commit to user
22
2.2.2. Mekanisme Reaksi
Reaksi katalitik berlangsung dalam 5 tahap sebagai berikut: 1. Difusi dari molekul zat pereaksi pada permukaan katalis
2. Adsorbsi dari zat pereaksi pada permukaan 3. Reaksi pada permukaan
4. Desorpsi dari zat hasil pada permukaan 5. Difusi dari zat hasil ke dalam fase gas.
Dalam hal ini langkah 1 dan 5 dapat diabaikan karena kecepatan difusinya sangat cepat.
Model mekanisme reaksi: Reaksi Utama:
CH
3
CH
2
OH CH
3
CHO + H
2
A B C
Adsorpsi : A + S AS
Reaksi permukaan : AS BS + C
Desorpsi : BS B + S
Penyusunan persamaan kecepatan reaksi :
B C
A
P k
k rs
. .
.
2 2
Cu-Cr
k
1
k-
1
k
2
k-
2
k
3
k-
3
commit to user
23
V A
A
P k
k kad
.
1 1
v P
kad
A A
. .
v B
B
P k
k kd
3 3
v P
k
B d
B
. .
1
V B
A
1 .
. .
.
V B
V A
v P
kd P
kad
1 1
. .
B A
V
P kd
P kad
1 .
. 1
B A
P kd
P kad
v
B C
A
P k
k rs
. .
.
2 2
v P
kd P
k P
kad k
B C
V A
. .
. .
. .
.
2 2
Ke kd
k kad
k P
kd P
kad P
P k
k P
kd P
kad P
kad k
B A
B C
d B
A A
. .
1 .
. 1
. .
. .
1 .
. 1
. .
.
2 2
2 2
k kad
k P
k P
kad Ke
P P
P kad
k
B d
A C
B A
. .
. 1
. .
2 2
B d
A C
B A
P k
P kad
Ke P
P P
k .
. 1
.
2.2.3. Kondisi Operasi 1. Tinjauan Kinetika
Kecepatan reaksi pembentukan asetaldehida ditinjau dari segi kinetika dinyatakan sebagai berikut :
CH
3
CH
2
OH CH
3
CHO + H
2
A B C Persamaan kecepatan reaksi :
commit to user
24
rs =
B d
A C
B A
P k
P kad
Ke P
P P
k .
. 1
.
dengan: lnk = 17.900 – 5810,5T
lnKad = -1.175 + 1166,6T lnKd = 1.057 + 690,2T
lnKe = 11.82 – 6189,1T The Canadian Journal of Chemical Engineering, vol.57, April,
1979
Keterangan : rs
: Kecepatan reaksi, mol kgcat.jam P
A
: Tekanan parsial etanol, atm P
B
: Tekanan parsial asetaldehida, atm P
C
: Tekanan parsial H
2
, atm k
: Konstanta kecepatan reaksi, jam
-1
K
AD
: Konstanta kesetimbangan adsorpsi, atm K
D
: Konstanta kesetimbangan desorpsi, atm T
: Temperatur, K
2. Tinjauan Termodinamika
Reaksi yang terjadi adalah : CH
3
CH
2
OH
g
CH
3
CHO
g
+ H
2g
ΔHr
298
= ΔHf
o produk
- ΔHf
o reaktan
= -39,72 – -54,23 = 15 kkal
commit to user
25
Ternyata ΔH menunjukkan harga positif, maka reaksinya bersifat
endotermis. Apabila ditinjau dari energi Gibbs
ΔGf
o
: Gf
o
C
2
H
5
OH = - 31.46 kkalmol
Gf
o
C
2
H
4
O = - 40,23 kkalmol
Gf
o
H
2
= 0 kkalmol ΔGf
o
= ΔGf
o produk
- ΔGf
o reaktan
= -40,23 + 0 – -31,46 = -8,77 kkal
ΔGf
o
= -RT ln K K
298
= exp ΔGf
o
RT = exp -8,77 0,001987298
= 2.706.148,164
2.3. Diagram Alir Proses