjadi senyawa yang paling penting dalam industri kimia dan digunakan sebagai bahan baku banyak senyawa yang mengandung nitrogen. Amonia juga digunakan sebagai refrigeran (di lemari pendingin).
12
Fosfin, PH3, gas sangat beracun dan tak bewarna (mp -133 oC dan bp -87.7 oC) dengan bau yangbusuk, juga disebut dengan fosfor hidrida. Fosfin terbakar spontan di udara.Fosfin digunakan dalam pertumbuhan epitaksi, dalam kimia koordinasi logam transisi, dsb. Hidrogen sulfida, H2S, gas beracun dan tak bewarna (mp -85.5 oC and bp 60.7 oC) dengan bautelur busuk.Gas ini sering ditangani dengan tidak cukup hati-hati, gas ini sangat berbahaya dan harus ditangani dalam lingkungan yang ventilasinya baik. Gas ini digunakan untuk analisis kimia dengan carapengendapan ion logam, pembuatan senyawa yang mengandung belerang, dsb. Hidrogen fluorida, HF, adalah gas tak bewarna, berasap, bertitik didih rendah (mp -83 oC danbp 19.5 oC), dengan bau yang mengiritasi.Gas ini biasa digunakan untuk mempreparasi senyawa anorganik dan organik yang mengandung fluor.Karena permitivitasnya yang tinggi, senyawa ini dapat digunakan sebagai pelarut non-air yang khusus.Larutan dalam air gas ini disebut asam fluorat dan disimpan dalam wadah polietilen karena asam ini menyerang gelas.
c) Hidrida logam Hidrida MHx yang menunjukkan sifat logam biasanya bertipe intertisi dan non stoikiometribiasanya hidrogen menempati sebagian lubang dalam kisi logam. Biasanya x bukan bilangan bulat dalam senyawa ini.Hidrida jenis ini yang dikenal meliputi hidrida dari Golongan 3 (Sc, Y), Golongan 4 (Ti, Zr, Hf),
13
Golongan 5 (V, Nb, Ta), Cr, Ni, Pd, dan Cu, tetapi hidrida logam lain diGolongan 6 sampai 11 tidak dikenal.Paladium Pd bereaksi dengan gas hidrogen pada suhu kamar, dan membentuk hidrida yang mempunyai komposisi PdHx (x < 1).Banyak hidrida logam yang menunjukkan sifat hantaran logam.LaNi5 adalah senyawa paduan antara lantanum dan nikel, yang dapat menampung sampai 6 atom hidrogen atoms per sel satuan dan berubah menjadi LaNi5H6.Paduan ini menjadi salah satu kandidat untuk digunakan sebagai bahan penyimpan hidrogen untuk pengembangan mobil berbahan hidrogen. d) Kompleks hidrida Senyawa kompleks yang berkoordinasi dengan ligan hidrida disebut kompleks hidrida.Logamtransisi Golongan 6 sampai 10 yang tidak membentuk hidrida biner menghasilkan banyak kompleks hidrida dengan ligan tambahan seperti karbonil dan fosfin tersier. Walaupun baru akhir tahun 1950-an hidrida diterima sebagai ligan, ribuan senyawa kompleks kini telah dikenal. Lebih lanjut, dengan sintesis kompleks hidrogen molekul di tahun 1980-an, kimia hidrogen mengambil peran baru.Riset dalam katalisis hidrokarbon homogen dengan peran penting dimainkan oleh hidrida atau hidrogen terus berkembang.
14
BAB III PROSES REAKSI 3.1 Pembuatan Gas Hidrogen
Hidrogen adalah gas yang tidak berwarna, tidak berbau dan tidak berasa.Hidrogen atau H2 mempunyai kandungan energi per satuan berat tertinggi, dibandingkan dengan bahan bakar manapun. Hidrogen merupakan unsur yang sangat aktif secara kimia, sehingga jarang sekali ditemukan dalam bentuk bebas.Di alam, hidrogen terdapat dalam bentuk senyawa dengan unsur lain, seperti dengan oksigen dalam air atau dengan karbon dalam metana.Sehingga untuk dapat memanfaatkanya, hidrogen harus dipisahkan terlebih dahulu dari senyawanya agar dapat digunakan sebagai bahan bakar. Ada beberapa metode pembuatan gas hidrogen yang telah kita kenal. Namun semua metode pembuatan tersebut prinsipnya sama, yaitu memisahkan hidrogen dari unsur lain dalam senyawanya. Tiap-tiap metode memiliki keunggulan dan kekurangan masing-masing. Tetapi secara umum parameter yang dapat dipertimbangkan dalam memilih metode pembuatan H2 adalah biaya, emisi yang dihasilkan, kelaikan secara ekonomi, skala produksi dan bahan baku. Sekarang mari kita bahas satu per satu metode-metodenya.
