makalah katalis kel 1
DESCRIPTION
katalisTRANSCRIPT
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Ilmu katalis sangat dipengaruhi oleh teknologi. Katalisis tersebut memainkan
peranan dominan dalam industri kimia. Banyak proses manufaktur melibatkan kimia
katalitik. Perkembangan kimia katalitik akan terus ditingkatkan dalam berbagai
penelitian, terutama yang dikaitkan dengan kimia anorganik dan organologam.
Katalis meningkatkan laju reaksi kimia tanpa mempengaruhi keseimbangan.
Katalis biasanya membentuk ikatan dengan reaktan dan membuka urutan langkah-
langkah reaksi baru. Katalisis diklasifikasikan menurut fasa dari campuran reaktan-
katalis. Dikatakan katalis homogen bilamana katalis dan reaktan berada dalam fasa yang
sama, dan dikatakan katalis heterogen bilamana katalis dan reaktan berada dalam fasa
terpisah (berbeda). Katalis heterogen biasanya melibatkan katalis padat, dan reaktan
terikat ke permukaan katalis melalui proses chemisorption.
Kinerja katalis berkaitan dengan kinetika kimia. Aktivitas adalah ukuran dari
seberapa cepat reaksi katalitik terjadi (mungkin aktivitas laju reaksi, dengan laju konstan,
atau konversi); selektivitas adalah ukuran distribusi produk, seperti rasio tingkat laju
kehilangan kegiatan atau selektivitas selama operasi sebagai katalis mengalami
perubahan struktur dan komposisi. Permukaan katalisis sangat dipengaruhi oleh
perkembangan teknologi.
Katalis padat diklasifikasikan berdasarkan jenis bahan katalisnya, yang terdiri dari
jenis logam, oksida logam, dan logam sulfida. Selanjutnya, klasifikasi juga dapat
didasarkan pada reaksi katalisis dan struktur peralihan. Sebagai contoh, katalitik yang
melibatkan transfer proton dengan donor proton (akseptor) adalah molekul atau ion yang
larut atau kelompok fungsional pada permukaan. Contoh lain, katalisis yang melalui
perantara organologam mungkin melibatkan larut kompleks logam transisi, metaloenzim,
atau permukaan logam. Namun, katalisis oleh metalisis jauh lebih rumit daripada katalisis
asam-basa, dan analog antara kompleks logam larut dan permukaan belum dapat
dikembangkan.
1
1.2 RUMUSAN MASALAH
Berdasarkan latar belakang di atas, kami merumuskan permasalahan sebagai
berikut:
1. Bagaimana prinsip-prinsip katalis?
2. Bagaimana tipe- tipe katalis?
1.3 TUJUAN
Adapun tujuan dari pembuatan makalah ini adalah:
1. Untuk mengetahui prinsip- prinsip katalis
2. Untuk mengetahui tipe- tipe katalis
2
BAB IIPEMBAHASAN
II.1 Prinsip-prinsip Katalisis
1.1 Katalisis sebagai fenomena kinetik
Reaksi yang dikatalisis kompleks logam melibatkan dissosiasi atau
pembentukan ikatan H-H, C-C, dan C-H, dan melalui mekanisme bertahap yang
melibatkan zat antara organometalik. Keefektifan dari penggunaan kompleks logam,
khususnya logam transisi, dalam mengkatalisis berbagai reaksi sebagai berikut:
1. Tingkat oksidasi dari logam transisi yang bermacam-macam mampu mendorong
terjadina reaksi redoks dan proses radikal bebas.
2. Stabilisasi berbagai tipe ligan, contohnya atom H, radikal alkil, radikal alil dan
karbena melalui koordinasi yang melibatkan pengikatan α atau π.
3. Peningkatan variasi tipe reaksi khusus seperti adisi oksidasi, insersi ligan dan
eliminasi reduktif.
Reaksi katalisis merupakan suatu fenomena kinetik. Banyak studi tentang
katalis homogen dan heterogen yang menekankan pada karakteristik sistem reaksi
katalitik serta identifikasi spesi yang ada pada tiap tahapan reaksi, melalui metode
struktur dan spektroskopi. Studi tersebut menghasilkan penelitian yang dikaitkan
dengan laju reaksi katalitik melalui ketepatan pengukuran kinetik yang relevan dengan
proses katalitik. Hai ini diilustrasikan oleh hasil studi pada mekanisme Rh(PPh3)3 yang
dikatalisasi melalui hidrogenasi olefin dan diidentifikasi dengan metode spektroskopi
(terutama NMR), yang menyatakan adanya lima spesies dalam larutan di bawah
kondisi katalitik, yaitu [Rh(PPh3)3Cl], [Rh(PPh3)2(C=C)Cl], [Rh2(PPh3)4Cl2],
[Rh(PPh3)3H2Cl], dan [Rh2(PPh3)4H2Cl2]. Namun, pengukuran kinetik telah
menunjukkan bahwa tidak ada spesi satu pun yang terdapat dalam siklus katalitik
karena sebagian besar spesi bersifat tidak stabil sehingga tidak dapat terdeteksi.
1.2. Proses Dasar Dalam Molekuler Katalisis
Mekanisme reaksi katalitik cenderung terdiri dari beberapa tahap dasar,
diantaranya:
3
1.2.1 Transfer Elektron
Reaksi transfer elektron antara kompleks logam merupakan proses redoks
sederhana. Aksesibilitas dari perbedaan tingkat oksidasi, yang merupakan milik
bersama dari kompleks logam transisi, menaikkan katalisis dari berbagai reaksi,
terutama dari reaksi redoks dan radikal bebas melalui mekanisme yang melibatkan
tahap transfer elektron.
Di antara contoh-contoh sederhana reaksi katalitik, ion logam atau kompleks,
mempunyai dua kemampuan tingkat oksidasi, mengkatalisis transfer elektron dengan
bertindak sebagai pembawa elektron.
Reaksi redoks non ekivalen, antara satu elektron oksidan dan dua elektron
reduktan, berlangsung lambat dan sangat rentan terhadap reaksi katalisis. Contohnya:
oksidasi Tl(I) oleh Ce(IV), yang dikatalisis oleh Ag(I) menurut urutan sesuai dengan
hukum laju, k1k2[Tl(I)]Ce(IV)][Ag(I)(k1k2[Ce(III)] + k2[Tl(I)].
Dasar dari katalisis tersebut yaitu transfer elektron dari reduktor ke katalis,
diikuti dengan transfer elektron dari katalis ke oksidator, lebih cepat daripada transfer
elektron secara langsung dari reduktor ke oksidator.
Oksidasi atau reduksi satu elektron molekul jenuh menghasilkan radikal bebas.
Reaksi katalisis radikal bebas oleh kompleks ion logam transisi, seperti Cu, Co, dan
Mn yang menunjukkan tingkat oksidasi yang bermacam-macam, hal ini adalah
konsekuensi dari reaksi katalisis yang menghasilkan radikal bebas. Di antara reaksi
tersebut adalah autooksidasi dari hidrokarbon dan molekul organik lainnya (awalnya
untuk hidroperoksida), yang dilanjutkan dengan mekanisme radikal bebas dengan
langkah propagasi yang penting.
1.2.2 Proses asosiasi dan disosiasi ligan
Proses disosiasi ligan homolitik dan heterolitik terjadi dan penting dalam
katalitik kompleks logam.
1.2.2.1 Disosiasi Ligan Heterolitik
Katalisis biasanya memerlukan koordinasi dari setidaknya satu reaktan ke sisi
logam katalitik. Sisi yang berikatan dihasilkan oleh disosiasi ligan heterolitik seperti
CO, PR3, atau H2O. Dengan demikian, aktivitas katalitik dibatasi oleh labil tidaknya
(labilitas) disosiasi ligan heterolitik atau substitusi reaktan ke sisi katalitik. Variasi
4
faktor-faktor elektronik mempengaruhi labilitas disosiasi kompleks logam. Untuk
oktahedral kompleks, yang umumnya mengalami substitusi ligan oleh mekanisme
disosiatif, faktor-faktor tersebut telah diidentifikasi.
1. Laju disosiasi ligan mengarah pada penurunan gugus, misalnya Co(II), Rh(III) >
Ir(III). Aktivitas katalitik yang lebih tinggi biasanya diamati untuk kompleks Rh,
relatif terhadap Ir.
2. Laju disosiasi ligan cenderung sangat sensitif terhadap ligan trans. Secara khusus
ligan sigma donor yang kuat seperti H- memberikan suatu efek trans-labelling,
mungkin dengan menyumbangkan rapatan elektron ke orbital sigma, secara
direksional terorientasi pada ligan trans. Dengan demikian pada hidrogenasi olefin
yang dikatalisis oleh ligan trans T di Rh(PPH3)3Cl.
Spin rendah kompleks d6 umumnya menunjukkan konfigurasi octahedral.
Pengaruh faktor-faktor sterik pada disosiasi-asosiasi ligan juga diperhatikan. Ligan
dengan ukuran besar, seperti tersier phosphines, cenderung mendukung dan
menstabilkan disosiasi ligan dan kestabilan kompleks dengan bilangan koordinasi
yang lebih rendah. Aktivitas katalitik kompleks tersebut,seperti kompleks
Rh(PPh3)3Cl sebagai katalis hidrogenasi, umumnya direduksi atau dieliminasi dengan
penggantian molekul phosphines besar dengan molekul yang lebih kecil yang
menunjukkkan (PMe3) kecenderungan lebih kecil untuk terdisosiasi.
Dalam beberapa kasus, untuk meningkatkan disosiasi ligan digunakan metode
aktivasi ligan melalui fotoaktivasi, fotokimia disosiasi ligan. Dengan demikian, dari
aktivitas katalitik oleh Cr(CO)6 dan Fe(CO)5 sebagai katalisis hydrogen yang
diperkuat oleh iradiasi UV yang menginduksi fotodisosiasi sebuah ligan CO dan
menghasilkan bentuk koordinasi tak jenuh kompleks Cr(CO)5 dan Fe(CO)4.
5
Dan penguraian pendorong ion logam :
[(NH3)5 CoCl]2+ [(NH3)5Co Cl Hg]4+ [(NH3)5 Co(OH2)]3+ + HgCl+
1.2.2.2 Pemutusan Ikatan Ligan Homolitik
Penguraian ligan homolitik tidak secara umum diamati dalam kompleks
anorganik, padahal ini telah diidentifikasi sebagai suatu proses penting dalam kimia
organometalik, yang disukai karena karakteristik lemah dari ikatan σ logam transisi-
alkil. Saat ini penentuan hasil penguraian ikatan logam alkil menghasilkan energi
untuk CH3-Mn(CO)5 (120 kJ/mol)2 dan untuk beberapa kompleks alkilkobalt (80-100
kJ/mol)1.3.Penguraian homolitik beberapa kompleks mengakibatkan pembentukan
radikal bebas dan dalam pemecahan katalitik radikal bebas, misalnya hidrogenasi.
Biokimia merupakan contoh dari mekanisme katalitik radikal bebas, yang diawali
dengan penguraian homolitik dari ikatan karbon-logam transisi yang disediakan
koenzim B12 - dengan penyusunan ulang.
1.2.3 Kereaktifan reaksi Nukleofilik Dengan Penarik Elektron Dari Reaktan
Pembentukan muatan positif ion logam diharapkan untuk meningkatkan densitas
muatan positif dalam substrat, sehingga lebih mudah dipengaruhi serangan nukleofilik.
Peranan katalis ion logam dalam konteks ini adalah sebagai asam lewis superasam dan
asalnya dari aktivitas katalitik yang erat hubungannya dengan hasil katalitik biasa dari
asam protonik.
Meskipun dengan muatan positif yang lebih tinggi dimana dapat mendonorkan,
ion logam, seringkali efektif mentransfer muatan positif untuk membentuk substrat
karena ikatannya lebih ionik (terutama ketika pembentukan atom kecil yang
elektronegatif seperti oksigen atau nitrogen). Hal ini digambarkan dalam keasamaan
relatif dari protonasi dan pembentukan asam. Beberapa nilai telah disajikan dalam
tabel 1.
Akan tetapi ada beberapa hal dimana ion logam mungkin lebih efektif daripada
proton dalam mengkatalisis reaksi nukleofilik. Diantaranya sebagai berikut :
1. Dengan spesies (lunak atau basa kelas B) seperti ion halide, yang menunjukkan
kebasaan terhadap proton, tetapi kebasaan tinggi terhadap ion logam tertentu.
Kereaktifan ion logam dari penggantian ion halida, baik halida organik dan
6
anorganik (tahap reaksi yang tidak secara umum mudah dipengaruhi katalisis asam
protonik) yang disajikan dalam ilustrasi dari efek, dimana R = CH3, (NH3)5Co3+,
dsb.
