Take a Chance and Make a Change: Oktober 2014

Review Jurnal Pemilihan Katalis yang Ideal

Label: Jurnal, Review Jurnal - Selasa, 21 Oktober 2014

Nama : Nurulita Rahayu

NIM : 41614010031

Jurusan : Teknik Industri

Review Jurnal

1. Judul

Pemilihan Katalis yang Ideal

2. Penulis

Dewi Yuanita Lestari, Jurusan Pendidikan Kimia FMIPA UNY)

3. Sumber Jurnal

Prosiding Seminar Nasional Penelitian, Pendidikan dan Penerapan MIPA, Fakultas MIPA, Universitas Negeri Yogyakarta, 2 Juni 2012

4. Abstraksi

Kajian ini ditujukan untuk mempelajari pemilihan katalis yang ideal. Penggunaan katalis dalam berbagai reaksi kimia maupun proses industri semakin meningkat. Pemilihan katalis yang tepat tentunya akan mengakibatkan hasil yang maksimal. Kriteria pertama yang dilihat dalam pemilihan katalis biasanya adalah aktivitas dan selektivitas katalis. Selain kriteria tersebut beberapa hal perlu diperhatikan dalam pemilihan katalis antara lain: stabilitas katalis dalam kondisi operasi yang dipengaruhi oleh peracunan katalis pengotor dalam umpan, deaktivasi katalis oleh satu atau lebih produk, hilangnya aktivitas akibat penguapan, hilangnya aktivitas akibat transformasi kristalografi. Selain itu perlu juga diperhatikan terkait dengan legalitas katalis yang menyangkut hak paten. Dalam pemilihan katalis hendaknya dihindari penggunaan katalis yang sulit ditemukan dan atau yang harganya mahal karena hal tersebut menyebabkan biaya proses juga menjadi mahal. Katalis logam biasanya diembankan pada suatu padatan pengemban(support) sehingga pemilihan padatan pengemban yang optimum. Kriteria pemilihan pengemban antara lain meliputi: stabilitas pengemban, sifat inert pengemban, biaya, legalitas terkait hak paten. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa untuk suatu reaksi yang sama, hasil reaksi bervariasi tergantung pada jenis katalis yang digunakan.

5. Tujuan penelitian

Untuk mengetahui pemilihan katalis yang ideal untuk berbagai reaksi kimia yang terlibat dalam kegiatan industri agar hasil yang dicapai optimal

6. Implikasi Teori dan Review Penelitian Terdahulu

Katalis merupakan zat yang ditambahkan dalam sistem reaksi untuk mempercepat reaksi. Katalis dapat menyediakan situs aktif yang befungsi untuk mempertemukan reaktan dan menyumbangkan energi dalam bentuk panas sehingga molekul pereaktan mampu melewati energi aktivasi secara lebih mudah. Karena fungsinya yang sangat penting, maka penggunaan katalis menjadi kebutuhan yang sangat penting dalam berbagai industri. Kebutuhan akan katalis dalam berbagai proses industri cenderung mengalami peningkatan. Hal ini terjadi karena proses kimia yang menggunakan katalis cenderung lebih ekonomis.

Dalam mempercepat laju reaksi, katalis bersifat spesifik. Artinya suatu katalis dapat mempercepat pada reaksi tertentu saja tidak pada semua reaksi kimia. Contohnya, suatu katalis A mampu mempercepat laju reaksi pada reaksi hidrogenasi namun kurang baik jika digunakan pada reaksi oksidasi. Hal tersebut terikat erat dengan sifat fisika dan sifat kimia katalis. Dalam reaksi yang sama terdapat beberapa kemungkinan jenis material yang dapat digunakan dalam proses reaksi tersebut. Misalnya dalam reaksi hidrogenasi dapat digunakan katalis Fe, Co, Ni (Le Page, 1987).

Kemampuan suatu katalis dalam mempercepat laju reaksi dipengaruhi oleh berbagai faktor. Faktor-faktor yang mempengaruhi performa katalis antara lain adalah sifat fisika dan kimia katalis; kondisi operasi seperti temperatur, tekanan, laju alir, waktu kontak; jenis umpan yang digunakan; jenis padatan pendukung yang digunakan. Katalis yang dipreparasi dengan cara yang berbeda akan menghasilkan aktivitas dan selektivitas yang berbeda (Rieke dkk, 1997). Kemampuan suatu katalis dalam suatu proses biasanya diukur dari aktivitas dan selektivitasnya. Aktivitas biasanya dinyatakan dalam persentase konversi atau jumlah produk yang dihasilkan dari jumlah reaktan yang digunakan dalam waktu reaksi tertentu. Sedangkan selektivitas adalah ukuran katalis dalam mempercepat reaksi pada pembentukan suatu produk tertentu.