15
1. Steam Reforming Dalam proses ini, gas alam seperti metana, propana atau etana direaksikan dengan steam (uap air) pada suhu tinggi (700~1000oC) dengan bantuan katalis, untuk menghasilkan hidrogen, karbon dioksida (CO2) dan karbon monoksida (CO). Sebuah reaksi samping juga terjadi antara karbon monoksida dengan steam, yang menghasilkan hidrogen dan karbon dioksida. Persamaan reaksi yang terjadi pada proses ini adalah: CH4 + H2O --> CO + 3H2 CO + H2O --> CO2 + H2 Gas hidrogen yang dihasilkan kemudian dimurnikan, dengan memisahkan karbon dioksida dengan cara penyerapan. Saat ini, steam reforming banyak digunakan untuk memproduksi gas hidrogen secara komersil di berbagai sektor industri, diantaranya industri pupuk dan hidrogen peroksida (H2O2). Akan tetapi metode produksi seperti ini sangat tergantung dari ketersediaan gas alam yang terbatas, serta menghasilkan gas CO2, sebagai gas efek rumah kaca. 2. Gasifikasi Biomasa Metode yang kedua adalah gasifikasi biomasa atau bahan alam seperti jerami, limbah padat rumah tangga atau kotoran.Di dalam prosesnya, bahan-bahan tadi dipanaskan pada suhu tinggi dalam sebuah reaktor. Proses pemanasan ini mengakibatkan ikatan molekul dalam senyawa yang ada menjadi terpecah
16
danmenghasilkan campuran gas yang terdiri dari hidrogen, karbon monoksida dan metana. Selanjutnya dengan cara yang sama seperti pada steam reforming, metana yang dihasilkan diubah menjadi gas hidrogen. Gasifikasi biomasa atau bahan organik memiliki beberapa keunggulan, antara lain menghasilkan lebih sedikit karbon dioksida, sumber bahan baku yang berlimpah dan terbarukan, bisa diproduksi di hampir seluruh tempat di dunia serta biaya produksi yang lebih murah.. 3. Gasifikasi Batu Bara Gasifikasi batu bara merupakan metode pembuatan gas hidrogen tertua. Biaya produksinya hampir dua kali lipat dibandingkan dengan metode steam reforming gas alam. Selain itu, cara ini pula menghasilkan emisi gas buang yang lebih signifikan. Karena selain CO2 juga dihasilkan senyawa sulfur dan karbon monoksida. Melalui cara ini, batu bara pertama-tama dipanaskan pada suhu tinggi dalam sebuah reaktor untuk mengubahnya menjadi fasa gas. Selanjutnya, batu bara direaksikan dengan steam dan oksigen, yang kemudian menghasilkan gas hidrogen, karbon monoksida dan karbon dioksida. 4. Elektrolisa Air (H2O) Elektrolisa air memanfaatkan arus listrik untuk menguraikan air menjadi unsurunsur pembentuknya, yaitu H2 dan O2.Gas hidrogen muncul di kutub negatif atau katoda dan oksigen berkumpul di kutub positif atau anoda.
17
Hidrogen yang dihasilkan dari proses electrolisa air berpotensi menghasilkan zero emission, apabila listrik yang digunakan dihasilkan dari generator listrik bebas polusi seperti energi angin atau panas matahari. Namun demikian dari sisi konsumsi energi, cara ini memerlukan energi listrik yang cukup besar.
18
BAB IV PRODUK DAN LIMBAH
4.1Dalam Kimia Organik
Hidrogen sering dipakai untuk reaksi hidrogenasi senyawa alkena atau alkuna untuk sintesis senyawa organik. Senyawa hidrida misalnya MgH2.NaH, dan LiH sering dipakai untuk reagen pereduksi senyawa organik dan hal ini sering dipakai dalam proses sistesis senyawa organik misalnya untuk reduksi senyawa aldehid atau keton. 1. Dibidang Industri A. Bahan Bakar Fosil Bahan bakar fosil atau bahan bakar mineral adalah sumber daya alam yang mengandung hidrokarbon seperti batu bara, petroleum, dan gas alam. Penggunaan bahan bakar fosil ini telah menggerakkan pengembangan industi menggantikan kincir angin, tenaga air, dan juga pembakaran kayu atau peat untuk panas. Ketika mengahasilkan listrik, energi dari pembakaran bahan bakar fosil seringkali digunakan untuk menggerakkan turbin. Genarator tua seringkali menggunakan uap yang dihasilkan dari pembakaran untuk
19