2. Dengan spesies seperti CO, olefin, asetilen, dsb. Yang membentuk ion logam
tergantung pada ikatan π melalui sumbangan electron-dπ dari logam ke ligan.
Tabel 1. Perbandingan keasaman bebas (XHn), protonasi (XHn+1) dan pembentukan asam
(M XHn)
Asam
BebaspKa
Asam
ProtonasipKa Asam Koordinasi pKa
H2O 15.7 H3O+ -
1.7
[Li(H2O)n]+
[Be(H2O)n]2+
[Ni(H2O)n]2+
[Fe(H2O)n]3+
[U(H2O)n]4+
[(NH3)5CoOH2]3+
14
6
9
3
2
6
[PO4H2] + 7.2 PO4H4 [(NH3)5CoOPO3H2]2+ 3
[PO4H] 2+ 12.7 [PO4H2] [(NH3)5 CoOPO3H]+ 8
7
Tahap-tahap demikian memberikan peranan penting dalam oksidasi CO3.5 atau
olefin6-9 oleh Hg(II), Ti(II), Pd(II), Co(III), Pt(IV), dsb. Atau dalam oksidasi dikatalisis
oleh garam dari ion logam ini. Reaksi (b) juga merupakan tahap kunci dalam katalisis
secara homogeny reaksi air-gas :
(d)
3. Ketika khelat menyumbang ke ikatan substrat untuk ion logam sebagaimana dalam
katalisis oleh jenis-jenis ion logam (M = Cu, Ni, Mg, dsb) dari hidrolisis ester asam
amino menurut mekanisme :
1.2.4 Katalisis Reaksi Elektrofilik Yang Kehilangan Proton Dari Ligan Koordinasi
8
Ion logam yang muatannya positif mungkin juga mengkatalisis serangan
elektrofilik dengan semakin kehilangan proton dari ligan koordinasi atau dengan
menstabilkan reaktif (enol).
Sebuah ilustrasi sederhana dari katalisis oleh Cu2+ dan ion logam yang lain dari
oksidasi H2, menurut mekanisme yang digambarkan dengan :
Dalam hal ini, peranan katalitik Cu2+ dapat diinterpretasikan dalam istilah
kenaikan keasaman H2 dan meningkatkan konsentrasi efektif dari basa konjugat
reaktif.
Ion logam lain yang mengkatalisis oksidasi H2 dengan menganalogkan
mekanisme termasuk Ag(I), Cu(I), Hg(II), Rb(III), Ru(III). Deskripsi lengkap dari
mekanisme reaksi yang meliputi pengenalan bahwa koordinasi ion logam melibatkan
penggantian dari satu ligan asal :
Sistem katalis demikian harus melibatkan basa yang sesuai untuk menstabilisasi
pelepasan proton. Peranan basa ini mungkin diasumsikan dengan molekul atau dalam
hal tertentu dengan ligan pengganti dalam bentuk mekanisme berikut :
Variasi nilai dengan ligan X tidak dipengaruhi kebasaan X, dan sebaliknya
dipengaruhi kestabilan dari ikatan M-H.
Ikatan jenuh yang lain dapat diputus secara heterolitik oleh serangan elektrofilik
ion logam termasuk ikatan C-H, sebagaimana dalam merkurasi benzena :
9
Dan ikatan C-C sebagaimana dalam katalisis Ag(I) dengan penyusunan ulang kuban :
Ion logam dengan subkulit d penuh atau hampir penuh, seperti Ag(I), Hg(II),
Cu(II), Pd(II), dsb, seringkali merupakan elektrofil yang lebih efektif dibanding H+
dalam reaksi. Ini dapat ditandai dengan kenaikan interaksi elektrofilik ion logam
dengan donor balik dari electron-dπ ke dalam orbital antibonding dari ikatan (H-H, C-
H, atau C-C), kedua interaksi menyumbang penguraian/pemutusan selanjutnya.
Contoh lain dari reaksi substitusi elektrofilik yang dikatalisis dengan logam
melalui mekanisme yang melibatkan pengurangan proton dan penstabilisasi dari
bentuk reaktan termasuk brominasi β-diketon.
1.2.5 Reaksi Adisi Oksidatif/Eliminasi Reduktif
Reaksi oksidasi adisi pada proses katalitik merupakan salah satu tahap dasar
untuk aktivasi dan disosiasi dari ikatan jenuh termasuk H – H, C – X, ( X= halogen),
tegangan ikatan C – C dan kasus yang lain. Berhubungan dengan proses kebalikannya
yaitu eliminasi reduksi merupakan cara yang umum untuk pembentukan dari beberapa
ikatan. Proses terakhir yang sering adalah langkah pembentukan produk dalam reaksi
katalitik seperti hidrogenasi, karbonilasi, dan hidroformilasi.
Reaksi adisi oksidasi mempunyai kekhasan membalikkan reaksi yang
bergantung dari jumlah koordinasi pada populasi atau kelompok electron d yang
mengkarakterisasi komplek logam transisi dengan spin rendah, khususnya dengan
mengisis yang dekat pada (d6 – d10) contohnya [ Co(II)(CN)5]3- (d7) ; [Ni(II)(CN)4]2-
( d8) ; [Ag(I)(CN)2]- (d10) ; dll. Salah satu konsekuensi dari kecenderungan ini adalah
oksidasi dari beberapa kompleks yang cenderung meningkatkan bilangan koordinasi
dari atom logam dan penggabungan ligan kedalam kulit koordinasi. Ligan diperlukan
untuk melengkapi kulit koordinasi yang mungkin dengan zat tertentu berasal dari ligan
oksidan dirinya sendiri dan tentu seperti komplek yang terutama efektif sebagai
10
reduktan untuk molekul oksidan yang secara khas mengalami reduksi disosiasi untuk
menghasilkan ligan anion. Contohnya
X – Y + e X. + Y. ; X – Y + 2e X- + Y-
Golongan penting dari reaksi adisi oksidasi – eliminasi reduksi adalah diberikan
contoh sebagai berikut:
2 [CO(II)(CN)5]3- + H2 2[CO(III)H(CN)5]3-
Rh(I)Cl(PPh3)2 + CH3I [Rh(III)H2Cl(PPh3)3 ]
1.2.5.1 Adisi Oksidatif Satu Elektron
Pada golongan ini reaksi menyatakan secara khas ( koordinasi lima) spin rendah
pada d7 kompleks kobal(II) seperti Co(II)(CN)5]3- , [Co(III)(DMGH)2B] DMGH ;
(DMGH2) dimetilglioksim, B = aksial ligan seperti pirimidin, trifenilfosfin dll dan
kobal (II) alamin. Contoh yang penting termasuk dalam adisi oksidasi atau halide
organic berperan penting dalam oksidasi untuk pembentukan senyawa organometalik
oleh mekanisme radikal bebas.
[CO(II)(CN)5]3- + CH3I [CO(III)(CN)5I]3- + CH3.
[CO(II)(CN)5]3-+ + CH3. [CO(II)(CN5CH3]3-+
2 [ CO(II)(CN)5]3- + CH3I [CO(III)(CN)5I]3- + CO(III)(CN)5CH3]3-
Reaksi a dan b juga contoh reaksi transfer electron. Karena penambahan oksidasi
dari para – substitusi benzyl bromide (p-X—C6H4CH2—Br) ke , [Co(II)(DMGH)2σ( p-
Y—C6H4)3] laju dari langkah pemisahan halogen awal merujuk pada
[Co(II)(DMGH)2σ( p-Y—C6H4)3] + p-X-C6H4CH2Br] [Co(III)Br(DMGH)2P( p-
Y—C6H4)3] + p-X-- C6H4CH2Br]
Meningkatkan kemampuan menarik electron dari substituent X dengan kemampuan
mendonorkan electron dari substituent Y5.
Reaksi adisi oksidasi merupakan aplikasi katalitik dalam [ Co(CN)5]3- reduksi
katalisis oleh halida organik oleh [CoH(CN)5]3- yang melalui mekanisme rantai radikal
bebas.
11
[Co(CN)5]3- + RX [CoX(CN)5]3- + R.
R. + [CoH(CN)5]3- RH + [CO(CN)5]3
RX + CoH(CN)5]3- [Co(CN)5]3- RH + [CoX(CN)5]3-
Pada persamaan (a) sampai (c) reaksi adisi oksidasi dari H2 ke [CO(CN)5]3-adalah
2[CO(CN)5]3- + H2 [(NC)5Co…H…Co(CN)5 2[CoH(CN)5]3- .......(h)
Hukum reaksi orde tiga, k[H2][Co(CN)53-]2 termasuk reaksi secara langsung
dimana gaya yang terjadi untuk disosiasi dari ikatan H2 yang disediakan pembentukan
secara langsung dari dua 240 kj/mol ikatan Co – H. karena langkah awal dalam
mekanisme analog dengan persamaan (a) dan ( b) menjadi penghalang reaksi (ca. 190
kj/mol)
Reaksi (h) merupakan jalur yang penting untuk aktivasi H2 yang merupakan
aplikasi katalitik dalam [Co(CN)5]3- hidrogenasi katalitik dari subtrat seperti
butadiene dan stirena.
Pembelajaran yang menarik dari reaksi adisi oksidatif dari rendahnya kompleks
spin kobalt dipertinggi oleh reaksi bercabang yang cocok dari turunan vitamin B12 dan
karena itu perlunya system model B12.
Analog reaksi adisi oksidasi ditunjukkan oleh kompleks tertentu dari transisi
logam, khususnya kromium (II) sebagai contohnya:
Cr2+ (aq) + C6H5CH2Br [Cr(III)(H2O)5Br]2+ + C6H5CH2. ( i)
Cr2+ (aq) + C6H5CH2. [Cr(III)(H2O)5 CH2 C6H5]2+ ( j)
2 Cr2+ (aq) + C6H5CH2Br [Cr(III)(H2O)5Br]2+ + [Cr(III)(H2O)5 CH2
C6H5]2+
1.2.5.2 Adisi Oksidatif Dua Elektron
Golongan yang tersebar luas seperti reaksi yang diperkenalkan oleh persegi
planar, koordinasi empat kompleks dengan spin rendah d8. Yang mana secara
oksidatif menambahkan molekul untuk membentuk koordinasi d6
[Pt(II)Cl4]2- + Cl2 [Pt(IV)Cl6]2- ................................... (a)
Rh(I)Cl(PPh3)3 + H2 Rh(III)H2Cl(PPh3)3 ................................... (b)
Ir(I)I(CO)( PPh3)2 + CH3 Ir(III)I2 (CH3)(CO)( PPh3)2 (c)
12
LL
L
L
L
Reaksi adisi oksidatif mempunyai peran yang luas dalam katalisis proses
homogen dan merupakan tahap penting dari aktivasi dan disosiasi dari H - H, C – C
dan ikatan C – H. Berhubungan dengan oksidasi kebalikannya yaitu reaksi eliminasi
reduktif yang mewakili sebuah proses yang penting untuk pembentukan ikatan dan
merupakan langkah pembentukan produk dalam siklus katalitik.
Fakta yang ada mendukung reaksi adisi oksidatif dari H2 (sebagai molekul non
polar yang lainnya) dan halida organik yang berturut – turut merupakan kompleks segi
empat–planar kompleks d8.
H L
H H
H2 L4M
H L
L L
L RX L R
L4Mδ+-----R-----X δ-
L
L
L
Berdasarkan hal tersebut, laju adisi oksidasi H2 secara relatif tidak sensitif.
Khususnya kekuatan mendonorkan elektron dari L. Dimana laju adisi oksidasi dari
halide organic meningkat dengan nyata dengan kemampuan mendonorkan dari L
dengan pelarut polar. Perbedaan stereokimia dari adisi oksidatif, contohnya cis untuk
H2 lawan trans untuk RX juga menngambarkan jarak dari mekanisme ini. Pengaruh
dari variasi logam pada laju adisi oksidatif lebih sedikit sumbernya. tetapi tersedia
untuk mengusulkan data reaktifitas, Ir(I)(5d 8)> Co(I)(3d8)> Rh(I)(4d8)3.
Molekul lain yang melalui adisi okdidasi ke kompleks d8 termasuk HX (X=Cl,
Br, I), R3Si—H dan R3Sn—Cl molekul yang terdiri dari ikatan C—C. Contoh secara
stoikiometri
13
MI
MIII
MIII
Pt(II)Cln + Pt(IV)Cln
Reaksi adisi oksidasi adalah langkah dalam Rh(I) penyusunan ulang dari senyawa
cincin.
