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
