oksidasi - HMTK UPN V Yogya

OKSIDASI
MKA PROSES KIMIA
OLEH
SRI WAHYU MURNI
PRODI TEKNIK KIMIA FTI
UPN “VETERAN’ YOGYAKARTA
Tipe-tipe proses oksidasi:
1. Dehidrogenasi
C2H5OH + ½ O2
O
CH 3 C
etanol
+ H2O
H
asetaldehida
2. Pemasukan Atom Oksigen
O
CH 3 C
O
H + ½ O2
CH 3 C OH
asetaldehida
asam asetat
3. Gabungan Dehidrogenasi dan Pemasukan
Oksigen
O
CH4 + O2
+ H2O
H C H
metana
formaldehida
Tipe-tipe proses oksidasi (lanjutan)
4. Dehidrogenasi diikuti Kondensasi Molekuler
2 C6H6 + ½ O2
C6H5- C6H5 + H2O
benzena
diphenil
5. Dehidrogenasi, pemasukan oksigen dan
pemecahan radikal karbon
C10H8 + 4½ O2
C8H4O3 + H2O + 2 CO2
naftalena
phtalat anhidrid
6. Oksidasi tidak langsung melalui hasilOantara
C6H5CH3
toluena
C6H5CCl3
trikloro toluena
C 6 H5 C OH
asam benzoat
Tipe-tipe proses oksidasi (lanjutan)
7. Oksidasi olefin menjadi derivat hidroksi dan berubah menjadi
aldehid dan asam karboksilat
O
CH 3 (CH2 ) 7 CH CH (CH2 ) 7 C OH
KMnO4
basa
Asam
OH OH
O
CH 3 (CH2 ) 7 CH CH (CH2 ) 7 C OH
Asam
oleat
O
CH 3 (CH2 ) 7 CH CH (CH2 ) 7 C OH
Asam oleat
Na2Cr2O7
asam
CH 3 (CH2 ) 7
dihidroksi oleat
O
C OH
+
Asam pelargonat
O
O
HO C (CH2 ) 7 C OH
Asam azelat
Tipe-tipe proses oksidasi (lanjutan)
8. Peroksidasi
2 C6H5COCl +
benzoil klorida
O
Na2O2
O
C 6 H5 C O O C C 6H5
benzoil peroksida
+ NaCl
9. Oksidasi senyawa amino menjadi azobenzena, paminophenol atau nitrobenzena
10. Oksidasi senyawa sulfur oleh asam permanganat
Pada pembuatan : sulfonat, tetranal, trional dari (CH3)2C(SC2H5)2 atau
(CH3)(C2H5)C(SC2H5) atau (C2H5)2 C(SC2H5)2,
S dioksidasi menjadi SO3H
Bahan Pengoksidasi
1. Permanganat
Dapat digunakan pada kondisi reaksi asam, basa atau netral.
• Larutan basa
K2Mn2O8 + H2O
2MnO2 + 2KOH + 3O
• Larutan netral
Untuk menetralkan KOH yang terbentuk dipakai CO2 atau MgSO4
• Larutan asam
Dengan menambahkan larutan asam ( H2SO4 atau asam asetat)
maka daya oksidasinya lebih besar dari kondisi basa atau netral.
Digunakan untuk mengoksidasi senyawa yang stabil.
KMnO4 + 3H2SO4
2MnSO4 + K2SO4 + H2O + 5O
Bahan Pengoksidasi (lanjutan)
2. Dikromat
K2Cr2O7 + 4H2SO4
Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 4 H2O + 3O
3. Larutan Asam Kromat
Kromat anhidrid dilarutkan dalam asam asetat
CrO3
Cr2O3 + 3O
5. Asam atau Garam hipoklorit
Asam hipoklorit tidak stabil dan sangat mudah terurai
membebaskan oksigen. LiOCl, NaOCl, HOCl, Ca(OCl)2
5. Natrium klorit dan klorindioksida
6. Klorat atau asam klorat (HClO3)
Bahan Pengoksidasi (lanjutan)
7. Peroksida
a. Timbal peroksida (PbO2)
b. Mangan peroksida (MnO2)
c. Hidrogen peroksida (H2O2)
d. Sodium peroksida (Na2O2)
8. Asam nitrat dan Nitrogen tetraoksida (N2O4)
•Asam nitrat tidak baik dipakai sebagai oksidator
sebab berfungsi pula sebagai zat penitrasi. Baik
digunakan untuk zat yang sudah dinitrasi.