Rh(III)
Rh(I) - Rh(I)
.........................(h)
Koordinasi-5, spin rendah, kompleks d10 juga mengalami reaksi adisi-oksidatif,
seperti pada reaksi protonasi berikut ini:
[Mn(CO)5]- + H+ → HMn(CO)5 ..........................(i)
penggantian nukleofilik:
[Mn(CO)5]- + CH3I → CH3Mn(CO)5 + I- ...............(j)
atau eliminasi oksidatif:
IrCl(CO)PR3)3 + R3SiH → IrHCl(SiR3)(CO)(PR3)2 + PR3 .......(k)
Kompleks ion logam seperti Co(I) (terkandung dalam vitamin B12x sering berada
dalam keadaan reakstivitas nukleofilik yg tinggi dalam reaksi seperti pada persamaan
reaksi (j) dan termasuk juga supernukleofil). Tahap protonasi merupakan alur penting
untuk pembentukan hidrida logam, dalam fungsi asam sebagai kokatalis, pada
isomerisasi dan dimerisasi olefin mengkatalisis Rh(I).
Kompleks d10 pada Ni(0), Pd(0), dan Pt(0) dengan pola reaksi adisi-oksidatif yg
analog dengan spin rendah, kompleks d8.
Pt(0)(Pet3)3 + H2 → Pt(II)H2(PEt3)3 ............................(l)
Pt(0)(PPh3)3 + CH3I → Pt(II)I(CH3)(PPh3)2 + PPh3 ...............(m)
Pola yg analog dengan reaksi adisi-oksidatif juga diamati untuk beberapa
kompleks logam transisi, khususnya untuk konfigurasi d2 dan d4.
Cp2Ti(II) + H2 → Cp2Ti(IV)H2 .............................(n)
14
(d2) (d0)
Cp2Mo(II) + H2 → Cp2Mo(IV)H2 ..............................(o)
(d4) (d2)
Seperti pada perhitungan reaksi untuk perubahan isotop yang mengkatalisis
[cpnbH3] menjadi C6H6 dengan D2, berdasarkan skema mekanistik berikut (Cp=C5H5):
....(p)
Sedangkan ada banyak contoh adisi-oksidatif untuk ikatan C-H aromatik pada
kompleks logam [persamaan (h) dan (p)] untuk mengaktifkan hidrokarbon yang
mengandung parafin oleh adisi-oksidatif C-H yang secara umum tidak sukses. Karena
reaksi berkesetimbangan maka reaksi eliminasi alkena dari kompleks cys-
hydroalkymetal, yang pada umumnya terjadi cepat
.........................(q)
Adisi-oksidatif akan muncul sebagai penghalang thermodinamik bukan kinetik.
Kesetimbangan untuk reaksi seperti (q) jelas nampak kelemahan karakteristik ikatan
sigma pada transisi metal-alkyl tersebut.
1.2.5.3 Reaksi Adisi Oksidatif dengan Mekanisme Berantai Radikal Bebas
Pada kasus tertentu, khususnya pada alkil halida sekunder dengan reaksi adisi-
oksidatif langsung akan terjadi halangan sterik, yang kemungkinan keseluruhan
reaksinya merupakan mekanisme berantai radikal bebas:
Inisiasi:
Propagasi:
R + Ir(I) → R-Ir(II)
R-Ir(II) + RX → R-Ir(III)X + R
Reaksi overall:
Ir(I) + RX → R-Ir(III)X
15
Mekanisme seperti itu telah teridentifikasi untuk reaksi adisi-oksidatif
C6H11Br[IrCl(CO)(PPh3)2].
Reaksi adisi oksidatif untuk kompleks binuclear prosesnya juga melalui
mekanisme tersebut:
Rh2(OEP)2 + RX → RRh(OEP) + XRh(OEP) ...............(e)
(OEP=OctaEthylPorphyrin, RX=C6H5CH2Br).
1.2.6 Reaksi Penyisipan
Istilah reaksi penyisipan merupakan suatu design yang lebih besar untuk proses
dimana reaksi keseluruhan sesuai dengan penyisipan dari suatu molekul tak jenuh (X)
ke dalam suatu ikatan dengan ligand logam ( M-Y). Jenis untuk proses yang meliputi
tujuan ini digambarkan secara skematik sbb:
...............................(a)
M-Y + X → M-X-Y ...............................(b)
M-X + Y → M-X-Y ...............................(c)
Kombinasi umum yang meliputi Y=H, X=Olefin, asetilen, atau diena; Y=Alkil,
X=CO; Y=OH atau, X=CO atau Olefin. Reaksi tersebut merupakan tahapan penting
untuk adisi terhadap molekul tak jenuh, dan dengan memegang suatu peran dalam
proses reaksi katalitik seperti hidrogenasi, hidrosilasi, dan hidrosianasi olefins,
karbonilasi, dll.
Banyak mekanisme yg berbeda yg dikenal dalam reaksi penyisipan, beberapa
diantaranya digambarkan sebagai berikut:
Rencana penyisipan:
.............(d)
.......................(e)
16
Pada tahap normal memerlukan ikatan koordinasi untuk menyisipkan molekul
(CO, C2H4, dll) pada atom logam dan karenanya, ketersediaan tempat atau lokasi yang
digunakan untuk ikatan koordinasi perlu dicari. Banyak reaksi hidrogenasi katalitik
dan karbonilasi terproses melalui mekanisme yang mencakup seperti tahap-tahap
berikut:
Serangan nukleofil eksternal:
........................(f)
........................(g)
Reaksi seperti itu mendasari pentingnya tahap-tahap dalam oksidasi CO dan olefins
oleh ion logam seperti Hg(II), Tl(III), dan Pd(II).
Mekanisme radikal bebas:
Contoh untuk mekanisme ini: (dimana X=CN, Ph, COOR, dll)
Kelemahan karakteristik ikatan hidrogen-logam (250kJ) bersifat edotermik
karena adanya transfer atom H dari hidrida logam ke olefins seperti pada styrene yang
relatif rendah (80kJ). Mekanisme penyisipan olefin ini tidak memerlukan ketersediaan
lokasi koordinasi, karena tidak berlaku untuk hidrida logam seperti [HMn(CO)5] atau
[HCo(CN)5]3-. Pada sisi lain, energi yang digunakan untuk transfer atom H diabaikan
kecuali jika menghasilkan yang radikal distabilkan oleh substituent seperti CN, OH,
atau COOR. Mekanisme seperti itu cenderung terbatas untuk menghubungkan olefins
tidak jenuh alfa beta dan tidak digunakan untuk ikatan rangkap terisolasi. Mekanisme
radikal seperti transfer hidrogen diusulkan menggunakan tahap-tahap seperti pada
Hydrogenasi styrene yang mengkatalisis [Hco(CN)5]3- dan pada Hydrogenasi arenes
yang mengkatalisis [Hco(CO)4] dan hydroformylasi styrene.
17
2. Tipe-tipe Katalis
2.1 Katalis Padat
2.1.1 Katalis Logam
2.1.1.1 Kristal Logam Dan Film
Logam transisi, khususnya golongan platinum, adalah katalis penting ynag
menampilkan berbagai peran katalitik dan selektivitas pada beberapa nproses
skala industri.
Tabel 1 contoh katalis dan reaksi katalis
Katalis Reaksi
Pt,Pd,Rh,Ni
Rh kompleks
Co kompleks
Cr2O3(permukaaan)
Ru, Fe(permukaan)
Pt , Cr2O3(permukaan)
Pt. Ni (permukaan)
Fe, Co(permukaan)
Cu didukung oleh ZnO(permukaan)
Mo, W,Re kompleks
Ti, Zr kompleks
Resin asam sulfonat
SiO2-Al2O3, asam zeolit
SiO2-Al2O3,asam zeolit
AlCl3(permukaan)
Hidrogenasi alkena dan arenes
Hidrogenasi alkena, hidroformilasi
alkena,kabonilasi alkohol , hidrokarboksilasi
alkena
Hirogenasi alkena dan arenes,
HidroformilasiHidrogenasi alkena dan arene
Hidrogenasi alkena
3H2 + N2→ 2NH3
n-C7H16→ + 4H2
→ + ½ H2
CO + H2→alkana+alkena+H2O
CO +2 H2→CH3OH
Alkena metatesis
Alkena polimerisasi
Isomerisasi alkena dan polimerisasi
Dehidrasi alkohol
18
ZrO2 sulfat
CO3+, Mn3+ kompleks
Pt, V2O5
Ag(permukaan)
Campuran oksida dari Bi dan Mo
Alkana ,alkil(alkana-alkena)
Disproporsionasi alkana
Isomerisasi alkana
Oksidasi alkena parsial
Oksidasi CO, SO2,dan hidrokarbon
H3C=CH2 + ½ O2→
Oksidasi alkena parsi
Beberapa proses industri terbesar logam katalis sering digunakan dengan
dispersi yang rendah (sebagian kecil dari atom logam terpapar pada permukaan).
Logam film, kabel, serbuk, dan kristal semuanya digunakan, meskipun bentuk-
bentuk khas katalis teknologi kristalit kecil sangat tersebar pada pendukungnya.
Sebagai contoh, Pt kristal tunggal telah disebarkan pada berbagai
permukaan seperti ditunjukkan Gambar 1. Permukaan yang telah dibersihkan
secara ketat dalam ruang vakum, komposisinya ditentukan oleh spektroskopi
elektron Auger, strukturnya ditentukan oleh LEED, dan diukur dalam katalitik
reaksi on-heptan. Hasilnya menunjukkan struktur hidrogenasi kepekaan reaksi,
yang berhubungan dengan situs ketegaran, dan struktur ketidakpekaan isomerisasi
dehidrogenasi dan reaksi. Mengilustrasikan struktur nonuniformity yang khas
katalis permukaan. Lokasi tempat terjadinya katalisis disebut pusat aktif .
Hasil ini berhubungan dengan aktivitas katalitik dengan katalis struktur
permukaan. Hasilnya secara sempit terbatas pada permukaan logam di bawah
ultrahigh vacumm karena teknik LEED tidak dapat diterapkan. Ketika membawa
kontak dengan reaktan pada tekanan yang lebih tinggi, permukaan katalis
biasanya mengalami perubahan drastis, hidrokarbon reaktan seperti n-heptana. Pt
bereaksi dengan memberikan pelapis karbon stabil yang mencakup sebagian besar
permukaan, sangat mengubah reaktivitas dan menjadikan struktur jauh lebih rumit
daripada logam kristal tunggal. Reaktan serta ikatan muncul oleh korosif
chemisorptions, dimana struktur permukaan logam secara signifikan berubah.
Film dan serbuk logam dalam prakteknya jarang sekali digunakan tetapi
gauzes sering digunakan, misalnya, dalam oksidasi NO untuk pembuatan asam
19
nitrat. Katalis Pt sangat aktif sehingga laju reaksinya sangat ditentukan oleh
kecepatan reaktan.
2.1.1.2 Katalis Logam Penyangga
Katalis logam biasanya digunakan sebagai kristalit kecil, tersebar di
permukaan tinggi dukungan berpori seperti asγ-Al2O3, SiO2, atau carbon1-3.
Kristalit seperti katalis yang tak homogen dalam ukuran dan struktur, kristalit
dimensi dapat berkisar dari kurang dari 1 nm hingga puluhan nanometer. Kristalit
paling kecil ukurannya sekitar 1 nm dan kristalit Pt rata-rata ukuranya 10 nm,
dispersi adalah sekitar 0,1.
Gambar.1 permukaan Kristal tunggal dari Pt,pelekat disebarkan pada petak-petak (A)
dan tingkatan, kekusutan, dan petak-petak(B).
Ada beberapa alasan mengapa logam yang disebar lebih disukai:
20
1. Semakin besar dispersi, semakin besar fraksi (biasanya mahal) atom logam
yang terlibat dalam katalisis.
2. Untuk struktur-reaksi sensitif (seperti alkana hidrogenolisis) aktivitas per unit
luas permukaan logam kristalit tergantung pada ukuran, asalkan kristalit relatif
kecil.
3. Selektivitas misalnya, laju relatif terhadap hidrogenolisis dari dehidrogenasi
(keduanya dari reaksi yang penting dalam perubahan destilat minyak bumi)
mungkin juga tergantung pada ukuran kristalit.
4. Pengaruh yang mendasari dukungan (yang dapat dianggap sebagai multidentate
ligan) meningkat dengan berkurangnya ukuran kristalit, dan sangat dispered
tertentu logam pada dukungan oksida logam dasar selektivitas (CO
hidrogenasi) dapat diubah oleh perubahan-perubahan signifikan dalam
menyangga.