memutar turbin, tetapi di pembangkit listrik baru gas pembakaran digunakan untuk memutar turbin gas secara langsung. Pembakaran bahan bakar fosil oleh manusia merupakan sumber utama dari karbon dioksida yang merupakan salah satugas rumah kaca yang dipercayai menyebabakan pemanasn global. Sejumlah kecil bahan bakar hidrokarbon adalah bahan bakar bio yang diperoleh dari karbon dioksida di atmosfer dan oleh karena itu tidak menambah karbon dioksida di udara 2. Industri Pupuk Dasar teori pembuatan amonia dari nitrogen dan hidrogen ditenmukan oleh Fritz Haber (1908), seorang ahli kimia dari Jerman, sedangkan proses industri pembuatan amonia untuk produksi secara besar-besaran ditemukan oleh Carl Bosch, seorang insinyur kimia juga dari Jerman. Persamaan termokimia reaksi sintesis amonia adalah: N2(g) + 3H2(g)
2NH3(g)
= -92,4 Kj pada 25 0C: Kp = 6,2 105 4.2 Meningkatkan Kejenuhan Minyak
Lemak trans terbentuk dari penambahan hidrogen pada minyak nabati melalui proses hidrogeansi parsial. Normalnya minyak nabati bentuknya cair dan memiliki ikatan rantai asam lemak yang tidak jenuh. Melalui proses hidrogenasi dengan penambahan ion hidrogen , ikatan asam lemak yang awalnay tidak jenuh akan menjadi jenuh sehinnga
20
membuat minyak nabati semakin padat sehinnga tidak mudah rusak. Contohnya dalam proses pembuatan margarin , namun perubahan cair menjadi lemak padat akan mengubah lemak nabati yang tadinya tak jenuh menjadi lemak trans.makanan yang diolah dengan minyak nabati yang terhidrogenasi akan tahan lama, teksturnya lebih baik, lebih renyah, dan gurih serta tidak terlalu terasa minyaknya. 4.3Hidrodealkilasi
Hidrodealkilasi toluena adalah proses yang digunakan untuk mengahasilkan benzena , reaksi utama dalam proses ini adalah: C6H5CH3(g) + H2(g) C6H6(g) +CH4(g) Reaksi hidrodealkilasi toleuna adalah reaksi gas-gas dengan katalis padat.dimana toluena, hidrogen, benzena, dan metana berada dalam fase gas, toluena dan hidrogen dikonversi dalam reaktor dengan katalis untuk memproduksi benzena dan metana.
21
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan
Pada tahun 1766, Henry Cavendish adalah orang yang pertama mengenali gas hidrogen sebagai zat diskret dengan mengidentifikasikan gas tersebut dari reaksi logam-asam sebagai "udara yang mudah terbakar".Pada tahun 1781 dia lebih lanjut menemukan bahwa gas ini menghasilkan air ketika dibakar. Dalam sistem periodik, hidrogen memiliki nomor atom satu dan terletak pada golongan 1A karena mempunyai 1 elektron. Tetapi kecendrungannya sama dengan VIIA, yaitu menerima 1 elektron, dan tidak seperti golongan 1A lainnya yang cendrung melepas 1 elektron. Hidrogen yang terdapat di alam ada tiga isotop, yaitu (hidrogen) (D= deuterium) dan ( T= tritium) dengan perbandingan: H : D : T = 10.000.000 : 2.000 : 1 Senyawa hidrogen sering disebut sebagai hidrida, sebuah istilah yang tidak mengikat.Oleh kimiawan, istilah "hidrida" biasanya memiliki arti atom H yang mendapat sifat anion, ditandai dengan H−.Berdasarkan klasifikasikan sesuai
dengan posisi unsurnya dalam tabel periodik, dan oleh karakter ikatannya, senyawa hidrida dikelompokkan menjadi hidrida salin, hiderida molekular, hidrida molekular, dan kompleks hidrida. Untuk memperoleh gas hidrogen kita harus melakukan pemisahan hidrogen dari senyawanya.Terdapat beberapa metode dalam pembuatan gas hidrogen.Namun,
22
pada dasarnya prinsip dari metode tersebut sama, yaitu memisahkan hidrogen dari unsur lain dalam senyawanya. Setiap metode memiliki kelebihan dan kekurangan. Namun, parameter yang dapat diterapkan dalam pemilihan metode adalah biaya, emisi yang dihasilkan, skala produksi dan bahan baku. Metode-metode tersebut antara lain: Elektrolisis air, Steam Reforming¸ gasifikasi batu bara, dan reaksi logam dengan asam kuat encer. Hidrogen yang diperoleh dari metode-metode tersebut memiliki banyak kegunaan antara lain dalam reaksi hidrogenasi senyawa alkena atau alkuna untuk sintesis senyawa organik, industri pupuk, bahan bakar fosil, meningkatkan kejenuhan minyak, dan hidrodealkilasi toluena.
23
DAFTAR PUSTAKA
Saito,Taro.
1996.
Inorganic
Chemistry,terj.Ismunandar.
Diunduh
dari
Http://oke.or.id Mohsin, Yulianto. Situs Kimia Indonesia, chem.-is-try.org.diunduh dari http://periodic.lanl.gov/elements/1.html Lukman.Kimia. Diunduh dari www.wikipedia.org dan www.einow.org
iv
