© Manufacture of Ferrous Sulfat from Fe dan H2SO4

Besi sulfat menunjukkan kisaran garam dengan rumus FeSO₄·xH₂O. Senyawa ini paling umum ada sebagai heptahidrat (x = 7) tetapi dikenal untuk beberapa nilai x. Bentuk terhidrasi digunakan secara medis untuk mengobati kekurangan zat besi, dan juga untuk aplikasi industri. Dikenal sejak zaman kuno sebagai tembaga dan sebagai vitriol hijau (vitriol adalah nama kuno untuk sulfat), heptahidrat biru-hijau (hidrat dengan 7 molekul air) adalah bentuk paling umum dari bahan ini. Semua besi sulfat larut dalam air menghasilkan kompleks aquo [Fe(H₂O)₆]²⁺ yang sama, yang memiliki geometri molekul oktahedral dan bersifat paramagnetik. Nama copperas berasal dari masa ketika tembaga(II) sulfat dikenal sebagai copperas biru, dan mungkin dalam analogi, besi(II) dan seng sulfat masing-masing dikenal sebagai copperas hijau dan putih.

Itu ada dalam Daftar Obat Esensial Organisasi Kesehatan Dunia, obat paling aman dan paling efektif yang dibutuhkan dalam sistem kesehatan. Pada tahun 2018, itu adalah obat yang paling sering diresepkan ke-94 di Amerika Serikat, dengan lebih dari 8 juta resep.

Penggunaan

Secara industri, besi sulfat terutama digunakan sebagai prekursor senyawa besi lainnya. Ini adalah zat pereduksi, dan dengan demikian berguna untuk mereduksi kromat dalam semen menjadi senyawa Cr(III) yang kurang beracun. Secara historis, besi sulfat digunakan dalam industri tekstil selama berabad-abad sebagai fiksatif pewarna. Hal ini digunakan secara historis untuk menghitamkan kulit dan sebagai konstituen dari tinta empedu besi. Pembuatan asam sulfat ('minyak vitriol') dengan distilasi vitriol hijau (Besi(II) sulfat) telah dikenal setidaknya selama 700 tahun.

Penggunaan medis

Artikel utama: Suplemen zat besi

Pertumbuhan tanaman

Besi(II) sulfat dijual sebagai ferrous sulfate, suatu amandemen tanah untuk menurunkan pH tanah alkalin yang tinggi sehingga tanaman dapat mengakses nutrisi tanah.

Dalam hortikultura digunakan untuk mengobati klorosis besi. Meskipun tidak secepat EDTA besi, efeknya lebih tahan lama. Itu bisa dicampur dengan kompos dan digali ke dalam tanah untuk membuat gudang yang bisa bertahan selama bertahun-tahun. Ini juga digunakan sebagai kondisioner rumput, dan pembunuh lumut.

© 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.

© Manufacture of Carbon Black from Methane

Sejarah Karbon Hitam

Karbon hitam disebut "jelaga" di barat dan "shouen" di timur. Pada tahun 1740-an, produksi tanaman dimulai di Amerika Serikat, dan karena metode produksi yang digunakan, maka disebut "lampblack".Istilah "karbon hitam" berasal dari tahun 1870-an, ketika produk yang dibuat dari gas alam dijual dengan nama ini. Dan sejak itu nama itu berlaku. 

Proses Pembuatan Karbon Hitam

Karbon hitam dihasilkan dengan membakar minyak atau gas dengan banyak oksigen di dalam tungku besar. Dinding tungku yang dilapisi batu bata menjadi sangat panas karena oksigen dan minyak terbakar. Dengan memvariasikan jumlah minyak dan udara, suhu internal tungku dapat diubah, yang memungkinkan manipulasi ukuran partikel dan koneksi partikel dari karbon hitam yang dihasilkan. 

Waktu yang dibutuhkan untuk menghasilkan karbon hitam dari minyak sangat singkat sehingga tidak dapat dikonfirmasi oleh mata manusia. 