5. Ketika bimetal katalis diterapkan, komposisi dan struktur permukaan logam
(karena itu,aktivitas katalis) dapat berbeda untuk kristalit berbeda ukuran.
Logam digunakan sebagai katalis yang dapat dikarakterisasi oleh
mikroskopi electron(asalkan distribusinya terdiri dari ukuran logam), perluasan
garis difraksi sinar x ( asalkan ukuran-ukuran rata-rata untuk kristal yang lebih
besar 4 nm) dan spesifik chemisorbsi dengan komponen seperti H2 atau CO
(asalkan diperkiirakan terlindung daerah logam) (versus/lawan luas permukaan
logam plus pengembang).
Spektroskopi juga membebrikan informasi tentang struktur pengembang
logam. EAXFS (secara luas penyerapannya struktur sinarnya tajam). Teknik ini
digunakan untuk membantu menetapkan ukuran struktur kristal, dan spektroskopi
IR memberikan karakteristik struktur yang mengabsorbsi spesies kimia.
Tantangan untuk menentukan struktur dibantu oleh logam besar karena
ketidakseragaman kristal logam dihampir semua katalis.
Kristalite sinter (agregat dari kristalit besar) diperoleh dari suatu proses
termasuk migrasi pengembang dan fase uap yang berpindah menjadi komponen
logam yang menguap. Sejak sintering secara tidak langsung kehilangan luas
permukaan dan oleh karena itu kehilangan aktifitas katalitik. Katalis logam
21
pengembang mempunyai ciri khusus/khas yaitu dapat diperbaharui. Pada proses
ini ada cara lain yaitu dipanaskan di O2 untuk membentuk material CO2 yang
dikumpulkan dipermukaan (disebut batu arang) dan dibolehkan untuk reaksi
dengan komponen (HCl dan O2 didapam Pt) bahwa bentuk spesies yang mudah
menguap tidak dikembalikan kemudian direduksi untuk memperoleh logam yang
menggumpal. Untuk kedua dasar sintering dan dasar pengumpulan batu arang
mempengaruhi stabilisasi katalis. Kestabilan dipengaruhi oleh racun (kompen
yang terkandung sulfur) sekarang direaksikan secara campuran.
Katalis pengembang dengan dua logam dipelajari secara intensif; banyak
lelebihan yang digunakan untuk aplikasi dalam industri Re-Pt/Al2O3 dan dua
logam lainnnya yang dibentuk ulang menjadi nafta. Mencampur sampai kira-kira
terjadi perubahan yang cukup distruktur elektronik komponen campuran 1-3, dan
pengaruh kemisorbsi kuat ikatan hanya sedikit. Bagamanapun juga secara drastis
strukturnya berubah yang diserap serap spesies. Perubahan katalis ini adalah
lansung berubah dipermukaan komposisi yang disebabkan oleh sifat komponen
awal untuk efek geometric. Ada sesuatu sifat penting untuk sisi aktif katalis, yaitu
ensembles permukaan atom lebih baik dari 1 atom.
Contoh Katalis ganda adalah jenis Pt/Al2O3. Permukaan Pt adalah sisi aktif
katalis untuk alkana dehidrogenasi dan alkena hidrogenasi, dan bantuan asam
yang aktif untuk reaksi isomer alkena. Katalis optimum mewakili penyeimbangan
fungsi terpisah ; aktifitasnya adalah bermacam-macam diantaranya daerah
permukaan masing-masing dan kekuatan donor proton Al2O3 yang mana dapat
ditingkatkan oleh penggabungan klorit didalam permukaan oksida. Alkena,
dibentuk oleh alkana dehidrogenasi didalam permukaan logam, perpindahan
dengan cepat dekat oleh alkana sisi asam didalam permukaan pengembang logam,
dimana meraka reaktif lagi, alkena adalah kunci lanjutan katalis.
2.1.2 Oksida Logam Dan Katalis Sulfida Logam
Katalis padat yang paling umum adalah oksida logam. Katalis ini
merupakan pengembang inert . Dalam golongan oksida logam, paling banyak
katalis aktif ditemukan ; oksida termasuk asam dan basa
22
hidrogenasi/dehidrogenasi katalis, bagian hidrokarbon katalis oksidasi, dan lain-
lain.
Alumina, silica, magnesia dan oksida lainnya yang digunakan sebagai
katalis biasanya adalah padatan yang daerah permukaannya lebar (tipe 3X105 m2
/kg). permukaannya adalah batas kumpulan kecil kristal. Disela-sela kumpulan
ada pori-pori. Pori-pori dengan diameternya < 2 nm biasanya disebut yang
diameternya antara 2 dan 5 nm mesopori dan yang lebih besar dari itu makropori.
Katalis oksida logam digunakan dalam bentuk silinder (extrudates) dengan
dimensi partikel yang ditentukan oleh hidrodinamik (khususnya penurunan
tekanan.
Struktur kristal sinar X dari oksida logam sering digunakan sebagai
penentu didalam katalis. Struktur permukaan kadang-kadang dapat digambarkan
dari struktur yang besar, tetapi struktur umum permukaan oksida logam disusun
dan sangat tidak beragam, dengan oksida dan permukaan sisi aktif katalis yang
lain hanya terdapat pada fraksi yang kecil dipermukaan dikarakterisasi.
Permukaan Al2O3 juga menghubungkan beberapa sisi dasar, yaitu gugus –
OH dan O2- sebagai akseptor elektron. Ada cakupan yang luas tentang
karakteristik katalis berdasarkan gugus asam-basa pada permukaan katalis.
Kemajuan pengetahuan tentang permukaan Al2O3 dan senyawa oksida lainnya
menjadi semakin lambat karena komplaksitas permukaan dan kurangnya
kepastian teknik karakterisasi.
Banyak oksida logam (SiO2, MgO, Cr2O3, dan lain-lain) yang mirip
dengan Al2O3 (dalam/dalam hal) yaitu sama-sama diakhiri (terminated) oleh
gugus –OH, ion O2- dan koordinasi tidak jenuh ion logam. Hal ini menunjukkan
banwa ion logam bertanggung jawab dalam kekhasan karakter katalis pada
permukaan oksida tertentu.
Banyak oksida logam dikatakan amorf karena kumpulan kristalnya kecil-
kecil tidak dapat memberikan pola difraksi sinar-X yang tajam, tetapi terdapat
pengecualian, yaitu kristal aluminosilika (zeolit). Zeolit berkaitan dengan silika-
alumina (baik AlO4 maupun SiO4 membentuk geometri tetrahedral), dimana silika
23
dan alumina memiliki struktur yang lebih jelas dibandingkan katalis logam oksida
yang amorf.
Ketika 24 SiO4 atau AlO4 yang bergeometri tetrahedral dijadikan satu
hasilnya adalah sebuah struktur oktahedral terpotong (segi delapan) yang disebut
sangkar “sodalite”. Ketika bujur sangkar ini disusun dalam susunan teratur yaitu
tiap sisi persegi (persegi yang tersusun atas cincin oksigen) saling dihubungkan
melalui jembatan ion oksigen, maka terbentuk struktur zeolit A. Kristal zeolit A
memiliki susunan molekul yang sangat teratur dalam skala pori. Lubang ada
delapan yang tersusun atas cincin iksigen yang mempunyai diameter 0,42 nm dan
membentuk rongga yang disebut supercage (sangkar super) yang dikelilingi oleh
delapan sangkar “sodalite”. Rangga ini cukup luas sehingga diibaratkan dapat
terisi oleh sebuah lingkaran berdiameter 1,1 nm.
Zoelit yang memiliki aplikasi yang lebih luas dalam kimia katalis adalah
faujisities, yang termasuk zoelit X dan Y. tiap sangkar “sodalite” dihubungkan
dengan empat sangkar “sodalie” lainnya, melalui enam jembatan ion oksigen pada
sisi heksagonal dua sangkar “sodalite”. Supercage dikelilingi oleh sepuluh
sangkar “sodalite” yang cukup luas sehingga diibaratkan dapat terisi sebuah
lingkaran berdiameter 1,2 nm dan lubangnya ada dua belas tersusun dri cincin
oksigen berdiameter 0,74 nm.
Jenis katalis zeolit lainnya yang juga tidak kalah penting adalah ZSM-5,
yang memiliki struktur pori dengan lubang antara zeolit A dan faujisities.Studi
tentang difraksi sinar-X telah menentukan struktur zeolit termasuk kerangka
strukturnya dan posisi kation dalam bujur sangkar yang harus ada untuk
mempertahankan kenetralan muatan. Spektroskopi IR telah digunakan untuk
menentukan detail dari permukaan kimiawi, termasuk karakterisasi gugus fungsi
yang sama yang terdapat pada Al2O3 dan SiO3- Al2O3, dengan melihat absorbansi
dari molekul-molekul organik di dalamnya.
Dalam katalis modern menggabungkan banyak komponen dalam jumlah
yang besar seperti Co, Fe, Bi, Mo, Na, Ba, P dan O. industri katalis ammoksidasi
yang pertama adalah cukup sederhana. Komposisi utamanya adalah Bi, Mo dan O,
sedangkan saat ini sebagian besar katalis tersusun atas U, Sb dan O.
24
Usulan struktur dari USb3O10 menjadi sisi katalitik yang aktif yang ada
pada katalis. Struktur ini mengilustrasikan kompleksitas katalis komersial, Sb ada
dalam 2 lingkungan yang berbeda, sedangkan O ada dalam 4 lingkungan berbeda.
Mekanisme oksidasi dan ammoksidasi propena (akrolein) pada permukaan
campuran oksida melibatkan pembentukan spesi alilik dari propena yang
terkoordinasi tidak jenuh sisi kation pada permukaan. Langkah berikutnya
melibatkan transfer elektron dan atom oksigen. Banyak katalis oksidasi parsial
memperbolehkan oksigen dalam fasa gas tergabug ke dalam kisi-kisi, selanjutnya
atom oksigen tersebut bermigrasi melalui kisi-kisi tersebut untuk didonorkan ke
hidrokarbon pengabsorpsi. Dalam hal ini, ada transfer elektron melalui kisi.
Permukaan katalis menyediakan oksigen reaktif dalam jumlah yang terbatas
sehinggga produk organik yang teroksidasi secara parsial dapat dilepas sebelum
oksidasi lebih lanjut.
Katalis industri pada awalnya ada campuran oksida Mo dan Co yang
didukung pada γ-Al2O3. Keberadaan gas H2, H2S dan senyawa organobelerang
(yang dapat membebaskan gas H2S) menyebabkan permukaan oksida pada katalis
diubah menjadi permukaan sulfida. Katalis tersusun atas Kristal kecil dari Mo
yang tersebar pada Al2O3. Beberapa logam juga ada pada tepi kristal MoS2 dan
membentuk sisi katalitik.
2.3. Katalis yang dapat Larut
2.3.1. Keuntungan Selektifitas
Pada tahun 1970, istilah katalis homogen diartikan sebagai katalis asam-
basa berdasarkan jenis katalis. Sejak saat itu, katalis homogen terutama merujuk
pada katalis kompleks logam transisi, dimana telah menjadi kompleks objek
penelitian yang intensif.
Proses industri yang pertama melibatkan katalis kompleks logam transisi
yang secara luas terfokus pada perubahan (konversi) etana, tetapi hal itu tidak
penting lagi. Banyak proses saat ini yang melibatkan konversi alkena dan gas CO,
termasuk proses berikut:
25
1. Proses Wacker, dimana proses berlangsung dengan adanya keberadaan
paladium dan kompleks tembaga dalam larutan.
2. Proses vinil asetat, mirip dengan proses Wacker, proses berlangsung dalam
larutan paladium dan kompleks tembaga.
3. Proses oxo (hidroformilasi), berlangsung dengan adanya kompleks Co dan
Rh.
Keuntungan utama katalis homogen kompleks logam transisi adalah
selektifitasnya yang tinggi yang muncul ketika ada satu siklus katalitik yang
predominant. Jarang ditemukan kombinasi logam dan ligan yang memberikan
sensitifitas yang tinggi, aktivitas dan kestabilan yang baik. Logam Rh mampu
dengan mudah membentuk kombinasi yang sangat baik antara selektifitas dan
aktivitas yang dihasilkan untuk reaksi yang melibatkan alkena, gas H2 dan/atau
CO.
