Katalis
adalah suatu bahan kimia yang dapat meningkatkan laju suatu
reaksi
tanpa bahan tersebut menjadi ikut terpakai; dan setelah reaksi
berakhir,
bahan tersebut akan kembali kebentuk awal tanpa terjadi
perubahan
kimia.
Penggunaan
katalis dapat menurunkan tingkat aktivasi energi yang dibutuhkan, membuat
reaksi terjadi lebih cepat atau pada suhu yang lebih rendah.
Katalis
terutama banyak dipergunakan untuk membantu dalam proses industri seperti dalam
pengilangan minyak bumi dan proses produksi bahan kimia umum atau kimia khusus.
Selain
dikedua jenis industri tersebut, katalis juga dipergunakan dalam proses
produksi produk makanan, pembangkit listrik tenaga nuklir, kendaraan, dan untuk
kegiatan pengendalian pencemaran.
Dalam proses di kilang minyak bumi, katalis yang banyak dipergunakan adalah
katalis reforming, isomerasi dan hydrocracking
.
Fungsi katalis-katalis tersebut pada dasarnya untuk membantu memecah rantai
senyawa karbon.
Dengan
bantuan katalis tersebut minyak mentah (crude oil) dapat diproses sehingga
dapat diperoleh variasi turunannya seperti premium, kerosin, avtur, dan produk
lainnya tergantung tingkat pemutusan rantai karbonnya.
Cara Kerja Katalis.
Berdasarkan
cara reaksinya, katalis dapat dibagi menjadi dua tipe, heterogen dan homogen.
Dalam
reaksi heterogen, katalis memiliki fasa yang berbeda dengan reaktan (bahan yang
bereaksi).
Pada
reaksi homogen, katalis memiliki fasa yang sama dengan reaktannya.
Pada
reaksi heterogen, pertama-tama reaktan akan terjerap (adsorption) pada permukaan
aktif katalis, selanjutnya akan terjadi interaksi baik berupa reaksi sebenarnya
pada permukaan katalis, atau terjadi pelemahan ikatan dari molekul yang
terjerap.
Setelah
reaksi terjadi, molekul hasil reaksi (produk) dilepas dari permukaan katalis.
Oleh karena itu, katalis yang baik perlu memiliki kemampuan menjerap dan
melepaskan yang baik.
Pada
reaksi homogen, biasanya proses terjadi dalam bentuk gas atau terjadi dalam
satu fasa cair tunggal.
Katalis
logam mulia.
Logam
mulia seperti platinum, palladium, ruthenium, rhodium, Au, Ag, baik tunggal
atau kombinasi merupakan jenis katalis yang banyak dipergunakan sebagai
katalis.
Keuntungan
penggunaan katalis logam mulia karena memiliki tingkat aktivitas yang tinggi,
selektifitas yang baik, dan daya tahan yang baik sehingga jangka waktu
penggantiannya lama.
Logam
mulia yang banyak digunakan sebagai katalis antara lain:
Platinum: merupakan katalis logam mulia yang paling banyak dipergunakan.
Katalis ini memiliki aktivitas yang tinggi dalam proses hidrogenasi,
dehidrogenasi, oksidasi, dll.
Biasanya
merupakan katalis pertama yang dipilih sebelum memperoleh katalis yang lebih
tepat.
Saat
ini penggunaannya makin meluas, termasuk dibidang kimia khusus untuk reduksi
alkilasi, hidrogenasi karbonil dan hidrogenasi selektif senyawa nitro tanpa
dehalogenasi.
Ruthenium: katalis ruthenium memiliki aktivitas yang tinggi dalam
hidrogenasi senyawa karbonil alifatik dan cincin aromatik pada kondisi medium
tanpa reaksi sampingan.
Jika
terdapat air dalam system reaksi, katalis ini akan memberikan aktivitas yang
lebih tinggi lagi. Katalis ini tahan senyawa sulfuric yang biasanya merupakan
racun bagi katalis logam mulia.
Katalis
ini stabil dalam pelarut asam dan basa, dan dapat digunakan untuk reaksi dalam
asam kuat.
Rhodium: merupakan katalis yang memiliki aktivitas tinggi dalam
hidrogenasi senyawa aromatik.
Katalis
ini menghidrogenasi banyak senyawa aromatik pada suhu ruang dan tekanan normal.
Katalis
ini juga memiliki aktivitas lebih tinggi dibanding katalis logam palladium yang
biasa dipergunakan dalam hidrogenasi olefin.
Iridium: meskipun katalis iridium memiliki aktivitas yang rendah dan
aplikasi yang terbatas mengingat kelangkaannya, katalis ini mulai mendapat
perhatian karena sifat reaksinya yang unik
Logam-logam lain seperti Sn, Pb, Ni, Co, Ge digunakan sebagai promotor.
Logam-logam
ini dilapisi berbagai carrier/pembawa seperti alumina, silica, zeolit dan
karbon.
Bentuk Katalis.
Selain
tergantung pada bahan katalitik, bahan promotor dan bahan pembawa (carrier),
efektifitas fungsi katalitik juga ditentukan oleh bentuk dan ukuran katalis.
Katalis
dapat berbentuk pellet, granular, sarang lebah, atau serat agar memiliki
kinerja yang optimum disesuaikan dengan tahapan proses produksi yang dijalani.
Penyebab Kerusakan Aktivitas Katalis.
Berbeda
dengan spent katalis yang merupakan katalis yang telah kehilangan fungsinya
akibat berakhirnya umur pemakaian, kerusakan aktivitas katalis biasanya terjadi
pada katalis baru atau katalis yang sebenarnya belum habis umur pemakaiannya.
Kerusakan
aktivitas katalis ditunjukkan dengan adanya peningkatan aktivitas berlebih atau
penghambatan aktivitas. Kerusakan aktivitas katalis dapat disebabkan karena
adanya kerusakan fisik atau kerusakan kimia katalis.
Solusi
aktivasi katalis
1. Analisis terhadap kandungan sulfur sebagai zat yang meracuni pada katalis.
2. Regenerasi katalis akibat deposit coke.
katalis
yang telah kehilangan fungsinya akibat berakhirnya umur
pemakaian,
kerusakan aktivitas katalis biasanya terjadi pada katalis
baru
atau katalis yang sebenarnya belum habis umur pemakaiannya.
Kerusakan
aktivitas katalis ditunjukkan dengan adanya peningkatan
aktivitas
berlebih atau penghambatan aktivitas. Kerusakan aktivitas
katalis
dapat disebabkan karena adanya kerusakan fisik atau
kerusakan
kimia katalis yang diakibatkan oleh kandungan sulfur
sebagai
zat yang meracuni katalis tersebut
Tidak ada komentar:
Posting Komentar