Metode Tungku Minyak

Metode tungku adalah metode produksi karbon hitam yang menggunakan dekomposisi termal berkelanjutan bahan baku menggunakan panas yang dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar dan udara. Untuk menahan suhu tinggi, bagian reaksi khusus dilapisi dengan bahan tahan panas. Udara panas dan bahan bakar (minyak) dimasukkan ke bagian ini untuk menjalani pembakaran sempurna, yang meningkatkan suhu hingga 1300 derajat. Ketika atmosfer bersuhu tinggi terbentuk, minyak bahan baku terus diatomisasi untuk dekomposisi termal.Gas bersuhu tinggi dengan karbon hitam yang terbentuk di hilir reaktor diatomisasi dengan air untuk menurunkan suhunya dengan cepat hingga 1000 derajat, yang menghentikan reaksi. Waktu antara pembentukan karbon hitam dan akhir reaksi sangat singkat—umumnya sekitar beberapa milidetik hingga 2 detik. 

© Manufacture of Adiponitrile from Adipic Acid and Ammonia

Adiponitril adalah senyawa organik dengan rumus (CH₂)₄(CN)₂. Dinitril ini, cairan kental, tidak berwarna, merupakan prekursor penting untuk polimer nilon 66. Pada tahun 2005, sekitar satu juta ton diproduksi.

Karena nilai industri adiponitril, banyak metode telah dikembangkan untuk sintesisnya. Rute industri awal dimulai dari furfural dan kemudian dengan klorinasi butadiena untuk menghasilkan 1,4-dikloro-2-butena, yang dengan natrium sianida, diubah menjadi 3-heksedinitril, yang pada gilirannya dapat dihidrogenasi menjadi adiponitril:

ClCH₂CH=CHCH₂Cl + 2 NaCN → NCCH₂CH=CHCH₂CN + 2 NaCl

NCCH₂CH=CHCH₂CN + H₂      → NC(CH₂)₄CN

Adiponitril juga telah dihasilkan dari asam adipat, melalui dehidrasi diamida, tetapi rute ini jarang digunakan.

Mayoritas adiponitrile dibuat oleh hidrosianasi butadiena yang dikatalisis nikel, seperti yang ditemukan di DuPont, dipelopori oleh Drinkard. Reaksi bersihnya adalah:

CH₂=CHCH=CH₂ + 2 HCN    →    NC(CH₂)₄CN

Proses ini melibatkan beberapa tahap, yang pertama melibatkan monohidrosianasi (penambahan satu molekul HCN), menghasilkan isomer pentenenitril serta 2- dan 3-metilbutenanitril. Nitril tak jenuh ini kemudian diisomerisasi menjadi 3-dan 4-pentenenitril. Pada tahap akhir, pentenenitril ini mengalami hidrosianasi kedua, dalam arti anti-Markovnikov, untuk menghasilkan adiponitril.

3-pentenenitrile, terbentuk pada hidrosianasi pertama, dapat mengalami metatesis alkena untuk menghasilkan disianobutena, yang siap dihidrogenasi seperti dijelaskan di atas. Produk sampingan yang berguna dari produksi adiponitril adalah 2-metilglutaronitril.

Rute industri besar lainnya melibatkan hidrodimerisasi, mulai dari akrilonitril:

2 CH₂=CHCN + 2 e− + 2 H+   →    NCCH₂CH₂CH₂CH₂CN

Kopling elektrolitik akrilonitril ditemukan di perusahaan Monsanto.

Aplikasi

Hampir semua adiponitril dihidrogenasi menjadi 1,6-diaminoheksana untuk produksi nilon:

NC(CH₂)₄CN + 4 H₂    → H₂N(CH₂)₆NH₂

Seperti nitril lainnya, adiponitril rentan terhadap hidrolisis. Namun asam adipat yang dihasilkan lebih murah disiapkan dengan rute lain.

© Manufacture of Glutaraldehyde from Acrolein and Vinyl Ethyl Ether

Glutaraldehida, dijual dengan merek Cidex dan Glutaral antara lain, adalah desinfektan, obat-obatan, pengawet, dan fiksatif. Sebagai disinfektan, digunakan untuk mensterilkan instrumen bedah dan area lain di rumah sakit. Sebagai obat, digunakan untuk mengobati kutil di bagian bawah kaki. Glutaraldehida diaplikasikan sebagai cairan.

Efek samping termasuk iritasi kulit. Jika terkena dalam jumlah besar, mual, sakit kepala, dan sesak napas dapat terjadi. Peralatan pelindung direkomendasikan saat digunakan, terutama dalam konsentrasi tinggi. Glutaraldehid efektif melawan berbagai mikroorganisme termasuk spora. Glutaraldehida adalah dialdehida. Ia bekerja dengan sejumlah mekanisme.