Karena ada banyak faktor yang mempengaruhi kinerja katalis dalam mempercepat laju reaksi, maka perlu dilakukan pemilihan katalis secara cermat sebelum menggunakan katalis dalam suatu proses tertentu. Pemilihan katalis yang tepat dalam suatu proses dapat menyebabkan proses yang diinginkan memiliki hasil yang optimal. Sedangkan pemilihan katalis yang tidak tepat dapat menyebabkan proses menjadi kurang efisien sehingga akibatnya juga menjadi kurang ekonomis. Bahkan pemilihan katalis yang tidak tepat bisa juga menyebabkan adanya efek toksisitas yang berbahaya ataupun dapat mencemari lingkungan.

7. Hipotesis Penelitian

o Kriteria yang dilihat dalam pemilihan katalis adalah aktivitas dan selektivitas katalis.

o Ketidaksesuaian dalam pemilihan katalis dapat menyebabkan efek toksisitas

8. Metodologi Penelitian

Pengumpulan data dengan cara studi pustaka dari berbagai sumber dan interpretasi data untuk membuktikan hipotesis.

9. Hasil Penelitian

Hipotesis 1. Kriteria pertama yang dilihat dalam pemilihan katalis biasanya adalah aktivitas dan selektivitas katalis. Selain kriteria tersebut beberapa hal perlu diperhatikan dalam pemilihan katalis antara lain: stabilitas katalis dalam kondisi operasi yang dipengaruhi oleh peracunan katalis pengotor dalam umpan, deaktivasi katalis oleh satu atau lebih produk, hilangnya aktivitas akibat penguapan, hilangnya aktivitas akibat transformasi kristalografi. Selain itu perlu juga diperhatikan terkait dengan legalitas katalis yang menyangkut hak paten. Dalam pemilihan katalis hendaknya dihindari penggunaan katalis yang sulit ditemukan dan atau yang harganya mahal karena hal tersebut menyebabkan biaya proses juga menjadi mahal.

Dalam melangsungkan suatu reaksi katalitik tidak hanya jenis katalis saja yang perlu mendapat perhatian. Analisis terhadap reaksi katalitik sangat perlu untuk dilakukan. Analisis ini dapat meliputi:

1. Umpan yang digunakan. Sangat perlu untuk melihat produsen(sumber industri) yang memproduksi bahan umpan tersebut karena akan menentukan dalam hal konsentrasi, jenis reaksi yang dilakukan dalam proses sintesisnya, keberadaan zat pengotor baik yang bersifat inert maupun bersifat racun. Salah satu contohnya adalah pada umpan dari oleochemical. Sejumlah kecil organosulfur merupakan pengotor dalam bahan baku oleochemical yang dapat mengakibatkan deaktivasi katalis tembaga yang digunakan untuk hidrogenolisis ester menjadi fatty alcohol. Brand et al. (1999) mempelajari deaktivasi katalis Cu/SiO2 dan Cu/ZnO/SiO₂ akibat adanya sulfur pada hidrogenolisis metil palmitat dalam fasa cair. Laju deaktivasi sangat cepat dan meningkat sebagai fungsi keberadaan komponen sulfur sebagai berikut: octadecanethiol ≈ dihexadecyl disulfide < benzyl isothiocyanate < methyl p-toluene sulfonate < dihexadecyl sulfide < di-benzothiophene. Proses deaktivasi berlangsung dengan cepat karena terbentuk sulfida pada permukaan selama kondisi proses hidrogenolisis. Umur katalis yang menggunakan seng sebagai promoter adalah dua kali lebih lama dibandingkan dengan katalis Cu/SiO2. Hal ini terjadi karena terbentuknya seng sulfida pada permukaan katalis.

2. Produk yang diinginkan yang meliputi kemurnian, spesifikasi komposisi

3. Mekanisme yang mungkin terjadi berdasarkan data yang tersedia dari penelitian terdahulu. Mekanisme ini tidak hanya enyangkut reaksi utama tetapi juga menyangkut reaksi samping yang harus dihindari.