Permukaan katalis biasanya kurang selektif dibandingkan molekul katalis,
karena permukaan katalis tidak seragam, memiliki banyak jenis sisi katalitik dan
terjadi lebih dari satu siklus katalitik. Kita dapat menetapkan tingkatan dari katalis
berdasarkan karakteristik selektifitasnya. Tingkatan terendah untuk molekul
katalis sederhana, diikuti oleh enzim tertinggi dan seterusnya sehingga makin
kompleks molekul katalis dengan pola struktur yang tepat maka makin selektif
katalis tersebut, sampai pada batas sifat alamiah katalis enzim. Perkembangan dari
peningkatan selektifitas meolekul katalis diharapkan dapat mengikuti
perkembangan sintesis anorganik dan organometalik. Kemajuan selektifitas
permukaan katalis juga dapat mengikuti perkembangan tersebut, dengan
ditemukannya metode sintesis struktur molekul pengemban yang spesifik.
Pentingnya selektifitas dan kemampuan memodifikasi katalis untuk
meningkatkan selektifannya dapat diilustrasikan oleh proses oxo. Pembentukan
rantai lurus aldehid yang diinginkan diikuti dengan pembentukan rantai cabang
aldehid dan produk samping lainnya. Penggabungan yang sangat besar ligan
fosfin ke dalam kompleks CO menjadikan katalis lebih selektif untuk
menghasilkan produk berantai lurus karena adanya efek sterik. Kompleks Rh
dengan ligan trifenil fosfin dapat memberikan selektifan >90% untuk aldehid
26
rantai lurus ketika kelimpahan ligan trifenil fosfin yang digunakan berlebih. Hal
ini dapat dilihat di industri pada proses hidroformilasi propena.
Efek sterik atom pusat Rh yang dikelilingi oleh ligan sepit difosfin
mengakibatkan terjadinya hidrogenasi asimetrik. Katalis jenis ini biasa
diaplikasikan untuk produksi komersial L-dopa, yaitu suatu obat yang digunakan
untuk pengobatan penyakit Parkinson. Hal ini adalah tonggak sejarah yang
mewakili teknologi katalis dengan desain molekuler yang rumit.
Penelitian saat ini tentang katalis homogen menekankan pada identifikasi
dan pengembangan kompleks logam transisi untuk sintesis gas (CO + H2) dari gas
alam atau batu bara dan sumber hidrokarbon lainnya dengan cara gasifikasi.
Katalis padat digunakan pada pengubahan CO + H2 menjadi metanol, campuran
hidrokarbon (produk Fischer-Tropsch) atau produk lainnya, tetapi tetap
dibutuhkan katalis yang lebih baik.
Kompleks ruthenium mengubah CO + H2 menjadi metanol. Kompleks
Rhodium pada kondisi tekanan yang sangat tinggi mengkatalisis pembentukan
metanol dan etilen glikol dalam jumlah yang besar. Spesi aktif katalitik dapat
berupa klaster karbonil rhodium. Klaster logam termasuk jenis katalis yang
menjanjikan untuk proses hidrogenasi CO karena di sekitar atom pusat logam
memberikan beberapa properties dari permukaan logam, tetapi kebanyakan klaster
logam tidak stabil di bawah kondisi praktis.
2.3.2. Proses Teknik dan Masalah Recovery Produk
Terdapat banyak karakteristik dari proses teknik yang menyatu dengan
proses kimia ini.
1. Reaksi berlangsung di bawah kondisi sejuk, pada tekanan ~2x106 N/m2, suhu
~425 K. Suhu yang makin tinggi memerlukan tekanan yang makin tinggi pula
untuk mempertahankan fasa cair dan tekanan yang tinggi secara tidak
langsung menyebabkan tingginya biaya proses. Di lain pihak, katalis padat
yang cukup stabil terhadap suhu tinggi dapat digunakan pada tekanan rendah
dengan reaktan mengalir pada fasa gas.
27
2. Reaktan merupakan molekul-molekul kecil (missal CO, H2, H2C=CH2, dan
O2), kebanyakan berupa gas di bawah kondisi lingkungan sekitar. Oleh karena
katalis dapat larut dalam cairan, maka gelembung-gelembung udara dari
reaktan harus dimasukkan ke dalam cairan. Desain reaktor yang digunakan
harus dipertimbangkan efisiensi transport reaktan dari bentuk gelembung-
gelembung udara ke dalam cairan. Hal ini memerlukan produksi segerombol
gelembung udara pada pengaduk reaktor. Reaktor alir kontinyu seringkali
berupa tangki pengaduk atau tabung panjang dan sempit, yang mengandung
pembungkus padat untuk menyebarkan cairan yang mengalir dan
membawanya pada kecepatan pengadukan. Tanpa ketentuan tentang efisiensi
kontak gas-cairan dan dengan kecepatan reaksi fasa cair (distribusi produk)
yang teramati dapat dibatasi dengan mengangkut reaktan di antara fasa-fasa.
Hasil dari desain reaktor yang kurang baik tersebut memberikan pengaruh
kesalahan pada aktivitas katalitik dan selektifitas. Buku teks tentang teknik
kimia standar menyediakan petunjuk untuk interpretasi data dan desain
reaktor yang tepat.
3. Oleh karena kebanyakan reaksinya adalah eksoterm, membebaskan 120 s.d.
200 kJ/mol dari reaktan. Pengaduk cair medium menghasilkan aliran panas
berpindah dari reaktan.
4. Larutan reaktan yang korosif memerlukan material yang mahal seperti Ti dan
stainless steel. Oleh karena itu, didesain suatu proses sehingga dapat
meminimalisir korosi tersebut.
2.4. Kompleks Logam Pengemban
2.4.1. Polimer sebagai Pengemban
Beberapa keuntungan polimer organik sebagai senyawa pengemban
katalis:
1. Polimer dapat dengan mudah berfungsi dalam pengikatan gugus katalitik.
2. Polimer hidrokarbon merupakan pengemban yang bersifat inert, dikenal
sebagai gugus katalitik spesifik yang dapat mengarahkan pembentukan
sebuah katalis yang selektif.
28
3. Polimer dapat dibuat dengan bahan fisika dalam jumlah yang banyak dan
dirancang untuk perlawanan optimum untuk memindahkan molekul produk
dan reaktan dan untuk interaksi-interaksi yang optimum diantara gugus-gugus
katalitik.
Pada umumnya pengemban polimer berupa gel, yang mudah disusun, dan
merupakan struktur padatan makromolekul yang lemah. Sebuah gel mungkin
mengembang (swelling) beberapa kali ketika berinteraksi dengan pelarut yang
memiliki afinitas yang kuat. Sebuah gel yang mengembang menyerupai cairan dan
ikatan gugus katalitik dalam gel itu mungkin berperan seperti gugus katalitik
dalam larutan.
Polimer juga dapat dibuat dengan struktur yang kaku dan berpori. Padatan
polimer dengan luas permukaan yang tinggi (kira-kira 106 m2/kg) dan secara
signifikan pori-porinya lebih lebar daripada celah diantara untaian dalam sebuah
disebut macroporous.
Sebagian besar pengamban polimer pada umumnya berikatan silang
polistirena, biasanya agen pembentuk ikatan silang ini adalah divinilbenzena.
Secara komersial tersedia polimer termasuk gel dengan ikatan silang dalam
rentang 1 sampai >10% divinilbenzena. Makropori poli(stirena-divinilbenzena)
dan poli(stirena-etilvinilbenzena-divinilbenzena) biasanya memiliki persen ikatan
silang yang lebih tinggi. Banyak sampel khususnya pada polimer makropori
terkontaminasi senyawa pengemulsi (emulsifier) dalam proses polimerisasi dan
senyawa itu dapat bercampur dengan rancangan sintesis untuk memasukkan gugus
katalitik dan untuk proses katalisis itu sendiri. Cara alternatif lain, polimer gel
dapat dibuat di laboratorium dengan atau tanpa air.
Gugus-gugus fungsional dapat dimasukkan ke dalam ikatan silang oleh
monomer-monomer yang dihubungkan dengan stirena dan divinil benzena. Reaksi
antara stirena, divinil-benzena, dan p-bromostirena membentuk kopolimer yang
hampir random.
Pada umumnya, katalis kompleks logam transisi dimasukkan secara
langsung ke dalam polimer seperti poly(stirena-divinilbenzena). Contohnya
brominasi cincin berlangsung dengan baik dengan kehadiran ion Ti3+ , dan gugus
29
–CH2Cl dapat dimasukkan melalui reaksinya dengan klorometilmetil eter . Gugus
–CH2Cl dengan mudah diubah menjadi amina melalui reaksinya dengan amina
sekunder membentuk amina tersier. Gugus –CH2Cl dapat diubah menjadi
phospine melalui reaksinya dengan LiPPh2.
Kompleks logam dimasukkan dalam polimer dihubungkan oleh assosiasi
ligan sederhana atau pertukaran ligan. Alternatif lain adalah dengan tingginya
ikatan silang polimer makropori, gugus-gugus mungkin terikat hampir secara
eksklusif dekat dengan permukaan dalam (internal).
Kompleks rhodium aktif dalam hidrogenasi alkena, hidroformilasi alkena
dan kehadiran kokatalis CH3I, karbonilasi metanol, dsb. Oleh karena itu,
pengemban polimer sebagai katalis homogen yang berlangsung dengan kelebihan
ketidaklarutannya sehingga katalis mudah dipisahkan.
Prinsip umumnya adalah kemiripan kelarutan dan pengikatan gugus
katalitik . Sebuah pengemban katalis yang kaku terkadang dapat membuat
kemungkinan reaksi yang tidak berlangsung dalam larutan. Contohnya katalis
yang dibuat melalui tingginya pembentukan ikatan silang poly(stirena-divinil
benzena).
Reduksi dengan butillitium membentuk sebuah katalis hidrogenasi,
rupanya kompleks Ti dengan koordinasi tidak jenuh untuk mengikuti pengikatan
reaktan hidrogen dengan alkena. Molekul ini analog dengan kompleks titanocen
yang tidak aktif sebagai katalis dalam larutan, sejak terbentuk ikatan Ti-Ti dan
oligomer atau polimer menghasilkan senyawa koordinasi tidak jenuh yang
dibutuhkan dalam pengikatan reaktan.
Contoh inhibisi sendiri dari sebuah katalis sebagai peran pengemban kaku
yaitu mensabilkan koordinasi tidak jenuh oleh pelipatan di dekat gugus katalitik
satu dengan yang lain. Apabila pengemban dan larutannya bersifat terlalu
fleksibel, maka katalis tidak dapat berfungsi. Polimer merupakan pengemban
katalis yang unik karena sifat-sifat fisikanya dapat divariasi sangat banyak.
Polimer dengan ikatan silang yang rendah telah merujuk pada pembuatan logam
tersubstitusi tinggi (khelat). Misalnya 2 % ikatan silang poli(stitena-
divinilbenzena), sebuah kopolimer blok dibuat dengan p-stirildifenilfosfin,
30
mengikuti kelompok dengan tetrasubstituen H4Ru4(CO)8(Ph2P)4- .. Kelompok
monosubstitusi dibuat dengan polimer yang gugus –PPh2 terdistribusi secra
random dalam konsentrasi yang rendah. Ketika substitusi phosphin pada
kompleks Rh divariasi oleh perubahan sifat fisika polimer, maka ada perubahan
selektifitas dalam hidroformilasi alkena.
Karena polimer mudah digunakan, polimer berpeluang dalam mendesain
katalis bifungsional atau multifungsional. Contoh katalis bifungsional dalam
karbonilasi metanol adalah poli(stirena-divinilbenzena) yang bergabung dengan
kompleks Rh dan gugus pseudohalida yanga analog dengan CH3I.
Hanya sedikit polimer yang ditemukan dalam industri. Semuanya
termasuk asam kuat, dan digunakan pada proses alkilasi fenol, reaksi kondensasi
fenol-aseton menjadi bisfenol A, dan perubahan metanol dan isobutilen menjadi
metil-t-butileter.
Polimer bergabung dengan kompleks logam, termasuk di dalamnya katalis
hidroformilasi bergabung dengan Rh(I), mengalami evaluasi komersial tetapi
tingkat stabilitasnya berkurang bahkan ketika logam terikat dengan pengemban
melalui lebih dari satu ligan. Pelepasan Rh dari polimer ke dalam larutan reaktan
yang membuat aplikasinya secara komersial menjadi tidak ekonomis. Polimer
juga berkurang stabilitas mekaniknya dan tidak dipakai dalam reaktor stirrer dan
polimer tidak tahan pada temperatur tinggi yang dihasilkan dari reaksi eksotermis.
2.4.2 Pengemban Oksida Logam
Ketidakstabilan pengemban polimer memunculkan ide penggunaan
padatan anorganik untuk spesies pengemban molekul katalis. Metode ini telah
dikembangkan dalam penggunaan permukaan SiO2 dan oksida logam yang lain
dengan gugus seperti Phosphin. Serendah-rendahnya kereaktifan permukaan
senyawa oksida (misalnya silika gel), adalah lebih reaktif dibandingakn
pengemban polimer hidrokarbon.