Glutaraldehida mulai digunakan secara medis pada tahun 1960-an. Itu ada dalam Daftar Obat Esensial Organisasi Kesehatan Dunia. Ada sejumlah kegunaan komersial lainnya seperti penyamakan kulit.

Penggunaan

Disinfeksi

Glutaraldehida digunakan sebagai disinfektan dan obat-obatan. Biasanya digunakan sebagai larutan, digunakan untuk mensterilkan instrumen bedah dan area lainnya.

Fiksatif

Glutaraldehida digunakan dalam aplikasi biokimia sebagai pengikat silang homobifungsional amina-reaktif dan fiksatif sebelum SDS-PAGE, pewarnaan, atau mikroskop elektron. Ini membunuh sel dengan cepat dengan menghubungkan protein mereka. Biasanya digunakan sendiri atau dicampur dengan formaldehida sebagai yang pertama dari dua proses fiksatif untuk menstabilkan spesimen seperti bakteri, bahan tanaman, dan sel manusia. Prosedur fiksasi kedua menggunakan osmium tetroksida untuk mengikat silang dan menstabilkan lipid membran sel dan organel. Fiksasi biasanya diikuti dengan dehidrasi jaringan dalam etanol atau aseton, diikuti dengan penanaman dalam resin epoksi atau resin akrilik.

Aplikasi lain untuk pengobatan protein dengan glutaraldehida adalah inaktivasi racun bakteri untuk menghasilkan vaksin toksoid, misalnya, komponen toksoid pertusis (batuk rejan) dalam vaksin Boostrix Tdap yang diproduksi oleh GlaxoSmithKline.

Dalam aplikasi terkait, glutaraldehid kadang-kadang digunakan dalam penyamakan kulit dan pembalseman.

Pengobatan kutil

Sebagai obat digunakan untuk mengobati kutil plantar. Untuk tujuan ini, larutan 10% b/v digunakan. Ini mengeringkan kulit, memfasilitasi pengangkatan kutil secara fisik. Nama dagang termasuk Diswart Solution dan Glutarol.

Akuarium Rumah

Glutaraldehida yang diencerkan dengan air sering dijual sebagai alternatif injeksi gas karbon dioksida untuk tanaman akuarium. Hal ini umumnya juga digunakan oleh aquariustsin dosis rendah sebagai algacide.

Keamanan

Efek samping termasuk iritasi kulit. Jika terkena dalam jumlah besar, mual, sakit kepala, dan sesak napas dapat terjadi. Peralatan pelindung direkomendasikan saat digunakan, terutama dalam konsentrasi tinggi. Glutaraldehid efektif melawan berbagai mikroorganisme termasuk spora.

Sebagai sterilan yang kuat, glutaraldehida bersifat toksik dan iritan yang kuat. Tidak ada bukti kuat tentang aktivitas karsinogenik. Beberapa pekerjaan yang bekerja dengan bahan kimia ini memiliki peningkatan risiko beberapa jenis kanker. 

Produksi dan reaksi

Sintesis glutaraldehida melalui reaksi Diels-Alder.

Glutaraldehida diproduksi secara industri oleh oksidasi siklopentena. Atau dapat dibuat dengan reaksi Diels-Alder dari akrolein dan vinil eter diikuti dengan hidrolisis.

Seperti banyak dialdehida lainnya, (misalnya, glioksal) dan aldehida sederhana (misalnya, formaldehida), glutaraldehid diubah dalam larutan berair menjadi berbagai hidrat yang pada gilirannya dikonversi menjadi spesies penyeimbang lainnya.

Glutaraldehida monomer berpolimerisasi melalui reaksi kondensasi aldol yang menghasilkan poli-glutaraldehid alfa, beta-tak jenuh. Reaksi ini biasanya terjadi pada nilai pH basa.

Sejarah dan budaya

Glutaraldehida mulai digunakan secara medis pada tahun 1960-an. Itu ada dalam Daftar Obat Esensial Organisasi Kesehatan Dunia, obat paling aman dan paling efektif yang dibutuhkan dalam sistem kesehatan. Ada sejumlah kegunaan komersial lainnya seperti penyamakan kulit.