4. Kompilasi data termodinamika yang berkaitan dengan perkiraan mekanisme reaksi

5. Evaluasi ekonomi yang menyeluruh dalam hal umpan, harga produk, perbandingan antara ongkos dan harga, tingkat minimal aktivitas dan selektivitas yang dibutuhkan untuk proses yang ekonomis (Le Page, 1987).

Hipotesis 2. Toksisitas katalis adalah salah satu hal yang perlu diperhatikan dalam pemilihan katalis. Meskipun suatu katalis memiliki aktivitas dan selektivitas yang tinggi dalam suatu proses namun bila bersifat toksik hendaknya penggunaannya dihindari agar tidak membahayakan. Atau dapat dikatakan bahwa terus perlu dikembangkan penggunaan katalis lain yang aktivitas serta selektivitasnya tinggi tetapi tidak bersifat toksik. Salah satu contohnya adalah katalis yang biasa digunakan dalam hidrogenasi ester yaitu Cu-Cr

10. Kesimpulan dan Temuan

Pemilihan katalis merupakan langkah yang penting untuk memperoleh hasil yang optimal dalam suatu proses. Dalam suatu reaksi yang sama, hasil reaksi bervariasi tergantung pada jenis katalis yang digunakan. Oleh karena itu dalam memilih katalis untuk digunakan dalam suatu proses hendaknya tidak sekedar melihat aktivitas dan selektivitasnya saja tetapi juga berbagai hal lain seperti toksisitas, stabilitas katalis dalam kondisi operasi, nilai ekonomi, aspek legalitas. Untuk dapat memilih katalis yang tepat diperlukan penelusuran referensi dan analisis yang tepat.

11. Saran untuk Riset Selanjutnya

Agar riset menunjukkan hasil yang lebih akurat dalam penentuan katalis yang tepat, mungkin dapat dikembangkan dengan beberapa penelitian melalui beberapa eksperimen terhadap katalis yang akan di uji dan dampaknya pada bahan yang akan diuji. Sifat katalis yang selektif terhadap suatu zat berbeda beda, oleh karena itu diperlukan penelitian lebih lanjut agar mengetahui kecocokan katalis dan optimasi kerja katalis terhadap suatu reaksi kimia.

Dampak Polusi Udara terhadap Kesehatan Manusia dan Lingkungan

Label: Artikel Ilmiah -

Nama : Nurulita Rahayu

NIM : 41614010031

Jurusan : Teknik Industri

Dampak Polusi Udara terhadap Kesehatan Manusia dan Lingkungan

Polusi udara berasal dari berbagai sumber, dengan hasil pembakaran bahan bakar fosil merupakan sumber utama. Contoh sederhana adalah pembakaran mesin diesel yang dapat menghasilkan partikulat (PM), nitrogen oksida, dan precursor ozon yang semuanya merupakan polutan berbahaya. Polutan yang ada diudara dapat berupa gas (misal SO₂, NO_x, CO, Volatile Organic Compounds) ataupun partikulat. Polutan berupa partikulat tersuspensi, disebut juga PM (Particulate Matter) merupakan salah satu komponen penting terkait dengan pengaruhnya terhadap kesehatan. PM dapat diklasifikasikan menjadi 3; yaitu coarse PM (PM kasar atau PM2,5-10) berukuran 2,5-10 μm, bersumber dari abrasi tanah, debu jalan (debu dari ban atau kampas rem), ataupun akibat agregasi partikel sisa pembakaran. Partikel seukuran ini dapat masuk dan terdeposit di saluran pernapasan utama pada paru (trakheobronkial); sedangkan fine PM (<2,5 μm) dan ultrafine (<0,1 μm)berasal dari pembakaran bahan bakar fosil dan dapat dengan mudah terdeposit dalam unit terkecil saluran napas (alveoli) bahkan dapat masuk ke sirkulasi darah sistemik. Klasifikasi berdasarkan ukuran ini juga terkait dengan akibat buruk partikel tersebut terhadap kesehatan sehingga WHO dan juga US Environmental Protection Agency menetapkan standar PM dan polutan lain untuk digunakan sebagai dasar referensi.