Gugus amina, phosphin, thiol, dan gugus lain dapat dimasukkan ke dalam
permukaan oksida logam melalui reaksi yang melibatkan permukaan gugus –OH.
31
Kelebihan dari kompleks logam yang terikat pada pengemban oksida
melalui penambahan ligan organik adalah kompleks logam terikat secara langsung
pada permukaan oksida. Kompleks logam mononuklear sebagai pengemban
mengkatalisis polimerisasi alkena, metatesis, dan hidrogenasi. Polimerisasi katalis
yang menggabungkan kompleks Cr atau Zn digunakan secara komersial dalam
produksi polietilena. Ziegler merupakan tipe katalis yang menggabungkan
permukaan kompleks Ti, digunakan dalam produksi stereoregular polipropilena.
Preparasi kompleks Cr pengemban melibatkan 1 atau 2 permukaan gugus
OH. Secara koordinatif senyawa tidak jenuh diturunkan dari struktur katalis
polimerisasi etena.
Kompleks logam polinuklear sebagai pengemban telah dibentuk pada
SiO2, Al2O3,dan MgO. Kelompok pengemban tersebut mengkatalisis isomerisasi
alkena dan hidrogenasi CO. Kelompok logam pengemban menarik perhatian
karena strukturnya yang unik dengan logam pusat tetangga, zat antaranya berupa
bentuk antara kompleks logam mononuklear pengemban dan kristal logam.
2. 5 Transfer Fase Katalis
Transfer Fase katalis merupakan perpindahan reaktan melewati cairan-cairan
yang saling berhubungan dan digunakan ketika reaktan memiliki perbedaan karakter
kelarutan yang cukup jauh oleh karena itu tidak dapat dibawa secara bersamaan pada
waktu yang sama pada konsentrasi tinggi dalam beberapa fase cairan tunggal. Manfaat
dari transfer fase katalis adalah dapat mengeliminasi kebutuhan dari pelarut anhidrat.
Alkil Halida, RX(larut dalam pelarut organik tetapi tidak dapat larut dalam
pelarut air), dan ion anorganik seperti OH- atau X-(larut dalam air, tetapi tidak larut
dalam pelarut organik) dapat bereaksi mendekati hubungan diantara pelarut air dan
pelarut organik dan transfer fase katalis dapat mempercepat terjadinya reaksi cukup
besar dengan membawa pasangan reaksi ke dalam hubungan yang lebih
efisien.Mekanisme reaksi dari transfer fase katalis dalam reaksi adalah
RX+Y- RY+X-
Pembawa transfer fase adalah Q+, yang memiliki afinitas lebih besar dalam
pelarut organik seperti ion tetraalkylphosponium[C16H33P+(C4H9)3], ion
tetraalkilamonium atau agen kompleks seperti eter mahkota mampu larut dalam
32
pelarut organik dan garam logam alkali organik bahkan larut dalam pelarut organik
nonpolar. Fungsi eter adalah penyedia kation dalam struktur kompleks organik.
Y- lebih lipofilik daripada X-. Kation Q+ migrasi dengan anion Y- dari fase dalam
pelarut air menuju fase mendekati (cair-cair) menuju fase organik dan bereaksi dengan
RX. Dalam fase organik, pasangan ion Q+Y- hanya sedikit larut atau terbentuk agregat
dan ion Y-. Oleh karena itu, menunjukkan kereaktifan yang cukup tinggi dengan RX.
Setelah reaksi kation berlangsung secara katalitik membentuk pasangan ion dengan X-
(Produk) dan membawa kembali melewati hubungan menuju fase polar.
Pemilihan ion Q+ secara tepat dapat menyebabkan Ia mempunyai afinitas yang
lebih kuat pada fase organik di mana ia mampu berada di sana dan di sekitarnya.
Representasi sederhana ditunjukkan pada contoh 1B. Jadi, memperkirakan peran Q+.
Ion Ini menghubungkan dengan ion Y- pada batas hubungan, mentransfer mereka
dalam pasangan ini ke fase organik di mana mereka RX dan menghasilkan X-;Q+
kemudian bergabung dengan X- dan di transfer ke batas hubungan. Di sini terjadi
pertukaran X- dengan beberapa Y-.
Gradien konsentrasi mengendalikan proses transfer perpindahan “produk”. Oleh
karena itu, disebut katalisis. Kunci dalam menaikkan kereaktifan pasangan ion dalam
pelarut organik adalah rendahnya kelarutan.
Contohnya pada transfer fase katalis yang meliputi hidrolisis, kondensasi dan
polimerisasi. Ada banyak aplikasi industri
Berikut adalah reaksinya
C8H17Cl + NaCN → C8H17CN + NaCl
Proses secara kuantitatif selama beberapa jam di bawah pengaruh transfer fase
sedangkan tanpa katalis, produk tidak dapat terbentuk bahkan selama beberapa
minggu.
Transfer fase katalisis, juga bermanfaat untuk generasi karbena dengan keraktifan
yang tinggi:
CH3Cl+NaOH Cl2C
Untuk membentuk nitril, isonitril, dan klorida dengan jumlah yang cukup tinggi.
Transfer fase katalis merupakan kemajuan yang signifikan dalam preparasi
senyawa organik tetapi ada pembatasan dalam prakteknya yaitu agen transfer fase
33
yang menstabilkan emulsi yang membuat produk sulit kembali ke fase awal. Tehnik
variasi disebut katalisis, melibatkan ikatan yang dibawa oleh transfer fase untuk
mendukung seperti polimer. Jika polimer memilki afinitas untuk kedua fase cairan ,
agent transfer dapat berfungsi seperti itu yang tidak muncul dalam polimer, dan
pembentukan produk berlangsung secara sederhana.
2.6 . Katalisis Pada Fase Mikroskopis
Sisi katalitik dari enzim berbentuk 3 dimensi yang fleksibel di mana fungsi
katalis tepat pada posisi dalam hal interaksi dengan molekul reaktan yang multifungsi,
untuk mengeluarkan semua molekul lain yang menyusunnya(sebenarnya). Sintesisi
Bi- dan polimer yang multifungsi menyerupai enzim. Keduanya, organik alami dan
organik sintetik dan katalis polimer organoleptik mempunyai karakter dalam larutan,
fleksibel dan mampu menyesuaikan dengan molekul reaktan dan ikatan yang terjadi
lebih dari satu posisi dan senywa tersebut juga sering tidak larut dan oleh karena itu
terpisah antara reaktan dan produk.
Katalis yang lain memiliki karakteristik “zat antara” antara larutan dan
permukaan seperti digambarkan di bawah ini:
1. Zeolit, padatan kristal yang umum, Pori dalam molekul tersebut termasuk dalam
kelompok katalitik ,ysang dipengaruh sifat katalitik yang unik karena bagian sifat
molekul dari struktur porinya dan karakter larutan yang mirip dengan karakter
porinya.
2. Tanah liat dan grafit, material dengan struktur berlapis yang mempunyai sifat
katalitik yang dapat diatur, juga mempunyai bagian katalitik yang sangat
dipengaruhi oleh pelarut-seperti bagian dalam dari lapisan yang bersufat alami.
3. Cairan pendukung katalis, padatan menyerap cairan yang berlangsung pada pori
yang paling luar bahkan pada temperatur tinggi.
4. Misel, agregat yang mempunyai ciri-ciri khusus dari molekul organik atau ion
yang dapat dimasukkan ke dalam kelompok katalitik, berlangsung secara sendiri-
sendiri “mikroreaktor”di mana kerjanya dipengaruhi oleh distribusi reaktan antara
misel dan cairan di sekitarnya.
34
Katalis menyediakan media mikroskopis tiga dimensi bagi reaksi. Salah satu
contoh yang paling penting adalah zeolit. “faujasites” digunakan dalam petroleum
untuk memproduksi gasolin dan HZSM-5 untuk mengubah metanol menjadi gasolin
dan petrokimia lainnya yang dalam proses dikonversikan ke dalam isomerisasi xylen
dan disproporsionasi toluena.
Senyawa di atas adalah contoh katalis asam basa. Zeolit menunjukkan sifat
katalitik yang sebenarnya dari bentuk amorfnya(silika-alumina) karena bentuk
molekunya seperti dalam ZSM-5 sebagai contoh, molekulnya lebih besar dari
durena(1,2,4,5-tetrametilbenzena) tidak mempunyai bentuk dan bermigrasi melalui
pori. Oleh karena itu, ia tidak termasuk ke dalam produk metanol, yang dihilangkan
mendekati titik didihnya yang tertinggi pada rentang titik didih gasolin.
Kedalaman pori zeolit juga mempengaruhi sifat katalitik alaminya.”faujasite”
dalam bentuk K+, bahkan tidak bersifat asam, mengkatalisis pemecahan alkena.
Distribusi produk dalam pemecahan ini bersifat tetap dengan zat antara yang bersifat
radikal bebas dan mengalami induksi homolitik.
Aktivitas yang tinggi dari zeolit dalam cracking dipicu oleh kelompok asam
melalui zat antara ion karbenium yang diasosiasikan dengan konsentrasi tinggi pada
reaktan pada pori didekat sisi katalitik dan selektivitas yang tinggi untuk pembentukan
hasil hidrokarbon-gasolin dari rata-rata 2 molekul H yang mengalami perpindahan
reaksi dalam lingkungan pori yang sangat kecil.
Zeolit asam pada umumnya sering digunakan, tetapi zeolit yang mengandung
logam juga mempunyai bagian yang bersifat katalitik. Sebagai contoh, pertukaran ion
Rh dalam ‘faujasites” menghasilkan katalis karbokation metanol. Kompleks Rh
bekerja dengan banyak jalan yang sama seperti dianalogikan pada kelarutan katalis.
Logam masuk ke dalam katalis melalui pertukaran ion yang telah direduksi
untuk menghasilkan 1 kelompok logam dalam 1 kesatuan. Katalis ini digunakan dalam
operasi hidrocracking, di mana ia mempunyai 2 fungsi yaitu dehidrogenasi dengan
katalis Pd dan katalis zeolit asam dalam reaksi ion-karbenium. Zeolit L mengandung
kelompok Pt yang hanya sekitar 5 atom di atas rata-rata yang segera diaplikasikan
secara industri pada dehidrogenasi katalitik pada n-alkana menjadi aromatik. Zeolit
mengandung sebagian kecil kelompok karbonil dari logam seperti Os da kerja Rh pada
35
dehidrogenasi CO. Sebagian kecil kelompok logam dan pembatas alami dari pori
memberikan kontribusi dalam menaikkan selektivitas berat alkene molekul rendah.
Aluminosilikat pekat seperti zeolit, menyebabkan volume kristal bagian dalam
semakin besar di mana katalis dapat dipengaruhi oleh efek molekular dan kelarutan.
Kepekatan dalam kelompok asam telah digunakan, sebagai contoh, dalam cracking
hidrokarbon terlalu besar untuk dimasukkan ke dalam pori zeolit. Metode untuk
menentukan kompleks Rh aktif secara katalitik antara lapisan pekat adalah dengan
menggunakan ligan kation. Bentuk dari kelompok katalitik diubah dengan
memasukkannya ke dalam ruang diantara lapisan-lapisan yang diisi dari material yang
bersifat swell atau mengembang seperti gel.
Material lapisan yang lain dimasukkan ke dalam kumpulan katalitik yang telah
dipisahkan adalah grafit. “Lamela” C8K mengkatalisis reaksi seperti hidrogenasi
alkena dan hidrogenasi CO. Asam lewis seperti SBF5 juga dapat dipisahkan menjadi
spesi-spesinya untuk katalisis.
Sehubungan dengan cairan pendukung katalis terdiri atas bahan-bahan
pendukung sederhana seperti gama Al2O3 yang mempunyai pori-pori yang sangat kecil
yang terisi dengan pelarut dan melarutkan katalis. Di dalam pori-pori yang kecil
karena efek kelvin tekanan uap dari pelarut menjadi kecil sehingga pelarut itu akan
tetap berada di dalam pori-pori sebagai cairan bahkan ketika katalis digunakan dalam
temperatur yang tinggi dalam mengalirkan reaktan yang berfase uap. Katalisis ini aktif
untuk “alkena hidroformil”; katalis yang larut dapat digunakan tanpa korosi yang
rumit dan pemisahan yang sulit dari produk stabil yang tersedia.
