TUGAS KIMIA KATALIS
Nama : Jelita P Saroinsong
NPM : 1117011025
Katalis heterogen merupakan katalis yang paling banyak digunakan dalam industri modern, karena mudah dipisahkan dari campuran reaksinya dan juga lebih stabil terhadap perlakuan panas dibandingkan katalis homogen. Reaksi kimia yang spesifik dari katalis heterogen berhubungan dengan struktur reaktivitas permukaan suatu padatan. Katalis logam berpenyangga adalah katalis yang logam aktifnya didispersikan pada suatu penyangga (carrier) dan penyangga tersebut tidak aktif secara katalitik serta sedikit atau sama sekali tidak mengalami interaksi kimia dengan logam.
Aktivitas katalitik dapat mencapai maksimum apabila logam hanya memiliki satu orbital d kosong. Sebagai contoh logam Ni yang memiliki nomor atom 28, maka konfigurasi elektronnya adalah 1s22s22p63s23p63d94s2 . Hal ini menunjukkan bahwa logam Ni memiliki 1 orbitam d yang kosong, sehingga logam Ni dan Cu dapat digunakan sebagai inti aktif katalis dalam suatu reaksi katalitik. Dalam aplikasinya, logam didispersikan pada suatu penyangga dalam bentuk agregat-agregat yang begitu kecil sehingga kebanyakan atom-atom terdapat pada permukan.
Terdapat berbagai macam cara untuk mensintesis katalis heterogen, contohnya Metode Impregnasi. Pengertian dari impregnasi adalah proses penjenuhan total suatu zat menggunakan zat tertentu. Banyak katalis yang disintesis dengan metode ini. Metode ini merupakan teknik preparasi katalis yang paling sering digunakan daripada metode lainnya. Alas an utamanya adalah karena kemudahan dalam pengerjaannya. Tujuannya adalah untuk mengisi pori-pori menggunakan larutan garam logam dengan konsentrasi tertentu. Setelah diimpregnasi , langkah selanjutnya adalah pengeringan dan pemanasan pada suhu tinggi (kalsinasi), sehingga terjadi dekomposisi precursor menjadi spesi aktif.
Ada dua metode impregnasi ,yaitu:
Impregnasi basah (wet impregnation) , pada impregnasi basah ,jumlah larutan precursor fasa aktif ditambahkan ke penyangga melebihi volume pori penyangga. walaupun metode ini adalah yang termudah, tetapi dapat menghasilkan deposisi precursor fasa aktif yang sangat banyak pada bagian luar penyangga setelah dikeringkan dan menghasilkan distribusi fasa aktif mirip kulit telur pada bagian luar penyangga.
Impregnasi Kering (incipient wetness impregnation). Pada metode ini, jumlah larutan precursor aktif (impregnan) yang ditambahkan sama dengan jumlah volume penyangga. keuntungan dari metode ini adalah akurat dalam mengontrol komponen aktif yang akan digabungkan dalam katalis, kelemahannya sulit melakukan pembuatan dengan % berat komponen aktif yang besar.
Penyangga mempunyai kegunaan yang beragam dan yang terpenting adalah memberikan luas permukaan yang tinggi pada katalis sehingga komponen aktif dapat tersebar dengan baik. Fungsi lain dari penyangga adalah meningkatkan kestabilan dari permukaan sehingga dispersi komponen aktif dapat diperhatikan dan menurunkan tingkat sintering.
HASIL DARI JURNAL RUJUKAN:
Sintesis Katalis NiMo Untuk Hydrotreating Coker Nafta
Pada jurnal ini katalis NiMo dipreparasi dengan menggunakan metode impregnasi kering dengan cara penetesan. Tahapan impregnasi larutan ammonium heptamolibdat (AHM) yang digunakan adalah 1 tahap dan 2 tahap. Satu tahap impregnasi dilakukan dengan cara impregnasi larutan AHM sebanyak satu kali untuk mendapatkan komposisi MoO, yang diinginkan dalam katalis. Sedangkan dua tahap impregnasi dilakukan dengan cara impregnasi larutan AHM sebanyak dua kali, dimana konsentrasi larutan AHM pada masing-masing tahap sebesar setengah kali konsentrasi AHM untuk satu tahap impregnasi, dan impregnasi kedua dilakukan setelah penyangga yang telah terimpregnasi larutan AHM yang pertama mengalami pengeringan dan kalsinasi.
PenyanggaAluminaHasil(Di Impregnasi) Dipanaskan
Penyangga
Alumina
Hasil
(Di Impregnasi)
120c
2 Jam
HASILDi KalsinasiPenyanggaxNiNO3 + aqua DM Diteteskan Dikeringkan
HASIL
Di Kalsinasi
Penyangga
xNiNO3 + aqua DM
Larutan Impregnasi
Pada proses ini, HNO3 digunakan sebagai pengkondisi Asam, yaitu 3-5. Amonia Liquid digunakan sebagai pengkondisi basa pada pH, yaitu 8 dan 10. Larutan impregnasi diteteskan pada penyangga menggunakan pipet tetes dan diasuk menggunakan spatula. Kalsinasi merupakan proses pemanasan setelah pengeringan. Kalsinasi bertujuan mendekomposisi garam menjadi bentuk oksidanya, menaikkan temperature untuk meningkatkan kekuatan (stabilitas mekanik) serta menghilangkan kadar air yang masih ada.
Peranan Katalis TiO2/SiO2-Montmorillonit pada Reaksi Konversi Sitronelal Menjadi Isopulegol
Preparasi Katalis dengan metode impregnasi dilakukan dengan cara:
Pertama-tama dilakukan penambahan larutan prekursos logam katalis Ni(NO3)2.6H2O sedikit demi sedikit kedalam bahan penyangga kielsguhr (Al2O3.SiO2) sehingga diperoleh campuran yang homogen.
Setelah seluruh larutan senyawa prekursor logam katalis ditambahkan ke dalam bahan penyangga, dilakukan pengadukan berlanjut pada suhu kamar selama 1 jam.
Kemudian keseluruhan campuran diaduk dan dipanaskan pada suhu 60°C, sehingga seluruh pelarut menguap.
Sampel dikeringkan pada suhu 110°C selama 24 jam, dihaluskan dan dikalsinasi dalam udara terbuka pada suhu 500°C.
Kemampuan katalis untuk mengkatalisis suatu reaksi kimia berkaitan erat dengan sifatnya sebagai padatan asam dikarenakan adanya situs asam Bronsted dan Lewis.
Pusat asam Bronsted adalah suatu spesies yang memberikan proton (H+). Proton ini akan menempel pada atom-atom oksigen dalam rangka yang saling berikatan dengan atom-atom Si dan Al. dengan berbagai cara ,contohnya:
Perlakuan Panas
Pusat asam Lewis, asam lewis adalah suatu spesies yang dapat menerima sepasang elektron bebas. Situs asal Lewis dapat diperoleh dari reaksi dehidroksi dua gugus hidroksil yang berdekatan dengan perlakuan panas. Keasaman Bronsted dapat diubah menjadi keasaman Lewis dengan cara pemanasan pada suhu tinggi.