Tabel Standar polutan udara menurut EPA

Pollutan	Waktu
PM10 (μg/m3)	150 (/24jam) 50 (/tahun)
PM2,5 (μg/m3)	65 (/24 jam) 15 (/tahun)
Ozone (ppm)	0.12 (/1jam) 0.08 (/8 jam)
NO2 (ppm)	0.053 (/tahun)
SO2 (ppm)	0.14 (/24 jam) 0.03 (/tahun)

Pengaruh polusi udara terhadap kesehatan jangka pendek dan jangka panjang

Pajanan jangka pendek

Perawatan di rumah sakit, kunjungan ke Unit Gawat Darurat atau kunjungan rutin dokter, akibat penyakit yang terkait dengan respirasi (pernapasan) dan kardiovaskular.
Berkurangnya aktivitas harian akibat sakit
Jumlah absensi (pekerjaan ataupun sekolah)
Gejala akut (batuk, sesak, infeksi saluran pernapasan)
Perubahan fisiologis (seperti fungsi paru dan tekanan darah)

Pajanan jangka panjang

Kematian akibat penyakit respirasi/pernapasan dan kardiovaskular
Meningkatnya Insiden dan prevalensi penyakit paru kronik (asma, penyakit paru osbtruktif kronis)
Gangguan pertumbuhan dan perkembangan janin
Kanker

Sumber: WHO dan ATS (American Thoracic Society) 2005

Gas Karbon monoksida (CO)

Gas karbon monoksida (CO) di atmosfer dalam keadaan normal konsentrasinya sangat sedikit sekitar 0,1 ppm. Di daerah perkotaan dengan aktifitas penggunaan kendaraan bermotor dan industri yang padat, kkonsentrasi gas CO dapat mencapai 10 – 15ppm. Gas CO di dalam paru-paru bereaksi dengan hemoglobin pada sel darah merah yang dapat menghalangi pengangkutan oksigen ke seluruh bagian tubuh.

Konsentrasi gas CO di udara (ppm)	Konsentrasi COHb dalam darah (%)	Gangguan pada tubuh
3	0,98	Tidak ada
5	1,30	Belum begitu terasa
10	2,10	Gangguan sistem saraf sentral
20	3,70	Gangguan panca indera
40	6,90	Gangguan fungsi jantung
60	10,10	Sakit kepala
80	13,30	Sulit bernafas
100	16,50	Pingsan hingga kematian

Tabel: Konsentrasi gas CO di udara dan pengaruhnya pada tubuh manusia bila kontak terjadi pada waktu cukup lama

(Sumber : Ernawati dkk. 2008)

Dampak yang ditimbulkan adalah :

a) Pusing/sakit kepala

b) Rasa mual

c) Pingsan (ketidak sadaran)

d) Kerusakan jaringan otak

e) Sesak nafas

f) Kematian

g) Gangguan pada kulit

h) Gangguan penglihatan (efek jangka panjang)

Gas sulfur oksida (SO), precursor ozon dan nitrogen oksida (NO)

Dampak negatif adanya penigkatan konsentrasi gas SO dan NO adalah :

a) Iritasi mata

b) Radang saluran pernafasan

c) Gangguan pernafasan kronis (bronkitis, emfisema dan asma)

d) Gangguan pada tumbuhan hingga kematian tumbuhan

e) Hujan Asam

f) Efek Rumah Kaca

Materi partikulat

Materi partikulat adalah partikel-partikel yang berukuran kecil seperti serbuk batu bara, serbuk kayu, serbuk batu, serbuk pasir, serbuk kapas, serbuk kwarsa, serbuk asbes. Materi partikulat banyak terdapat di daerah industri, pertambangan, daerah perkotaan yang padat penduduk dan daerah konstruksi (pembangunan gedung). Dampak yang ditimbulkan adalah penyakit paru mulai dari peradangan hungga kangker paru-paru. Materi partikulat yang lain adalah timbal (Pb) yang bersifat toksit (racun). Timbal yang masuk ke dalam tubuh dan sudah terakumulasi dalam kosentrasi tertentu dapat menyebabkan :

a) menyerang berbagai sistem tubuh seperti sistem pencernaan dan sistem syaraf.

b) Radang paru-paru sampai kanker paru-paru

c) Gangguan jantung

d) Gangguan ginjal

e) Keterbelakangan mental pada anak-anak

f) Gangguan kesehatan pada hewan

Zat-zat penyebab kanker

Zat-zat penyebab kanker banyak ditemukan dalam ruangan atau jenis polutan udara dalam ruangan (indoor air pollutants). Jika konsentrasinya berlebih akan menyebabkan kanker. Polutan udara dalam ruangan antara lain:

a) kloroform

b) para-diklorobenzena

c) tetrakloroetilen

d) trikloroetan

e) radioaktif (Radium (Ra))

Asbut (asap kabut)