Polimer organik dapat dibandingkan dengan katalis yang dijelaskan di atas,
mempunyai ruang yang sangat kecil yang berbeda dari lingkungan sekitar yang
mengelilinginya dan menjadi elastis(gelombang besar). Misel yang merupakan jenis
koloid yng dihasilkan oleh jumlah kalsium 20 hingga ribuan permukaan molekul atau
ion polar atau nonpolar, juga mempunyai karakteristik ini. Dalam tipe agregat,
molekul yang bersifat hidrofob dibentuk di dalam inti misel dan ujung yang bersifat
polar diletakkan di perbatasan fase dengan air. Misel dapat berbentuk bola atau(dalam
larutan yang berkonsentrasi tinggi silindris atau “lamellar”. Misel yang dibalik dapat
terbentuk dalam larutan hidrokarbon.
36
2.7. Produksi Katalis dan Pengemban
2.7.1 Prinsip Umum
Syarat utama sebuah katalisadalah selektif yaitu memiliki kemampuan
peningkatan kecepatan reaksi yang ingin dicapai. Selektifitas juga tergantung pada
kemampuan untuk meminimalkan sisi reaksi dari partikel yang ingin dihilangkan,
contohnya, peranan penting pendeaktifan pembentukan batu arang. Yang kedua,
katalis harus cukup aktif pada temperature yang layak untuk apilkai komersial.
Ada beberapa syarat fisik yang penting untuk katalis yang akan digunakan.
Katalis harus cukup kuat untuk menahan kerusakan atau goresan tertentu atau
aplikasi dasar cairan, mempunyau ukuran yang cocok dan bentuk yang diijinkan
untuk reaktan cairan tanpa penurunan tekanan yang tidak semestinya, dan
mempunyai sifat penyerapan dan ukuran pori distribusi, kadang-kadang bimodal,
yang menghindari difusi terbatas untuk reaksi yang diinginkan. Untuk katalis
mempunyai ukuran pori penyaring yang harus cocok untuk member bentuk
keseltifitasan reaktan dan molekul produk.
Katalis harus stabil pada suhu tinggi untuk menahan sintering, partikel
yang diperlukan untuk regenerasi periodic oleh pembakaran lapisan batu karang
pada katalis. Karakteristik lebih lanjut yang diinginkan adalah kemampuan untuk
menahan pengaruh deaktivasi dari racun, khususnya unsur belerang, yang sering
ada dalam aliran reaktan.
Pendekatan klasik untuk penemuan katalis adalah untuk memvariasi
komposisi dan metode preparasi katalis dan korelasi antara variable dengan
pengukuran karakterisasi dan dengan nilai guna katalis. Modifikasi yang dibuat
dalam preparasi katalis didasarkan pada informasi ini dan pengetahuan umum
tentang pengaruh pemilihan katalis pada reaksi kimia yang diinginkan dan tidak
diinginkan.
Uji karakterisasi katalis termasuk pengukuran luas permukaan, kemisorpsi
distribusi ukuran pori, struktur kristal yang ditentukan oleh kristalografi X-ray,
mekanisme reaksi yang dinyatakan dengan kinetik, dan penyusuran isotop dan
diagnosa reaksi katalis untuk uji kapabilitas. Hal ini dinyatakan dalam istilah
variasi preparasi katalis-struktur-hubungan nilai guna.
37
Teknik istrumen yang sesuai dalam penentuan struktur permukaan pada
skala atom antara lain terdiri dari X-ray fine structure (EXAFS), spektroskopi
elektron, spektroskopi fotoelektron ultraviolet (UPS), spektroskopi fotoelektron
X-ray (XPS), spektroskopi elektron Auger (AES), spektroskopi ion, spektroskopi
massa ion sekunder (SIMS), dan ion scattering spektroskopi (ISS). Pengukuran
dengan Resonansi magnetic inti (NMR) mentediakan informasi untuk kompleks
katalis. Scanning tunneling microscopy (STM) menunjukkan atom pada
permukaan, menyediakan informasi topografi dari atomik level. Tahap akhir,
desain katalis dibantu oleh grafik komputer.
Gambar 1. Tipe-tipe alat untuk mempertinggi katalis
Beberapa katalis penting adalah komponen spesifik, seperti asam
anorganik HF, H2SO4, H3PO4, atau garam seperti AlCl3. Katalis Wacker adalah
kombinasi dari dua senyawa seperti PdCl2 dan CuCl2. Contoh katalis kompleks
adalah katalis Ziegler-Natta, dibentuk oleh interaksi dari TiCl3 dan Al(C2H5),
katalis terkenal karena kemampuannya membantu polimerisasi olefin
stereospesifik.
Beberapa kompleks logam transisi, sering ditemukan pada aplikasi katalis
yang penting. Salah satu yang paling penting yaitu kobalt karbonil, Co2(CO)8,
dimana akan aktif dalam bentuk HCo(CO)4. Katalis kompleks lainnya adalah
RhClCO[P(C6H5)3]2, dan kelompok katalis seperti ion [Rh13(CO)24H3]2-. Katalis ini
38
aktivitas racun yang tidak diinginkan
Zeolit 5 ZSM untuk methanol menjadi gasolin
Katalis pada ukuran molekul Cage
Adsorben inert optikal aktif
Tidak ada aplikasi komersial
Penyerapan inert competitor untuk produk
CO pada hidrogenasi C2H2
HCl pada oksidasi C3H4
Untuk membatasi ukuran molekul
Modifikasi kelebihan permukaan
Untuk menghalangi reaksi konsekutif
Racun inert selektif adsorben
sering diarahkan untuk katalis penghomogen karena katalis dan reaktan beroperasi
pada fase cair yang sama.
Komposisi kimia adalah faktor utama dalam penentuan katalis,
karakteristik katalis semakin bervariasi tergantung pada metode preparasi katalis,
interaksi alami dari unsur katalis, dispersinya, bentuk kristalosgrafi dan sifat fisik
termasuk luas permukaan dan striktur pori. Komposisi dari permukaan adalah satu
hal yang spesial. Biasanya hanya fraksi kecil dalam permukaan, kadang-kadang
disebut sisi aktif, mempunyai komposisi special dan struktur yang responsible
untuk aktifitas katalis. Oleh karena itu, unsur strategis dalam jumlah kecil akan
mempunyai pengaruh besar. Katalis yang tergantung pada keasaman dapat
dipertinggi selama operasi oleh penambahan sejumlah kecil H2O atau HCl atau
pendeaktifan basa seperti NH3 atau Na2O.
Beberapa teknik preparasi katalis-area tinggi. Beberapa tergantubg pada
formasi pendukung atau carrier, seperti alumina, silica atau karbon, di atas
permukaan lapisan dan unsur katalis yang aktif. Bagaimanapun, yang jarang
adalah pendukung tidak aktif dalam artian bahwa fungsinya hanya pada
komponen aktif.
2.7.2. Metode-Metode Pembuatan Katalis Nonlogam dan Penyokong
Presipitasi dan Pembentukan Gel
Pembuatan partikel katalis yang sesuai bentuk dan kekerasan merupakan
bagian terpenting dalam membuat katalis. Sebagian besar katalis heterogen
diproduksi melalui proses yang melibatkan pembentukan padatan dari larutan
encer. Presipitasi sering digunakan pada pembuatan katalis oksida hidrogen.
Untuk menghindari terserapnya pengotor, ammonia atau garam-garam ammonium
sering kali digunakan sebagaimana nitrat sebagai konstituen logam. Kalsinasi
akan memindahkan komponen-komponen termasuk nitrogen. Sebuah ion Cl-, atau
SO42- atau kation seperti Na+ dihindari, karena ion-ion tersebut beracun jika
terdapat pada produk akhir katalis.
Meskipun telah banyak perbaikan yang dilakukan pada metode presipitasi,
presipitasi jarang menghasilkan produk yang homogen. Perbedaan secara
keseluruhan antara komposisi larutan asal dan komposisi hasil presipitasi pada
39
tingkat yang berbeda, mengindikasikan adanya keragaman pada produk akhir.
Komposisi hasil presipitasi tidak dapat dijaga dari perubahan yang terjadi saat
awal hingga akhir proses presipitasi. (Gambar 1)
Pembentukan gel utamanya sesuai untuk pembuatan katalis oksida hidrogen
seperti Si, Al, Fe. Selain itu, kajian gel juga dapat digunakan untuk menghasilkan partikel
katalis sesuai ukuran dan bentuk bola melalui diperbolehkannya droplet secara cepat
dicampur dengan bahan-bahan untuk dijatuhkan melalui suatu minyak yang bersifat
immisible sebagaimana rata-rata gel yang diset selama jatuh melalui minyak.
M Cd Mn Ni Zn Cu Co
Fe/M Campuran
larutan awal
0,39 1,19 1,32 0,91 1,31 1,53
Fe/M Sampel
hidroksida
2,07 1,97 2,02 1,99 2,06 2,15
Gambar 1. Ferit dibuat melalui kopresipitasi hidroksida. Perbandingan atom Fe/M dalam
kopresipitasi dan campuran pada larutan awal.
Katalis silika-alumina dibuat pada skala yang sangat besar. Salah satu
formulanya dilakukan dengan memanfaatkan larutan Al2(SO4)3 dan gelas air jenis
N (SiO2/Na2O) = 3.2. Larutan dicampurkan dengan cepat;menbentuk gel sekitar
45 detik. Gel tersebut dituakan, selanjutnya dicuci menggunakan larutan Al2(SO4)3
untuk menghilangkan Na+ melelui pertukaran basa, dicuci untuk menghilangkan
SO42-, dan yang terakhir dikeringkan dan dikalsinasi pada 550 °C. katalis yang
diperoleh bersifat amorf.
Pada pembuatan campuran katalis oksida, yang biasanya sangat komplek,
dapat dideskripsikan sebagai suatu rangkaian dari banyak langkah-langkah dasar
(gambar 2) yang ditentukan secara luas melalui hukum-hukum empiris dan
dimana perkembangan komposisi, struktur, dan tekstur sering terjadi secara
serentak. Suatu karakteristik sistematik dari setiap intermediet dibutuhkan untuk
mengeset kembali suatu hubungan berkesinambungan antara prekursor hidrat
yang pertama dan katalis oksida teraktivasi pada produk akhir.
40
Pembuatan katalis memerlukan control yang hati-hati pada penuaan gel
(gel aging), pencucian, pengeringan, kalsinasi dan aktivasi yang terutama
berhubungan dengan kontrol kondisi kelembapan. Selam penuaan gel, reaksi
hidrotermal secara signifikan terjadi. Salah satu kasus spesial pada reaksi
hidrotermal menunjukkan adanya pembentukan molekul zeolit. Sintesis zeolit
biasanya membutuhkan (1) material starting yang reaktif seperti gel-gel
terkopresipitasi yang baru atau padatan yang bersifat amorf, (2) pH yang relatif
tinggi sebagaimana yang terdapat pada logam alkali hidroksida atau basa kuat
lainnya, (3) kondisi hydrothermal dengan temperatur rendah yang terjadi
bersamaan dengan tekanan yang bersifat autogen pada tekanan uap air jenuh, dan
(4) derajat tinggi titik kejenuhan komponen dari gel utama menjadi inti kristal
dengan bilangan yang lebar.
Gel dikristalisasi pada suatu sistem tertutup pada temperatur hingga 175
°C selama periode beberapa jam sampai beberapa hari. Zeolit mengkristal dengan
mudah karena merupakan gel yang reaktif, mengandung konsentrasi basa
hidroksida, dan memiliki aktivitas permukaan tinggi yang berhubungan dengan
fasa padatnya. Banyak zeolit yang telah disintesis yang telah dikaji8.9 sebagaimana
fungsi keadaan, diagram fase, dan struktur zeolit. Ada Y , tipe Faujasite yang
sangat hebat untuk cracking katalitik, dan proses pemurnian petroleum. Tipe yang
lain, disimbolkan sebagai ZSM-5, yang juga merupakan penemuan ilmiah besar
dan penting dalam industri. ZSM-5 telah disintesis dari gel natrium aluminosilika
menggunakan tetrapropilammonium (TPA) hidroksida, yang berperan sebagai
template, dari suatu campuran yang memiliki komposisi dalam mol/Al2O3:TPA,
8,6;Na2O, 10;SiO2, 7,7; H2O, 453; menggunakan kondisi khusus yaitu 150°C
selama 5 sampai 8 hari.
Alumina dalam banyak kasus merupakan katalis pendukung10 yang baik
dalam berbagai hal. Meskipun alumina dapat diproduksi melalui proses
pembuatan gel, akan tetapi alumina biasanya diproduksi melalui dekomposisi
termal dari satu hidratnya secara komersial. Terdapat prekursor untuk γ- area
tinggi dan penyokong η-alumina. Rangkaian dari dekomposisi termal produk dan
pengaruh kondisi pada pembentukan ditunjukkan pada gambar 311.
