© Manufacture of Ethylene Oxide from Ethylene and Air

Etilen oksida adalah senyawa organik dengan rumus C₂H₄O. Ini adalah eter siklik dan epoksida paling sederhana: cincin beranggota tiga yang terdiri dari satu atom oksigen dan dua atom karbon. Etilen oksida adalah gas yang tidak berwarna dan mudah terbakar dengan bau yang agak manis. Karena merupakan cincin yang tegang, etilen oksida dengan mudah berpartisipasi dalam sejumlah reaksi adisi yang menghasilkan pembukaan cincin. Etilen oksida adalah isomer dengan asetaldehida dan dengan vinil alkohol. Etilen oksida diproduksi secara industri dengan oksidasi etilen dengan adanya katalis perak.

Reaktivitas yang bertanggung jawab atas banyak bahaya etilen oksida juga membuatnya berguna. Meskipun terlalu berbahaya untuk penggunaan rumah tangga langsung dan umumnya tidak dikenal oleh konsumen, etilen oksida digunakan untuk membuat banyak produk konsumen serta bahan kimia non-konsumen dan intermediet. Produk-produk tersebut antara lain deterjen, pengental, pelarut, plastik, dan berbagai bahan kimia organik seperti etilen glikol, etanolamin, glikol sederhana dan kompleks, eter poliglikol, dan senyawa lainnya. Meskipun merupakan bahan baku vital dengan aplikasi yang beragam, termasuk pembuatan produk seperti polisorbat 20 dan polietilen glikol (PEG) yang seringkali lebih efektif dan kurang beracun dibandingkan bahan alternatif, etilen oksida itu sendiri adalah zat yang sangat berbahaya. Pada suhu kamar merupakan gas yang mudah terbakar, karsinogenik, mutagenik, mengiritasi, dan anestesi.

Etilen oksida adalah disinfektan permukaan yang banyak digunakan di rumah sakit dan industri peralatan medis untuk menggantikan uap dalam sterilisasi alat dan peralatan yang peka terhadap panas, seperti jarum suntik plastik sekali pakai. Ini sangat mudah terbakar dan sangat eksplosif sehingga digunakan sebagai komponen utama senjata termobarik; oleh karena itu, biasanya ditangani dan dikirim sebagai cairan berpendingin untuk mengendalikan sifat berbahayanya. 

Sejarah

Etilen oksida pertama kali dilaporkan pada tahun 1859 oleh kimiawan Prancis Charles-Adolphe Wurtz, yang membuatnya dengan mengolah 2-kloroetanol dengan kalium hidroksida:

Cl–CH₂CH₂–OH + KOH    ====>   (CH₂CH₂)O + KCl + H₂O

© Manufacture of Carbon (Activated Carbon) from Coal

PENGANTAR

Karbon aktif dapat dibuat dari berbagai macam bahan sumber seperti batubara, tempurung kelapa dan kayu. Bahan sering hangus untuk mencapai karbon, diikuti oleh aktivasi kimia atau aktivasi oleh uap suhu tinggi. Ini menghasilkan karbon aktif dengan jaringan pori-pori yang luas dan luas permukaan yang sangat tinggi (kisaran tipikal adalah 300 hingga 2000 m2/g). Pori-pori menyediakan situs untuk adsorpsi kontaminan kimia dalam gas atau cairan.

AKTIVASI

Bahan seperti kayu, tempurung kelapa atau batu bara yang diaktifkan dengan uap terlebih dahulu dikarbonisasi untuk membuat arang. Karbonisasi dilakukan pada suhu sekitar 550 degC dalam atmosfer bebas oksigen. Proses ini menghilangkan semua senyawa organik yang mudah menguap dan meninggalkan karbon dan mineral (abu).

Aktivasi Uap

Aktivasi uap arang kemudian dilakukan pada suhu yang lebih tinggi (sampai 1000°C) dalam suasana uap. Reaksi aktivasi antara arang dan steam dapat digambarkan sebagai berikut:

        C + H₂O   =====>   CO + H₂

        C + CO₂   =====>   2 CO

Proses aktivasi dapat dikontrol untuk menghasilkan karakteristik produk tertentu. Konsentrasi uap, suhu, waktu aktivasi dan konsentrasi CO2 mempengaruhi perkembangan pori, yang pada gilirannya mempengaruhi distribusi ukuran pori dan tingkat aktivitas.

Aktivasi Kimia

Aktivasi arang dapat dilakukan dengan menggunakan bahan kimia selain steam. Contoh atmosfer aktivasi adalah nitrogen (N2) dan karbon dioksida (CO2) dengan atau tanpa melibatkan asam kuat (misalnya asam klorida) atau basa (kalium hidroksida). Bahan kimia yang berbeda menciptakan karakteristik karbon aktif yang berbeda.

Impregnasi

Impregnasi adalah proses di mana karbon aktif diperlakukan dengan reagen kimia yang bereaksi dengan berat molekul rendah atau gas polar seperti klorin, sulfur dioksida, formaldehida, dan amonia, mengikatnya pada karbon dan dengan demikian menghilangkannya dari aliran udara. Proses ini, biasanya disebut sebagai "chemisorption", mungkin melibatkan netralisasi atau reaksi katalisis.

Proses impregnasi harus dikontrol dengan hati-hati untuk memastikan tingkat pemuatan yang benar dan pemerataan reagen pada karbon, tanpa membatasi akses ke situs reaksi di dalam pori-pori. Sifat seperti aktivitas, kadar air, dan ukuran partikel mempengaruhi kinerja adsorben, dan dapat dikontrol untuk mengoptimalkan efisiensi filter dan masa pakai.

Bentuk Karbon Aktif

Ada tiga bentuk utama karbon aktif.