Asap kabut atau disingkat asbut (smog adalah singkatan dari smoke (asap) dan fog (kabut)). Istilah ini muncul sekitar awal abad 20, ketika itu asap dan kabut tebal menyelimuti kota London dampak dari revolusi industri besar-besaran di kota tersebut. Berdasarkan jenis polutan penyebabnya:

a) Asbut industri

Plolutan penyebab asbut industri adalah sulfur oksida (SO) dan materi partikulat yang berasal dari pembakaran bahan bakar fosil oleh industri. Materi partikulat yang terkandung dalam asbut industri menyebabkan warnanya menjadi keabu-abuan.

b) Asbut fotokimia

Polutan utama penyebab asbut foto kimia adalah senyawa gas nitrogen oksida (NO) yang berasal dari asap kendaraan bermotor dan senyawa hidrokarbon yang berasal dari berbagai sumber. Gas nitrogen oksida dan hidrokarbon diudara mengalami reaksi fotokimia membentuk ozon (O₃). Ozon diudara juga dapat bereaksi dengan polutan udara lainnya membentuk senyawa-senyawa jenis polutan sekunder yang berbahaya bagi kesehatan manusia dan lingkungan. Nitrogen oksida diudara menyebabkan asbut fotokimia berwarna kecoklatan. Asap kabut/ asbut dapat mengganggu penglihatan dan pernafasan.

Tabel: Zat-zat polutan yang dapat menyebabkan penyakit

Nama Zat	Sumber	Nama Penyakit
Kadmium (Cd)	Cd adalah logam berat yang banyak digunakan oleh industri seperti: pabrik pipa PVC, pabrik pengolahan karet, pabrik kaca	Keracunan Cd dapat menyebabkan kerusakan organ ginjal dan hati, mempengaruhi otot polos pembuluh darah, tekanan darah tinggi menyebabkan gagal jantung.
Kobalt (Co)	Di industri sebagai bahan campuran untuk membuat magnet, alat pemotong, alat penggiling, mesin pesawat terbang, pewarna kaca, keramik dan cat	Keracunan kobalt merusak kelenjar tiroid (gondok), menyebabkan kekurangan hormon hasil kelenjar gondok.Menyebabkan gagal jantung dan endema (pembengkakan jaringan akibat kelebihan cairan dalam sel)
Merkuri (Hg)	Dalam industri, merkuri digunakan untuk proses pembuatan klorin. Merkuri juga terdapat dalam baterai, cat, plastik, termometer, lampu tabung, kosmetik, dan hasil pembakaran batu bara	Merkuri masuk ke tubuh manusi bisa melalui konsumsi ikan yang tercemar merkuri. Pada ibu hamil, menyebabkan bayi cacat mental. Dalam waktu lama bisa menyebabkan kerusakan ginjal, saraf dan jantung.
Timbal (Pb)	Limbah Pb berasal dari rembesan sampah kaleng yang mengandung timbal, cat yang mengandung timbal, bahab bakar yang bertimbal, pestisida, korosi pipa yang mengandung timbal.	Pb dengan konsentrasi >15 mg/l dalam darah berbahaya bagikesehatan.Pada wanita hamil, keracunan Pb menyebabkan keguguran, kelahiran prematur, atau kematian janin. Pada anak-anak menyebabkan cacat mental dan gangguan fisik. Pada orang dewasa menyebabkan hipertensi.
Senyawa Organik Berklorin	Senyawa berklorin antara lain adalah dikloro-difenil-trikloroetana (DDT), aldrin, heptaklor dan klordan sebagai bahan pestisida. Senyawa ini biasa diapakai untuk membasmi serangga dan hama. Senyawa industri adalah poliklorinasi bifenil (PCB) dan dioksin. DDT dan PCB dialam dapat mengalami magnifikasi biologi saat memasuki rantai makanan atau senyawa tersebut terakumulasi dalam makhluk hidup dan konsentrasinya meningkat pada makhluk hidup dan konsentrasinya terus meningkat pada mkhluk hidup yang berada di posisi lebih atas pada rantai makanan. Berarti manusia adalah makhluk yang sangat beresiko menerima senyawa-senyawa tersebut.	Senyawa berklorin bersifat persisten di alam terakumulasi dalam tubuh yang berbahaya bagi tubuh. Senyawa berklorin menyebabkan kerusakan berbagai organ, terutama hati dan ginjal dan dapat menimbulkan kanker.

Referensi:

Take a Chance and Make a Change

Review Jurnal Pemilihan Katalis yang Ideal

Dampak Polusi Udara terhadap Kesehatan Manusia dan Lingkungan

Blogroll