41
Alumina trihidrat, Al2O3.3H2O, yang lebih sering disebut sebagai
aluminium trihidroksida, Al(OH)3 sejak tidak mengandung H2O misalnya saja
keberadaannya dalam tiga bentuk kristalografik, gibbsit, bayerit, dan nordstrandit.
Ketiganya dibentuk dari elemen-elemen yang memiliki struktur identik yang
disusun dengan pola yang sedikit berbeda. Gibbsit, juga dikenal sebagai
hydrargillit atau α-alumina trihidrat, dipresipitasi sebagai suatu zat antara dalam
proses Bayer untuk industri logam aluminium dari bauksit. Ketika dikalsinasi
pada suhu 400-500°C, bentuk γ-alumina yang memiliki luas permukaan sekitar
300 m2 / g dan mengandung permukaan golongan OH yang bersesuaian untuk
dihitung 0,5 % H2O. β-trihidrat, misalnya bayerit, menghasilkan η-alumina ketika
proses kalsinasi dan menunjukkan sifat superior menjadi γ-alumina untuk aplikasi
katalis tertentu. Nordstrandit merupakan trihidrat yang ketiga. Nordstrandit tidak
digunakan untuk industri secara komersial.
Tidak terbentuk partikel Al(OH)3 pada <1.5 nm. Kristal kecil CuCO3 (~10
nm) dapat mengendap, serupa kebanyakan kualitas dari Zn(NO3)2 dalam
campuran cairan. Seng ini terutama mengendap seperti hydroxide atau karbonat,
tapi fraksi kecil tergabung kedalam CuCO3, endapan Kristal terbentuk lambat.
Pengurangan produk menggunakan katalis yang aktiv untuk sintesis methanol
atau temperature rendah kelihaian uap air. Dengan Kristal tembaga kira – kira 8
nm, yang mana mendorong bagian hasil komponen refraktori alumina-zinc
aluminate. Pada dasarnya komponen ini menghentikan sintering dari Kristal Cu
selama menggunakan suhu kira – kira 250˚C, temperature digunakan dalam
sintesis methanol. Lebih lanjut, kombinasi komponrn Zinc dengan alumina aktif
efektif menghentikan aktifitas pengeringan(dehidrasi), hingga memastikan
produksi methanol tidak berubah menjadi dimetil eter.
Teknik lain memerlukan kreasi untuk mengenal campuran dari logam dan
refractory oxide terdiri dari pengurangan reduksi kering dari logam okside
prekusor refraktori. Contoh klasik adalah katalis Fe/K/Al2O3 digunakan dalam
penghasil ammonia dan alternatifnya. Dari bahan bakar hidrokarbon. Spesies
aktiv adalah logam besi, menambah 10-fold jumlah kecil dari potassium. Kristal
besi saling terpisah dengan jarak refraktori, alumina. Campuran dari kapur, silica,
42
atau magnesium mungkin diaplikasikan. Proses terdiri dari pertama mencampur
semua constituents bersama kira – kira pada suhu 1600˚C. Setelah mamilih dan
mematahkan menjadi ukuran partikel yang cocok,direduksi. Dengan syarat bahwa
perbandingan H2O : H2 tetap rendah, menghasilkan Kristal besi kira – kira 40 nm.
Penelitian pada mendukung katalis Ni, digunakan untuk memperbaiki
energy dan aplikasi lain, telah memberikan dengan factor yqng efektif efektifitas
dan stabilisasi mereka.perumusan katalis dan panjangnya interaksi terjadi diantara
NiO dan pendukung penting factor pengaruh reduksi dari NiO ke Ni dalam katalis
dan katalis perlakuan berikutnya. Yang mempengaruhi pendukung dalam
gambaran logam oleh NiO dalam Al2O2 atau MgO. Ini pengetahuan bagus bahwa
endapan NiO dalam oksida pendukung sedikitbkecepatan reduksi dari pada bagian
terbesar NiO. Selanjutnya perkembangan dari katalis dari logam oksida dapat
memperlambat pendukung yang cocok. Untuk contohnya, persentase dari MgO
memperlambat pertumbuhan dari NiO. Ketika NiO dikalsinasi pada 500˚C selama
4 jam. Kristal NiO bertambah menjadi 30 nm, sebaliknya dalam NiO/40%
MgO(S), perkembanangan kristal NiO hanya 8 nm.
Kondisi reduksi dapat memberi efek yang besar pada sifat katalis. Reduksi
dari pengendapan katalis Ni/Al2O3 mengandung 4% CaO dilihat pada gambar 2.
Area permukaan atas mendapatkan reduksi menggunakan H2saja lebih dari H2O/
H2. Pertambahan area dengan temperature tinggi maximum pada kira – kira
600˚C. pada temperature rendah, reduksi tidak lengkap(tidak selesai) dalam 3 jam,
sementara pada temperature tinggi area mulai pengurangan, mungkin karena
sinter logam. Persentase dari H2O tampaknya mendorong sintering ini. Area
Penurunan yang tepat menghasilkan ketika reduksi berlangsung lama. Dobel
maximum dalam reduksi dalam persen dari tenaga tampak. Menjadi indikasi
bahwa Ni adalah turunan dari satu dari beberapa halaman Ni, barangkali NiO
pertama, dan kemudian Al2O4 pada temperature tinggi. Pengganggu, tentu saja
merupakan bahaya besar, effek dari persen dari energy selama belum bertemu
dalam system katalis lain.
Sebuah perbedaan problem ditemukan dalam migrasi mikroskopik dari
garam logam selama pengeringan. Migrasi ini disebut dengan kekuatan kapiler
43
dalam mengisi pendukung, untuk contoh, dengan larutan garam platinum. Satu
cara untuk mencegah masalh ini memperlakukan mengisi pendukung dengan H2S,
dengan cara demikian,penyaluran platinum ke satu warna tidak dapat dipecahkan
sulfide. Yang tidak dapat migrasi selama pengeringan.
Katalis platinum alumina telah amat sangat penting dalam perbaikan
petroleum napta dan proses isomerissasi paraffin. Banyak informasi telah
membuat tentang ukuran Kristal platinum dan interaksi dengan pendikung
keasaman dalam syarat – syarat fungsional dari kedua fungsi katalis. Baru – baru
ini,pendukung katalis bimetallic bukti menjadi ilmiah terkenal dan praktek yang
menarik. Dalam menyiapkan pendukung katalis bimetallic, kemungkinan interaksi
dari dua logam yang menyatu harus betul – betul dipertimbangkan, khususnya
untuk tinggi area permukaan (100-500 m2/g) pendukung dan konsentrasi logam
rendah (~10). Seperti mengedarkan katalis bimetallic yang persiapannya seperti
katalis monometalik. Mengisi sedikit, mereka kering dan berkurang. Jika 2 bahan
katalis direaksikan pada keadaan sebaran tinggi. Mengharapkan satu kelakuan
adiktf katalis. Tetapi bahan yang beraksi, satu keadaan sebuah perbedaan
kelakuan. Interaksi pada daerah sebaran tinggi telah membenarkan oleh
chemisorpsion dan data X-ray, dan khususnya perubahan pemutusan sifat katalis
melihat penyebaran katalis bimetalik. Hidrokarbon yang lain seperti siklis dan
isomerisasi skeleton dari paraffin mempertinggi semua Pt dengan Au. Kenaikan
ini dianggap berasal dari kenaikan dalam nomor dari isomer atom Pt dalam
matriks Au.
44
2.7.3. Metode Produksi Katalis Logam
Gambar 2. Efek dari adanya katalis yang dapat menurunkan suhu pada
permukaan daerah Ni (25% Ni, H2O/H2 = 8; tekanan 1 atm)
CO + NOx CO2 +N2
Ru dapat mempercepat reaksi diatas. Tetapi memiliki kelemahan yaitu
terbentuk RuO4 yang mudah menguap. Kemudian bertambah diudara dan gas
terhembuskan melalui suatu bahan katalis kedua yang berisi Pt dan Pd untuk
pembakaran CO sehingga tidak bereaksinya hidrokarbon tersebut menjadi CO2
dan H2O. Sebagai alternatif ketiga katalis Pt-Rh dapat digunakan untuk mengubah
ketiga macam polutan yaitu CO, NOx, dan hidrokarbon. Ini memerlukan
pengawasan dengan hati-hati dari penambahan bahan bakar pada udara yang
disediakan oleh mesin.
Disebut suatu teknologi kendali lingkungan apabila dapat menghilangkan
NOx dari kumpulan gas yang diproduksi oleh pembakaran bahan bakar fosil
untuk generasi elektrik. Sejumlah kecil NH3 dapat ditambahkan untuk kumpulan
gas yang bereaksi dengan NOx untuk membentuk N2 dan H2O dibawah pengaruh
katalis seperti vanadia dan titania.
Sebagai pendukung katalis logam adalah kunci dari performa sel bahan
bakar yang efisien. Teknik khusus diperlukan untuk memastikan
keseimbanganantara gas/cair/hubungan elektrode, hantaran elektrik, dan formulasi
untuk mengurangi kelebihan tekanan.
45
2.7.4. Hubungan antara Produksi Katalis dengan Aplikasinya
Dalam memproduksi suatu katalis, desain disesuaikan dengan fungsinya.
Fungsi yang dimaksud adalah aktivitas dan selektivitasnya. Jika hal itu tercapai
akan dapat difahami bagaimana menentukan hubungan antara reaktan dan katalis
dalam kimia. Ini diilustrasikan oleh contoh dari empat wilayah katalis. Tujuan
terakhir adalah untuk memperbaharui desain dan memperbaiki bahan katalis
supaya lebih efektif, sebagian tidak akan terciptakan.
Oksidasi. Prosedur preparasi katalis menentukan struktur katalis dan
berakibat pada kemampuan katalis. Aktivitas dari gabungan oksida sering berbeda
dari aktivitas oksida individu. Sebagai contoh kemampuan katalis Fe2O3 yang
digunakan untuk mengoksidasi CH3OH menjadi formaldehida, untuk
mempercepat penyelesaian oksidasi digunakan Besi(III) molibdat, Fe2(MoO4).
Kebanyakan katalis pengoksidasi adalah oksida biner. Dengan bismut
molibdat Bi2O3(MoO4) yang bekerja untuk mengoksidasi propilena menjadi
akrolein. Fungsi dari Bi oksigen adalah menerapkan kecepatan menentukan
langkah abstraksi α-hidrogen, sementara situs Mo oksigen untuk mengabstraksi
olefin dan menyisipkan O. Situs aktif dan selektif adalah susunan dari ikatan Bi-
Mo. Absorbsi kimia dari propilena terjadi di pusat Mo. Abstraksi hidrogen
mengambil tempat pada ion oksigendi pusat Bi. Radikal alil kemudian
membentuk zat antara ester dengan sebagian dari katalis Mo yang mana segera
membelah menjadi akrolein CH2=CHCHO oleh hidrogen abstraksi.
Katalis asam. Suatu asam yang alami adalah sebagian besar katalis yang
dapat dihasilkan kembali dari aktivitas katalitiknya. Katalis seperti silika-
aluminadigunakan dalam proses cracking pada pengolahan minyak bumi,
aktivitasnya memanfaatkan asam bronsted dan lewis pada permukaannya. Katalis
oksida terdiri dari sebagian besar jaringan ion oksigen yang sering disusun pada
susunan rapat tertutup dengan ion logam yang lebih kecil berada dalam celah
tetrahedral atau oktahedral. Struktur katalis silika-alumina menyerupai silika itu
dengan sebagian dari Si4. Sebagian dari silika ditempati oleh ion Al3+. Substitusi
ini menyebabkan ketidakseimbangan dan dapat menyebabkan suatu penetralan
oleh adanya ion positif bermuatan 3+. Jika kation adalah suatu proton, silika-
46
alumina akan bertindak sebagai asam Bronsted (gambar 2). Diperlukan sejumlah
kecil dari air dalam struktur atau yang ditambahkan dalam fasa uap untuk
menyediakan proton. Asam bronsted bisa saja sebelumnya tidak ada tetapi dapat
terbentuk dari basa seperti olefin.
47
BAB III
KESIMPULAN
Berdasarkan pembahasan, maka dapat disimpulkan sebagai berikut.
1. Reaksi katalis berkaitan dengan fenomena kinetika. Reaksi katalitik meliputi reaksi
dasar, yaitu transfer elektron, pembentukan dan pemutusan ligan, reaksi nukleofilik,
reaksi elektrofilik, reaksi redoks dan reaksi inseri.
2. Ada banyak tipe katalis, yaitu katalis padat yang meliputi katalis logam, oksida
logam, dan sulfide logam; katalis dapat larut, transfer fasa katalis, katalis berfasa
mikroskopik.
48