Bahan Pengoksidasi (lanjutan)
9. Garam-garam Tembaga
10.Gabungan Alkali
11.H2SO4 berasap (oleum)
12.Ozon (O3)
13.Oksigen
• Oksigen dapat diperoleh dari udara atau oksigen
murni.
• Paling murah, tetapi sukar dikontrol. Pada suhu biasa
bereaksi sangat lamnbat. Untuk mempercepat reaksi
dipakai katalisator.
Kinetika dan Termodinamika
• Proses oksidasi adalah eksotermis. Tidak perlu
menyempurnakan reaksi , bahkan harus dibatasi sebab
kesetimbangan terletak di kanan, kecuali proses
dehidrogenasi.
• Disamping itu oksidasi diikuti oleh pembentukan CO , CO2
atau keduanya.
• Oleh karenanya reaksi perlu dibatasi dengan cara :
–
–
–
–
membatasi lama reaksi
mengontrol suhu reaksi
membatasi jumlah oksidator/O2
digunakan katalisator agar reaksi oksidasi dapat berlangsung
pada suhu rendah menjadi hasil langsung yang diinginkan.
Proses Oksidasi menggunakan Bahan
Pengoksidasi
• Kekuatan bahan pengoksidasi tidak hanya bergantung pada
sifat oksidatornya tetapi juga dipengaruhi oleh faktor
konsentrasi, suhu dan konsentrasi ion hidrogen.
• Senyawa dioksidasi dengan bahan pengoksidasi yang berbeda
hasilnya berbeda. Jadi untuk mendapatkan suatu produk
diperlukan oksidator dan kondisi proses tertentu.
Contoh : Oksidasi anilin
Bahan pengoksidasi
MnO2 dalam H2SO4
K2Cr2O7 dalam H2SO4 encer
KMnO4 asam
KMnO4 basa
KMnO4 netral
Produk
quinon
quinon
Anilin black
Azobenzena + NH3
Azobenzena + nitrobenzena
Proses Oksidasi Menggunakan Oksigen
• Oksigen biasanya berasal dari udara, jadi murah; namun demikian
pengontrolan sulit dilakuakan.
• Untuk memperbesar laju reaksi ditambahkan katalisator.
• Oksigen harus dibatasi agar tidak terjadi reaksi oksidasi sempurna
membentuk CO2 atau dengan kata lain rasio bahan/oksigen diatur.
• Untuk mengurangi pembentukan CO2 ditambahkan H2O atau H2.
• Proses Oksidasi dilakukan pada fase cair dan gas.
Bahan baku
Anilin
etilena
isoeugenol
asetaldehid
etanol
toluen
Bahan Pengoksidasi
MnO2 dalam asam sulfat
KMnO4 katalis : Mo
Dikromat
Oksigen katalis : Na-asetat
Oksigen katalis :
MnO2
Asam kromat
Produk
quinon
Etilena glikol
Vanilin
Asam asetat
benzaldehid
Asam benzoat
• Contoh –contoh Proses Oksidasi Fase Cair
Bahan baku
Anilin
etilena
isoeugenol
asetaldehid
etanol
toluen
Bahan Pengoksidasi
MnO2 dalam asam sulfat
KMnO4
katalis : Mo
Dikromat
Oksigen
katalis : Na-asetat
Oksigen katalis :
MnO2
Asam kromat
Produk
quinon
Etilena glikol
Vanilin
Asam asetat
benzaldehid
Asam benzoat
Contoh –contoh Proses Oksidasi Fase Gas
Bahan baku Bahan Pengoksidasi
metanol
Oksigen katalis : Cu
etanol
Oksigen
katalis : perak (Ag)
metana
Oksigen katalis : Cu-CuO
etilena
Oksigen katalis : Ag
propilena
Oksigen katalis : CuO
benzena
Oksigen katalis : oksida
logam
Toluen
Oksigen : katalis V2O3
Etil benzena
Oksigen Katalis : ZnO
Produk
formaldehid
asetaldehid
Formaldehid
Etilena oksida
akrolein
Phenol, quinon, asam maleat
Benzaldehid, hasil samping : asam
benzoat, asam maleat, antraquinon
stirena