Larutan glutaraldehid dengan konsentrasi 0,1% hingga 1,0% dapat digunakan sebagai biosida untuk desinfeksi sistem dan sebagai pengawet untuk penyimpanan jangka panjang. Ini adalah sterilan, membunuh endospora di samping banyak mikroorganisme dan virus.

Sebagai biosida, glutaraldehida adalah komponen cairan rekahan hidrolik ("fracking"). Ini termasuk dalam aditif yang disebut Alpha 1427. Pertumbuhan bakteri mengganggu ekstraksi minyak dan gas dari sumur ini. Glutaraldehida dipompa sebagai komponen cairan rekahan untuk menghambat pertumbuhan mikroba.

( https://en.wikipedia.org/wiki/Glutaraldehyde )

© Manufacture of Formaldehyde from Methana

Formaldehide merupakan bahan perantara untuk beberapa senyawa organik seperti aminio, phenolic resins dan slow release fertilizer. Sebagian besar hasil formaldehide digunakan untuk amino dan phenolic resins.

           Dalam bidang teknologi kimia yang lain, formaldehide merupakan bahan pembantu untuk textile finished, acetal resins, formaldehyde alcohol solution dan masih banyak lagi.

REAKSI KIMIA

Reaksi antara metana dengan udara dengan bantuan katalisator padat jenis vanadium pentaokside- silica ( V₂O₅-SiO₂ ) adalah sebagai berikut :

Reaksi utama :                       

                    CH₄  +  O₄       ===>   HCHO +   H₂O

Reaksi samping :                       

                    CH₄  + 1.5 O₂  ===>   CO   + 2 H₂O                        

                    CH₄  +   2 O₂   ===>   CO₂  + 2 H₂O

 Reaksi oksidasi metana dengan oksigen yang berasal dari udara berlangsung pada fasa gas dengan kondisi operasi tekanan atmosferis dan suhu sekitar 600°C. Dengan adanya katalisator padat V₂O₅-SiO_2, maka kecenderungan reaksi oksidasi yang mengarah pada pembentukan CO₂ akan dapat dikecilkan efeknya.

URAIAN PROSES

      Gas metana dialirkan dan dipanaskan di alat perpindahan panas dengan memanfaatkan gas panas hasil reaksi; pada bagian yang lain udara juga dialirkan dan dipanaskan di alat perpindahan panas dengan memanfaatkan gas panas hasil reaksi kemudian diumpankan ke dalam reaktor. Reaksi eksotermis maka suhu keluar akan lebih tinggi, oleh karena itu dapat dipakai untuk memanaskan umpan reaktor. Hasil reaksi yang mengandung formaldehide kemudian diumpankan ke dalam menara absorber untuk diserap dengan air sehingga diperoleh larutan formaldehide dengan konsentrasi 37%   (63 % air ) yang selanjutnya disimpan di tangki penyimpan produk

DIAGRAM ALIR PROSES

DATA UNTUK REAKTOR

Jenis: Reaktor FixedBed Multitubular

·      Kondisi operasi

                   Suhu                  :  600 - 750°C

                   Tekanan              :  ± 2.5 atm

                   Sifat reaksi          :  eksotermis

                   Kondisi proses    :  non adiabatis-non isotermal dengan pendingin HITEC

·      Katalisator

                   Jenis                     :   V₂O₅-SiO₂ (vanadium pentaokside- silica) 

                   Bentuk                  :  silinder

                   Ukuran                 :   0.22 in x 0.4  in                   

                   Bulk density,    ρB :  576 kg/m3

                   Particle density,ρp :  1200 kg/m3b/ft3

                   Void space              : 0.52

·      Kinetika reaksi

               

      Reaksi yang terjadi mengikuti persamaan reaksi sebagai berikut:

           CH₄    +  ½  O₂       ===>     HCHO  +   H₂O

            Kecepatan reaksi :

     

     r_A = k₁.p_A .p_B

     k₁ = 1.381 x 10⁵  exp( -11170 ) 

       

dengan :

r_A     = kecepatan reaksi            , kmol/j.kg kat

k1     = konstanta kec. reaksi     , kmol/j/kg kat.atm² 

T      = suhu                               , K

p_A    = tekanan parsial methane, atm

p_B    = tekanan parsial oksigen , atm

Data US Patent untuk proses pembuatan Formaldehide dari methana sangat banyak salah satunya adalah United States Patent 2102160, 14 Desember 1937 dengan label Process for the production of formaldehyde from methane

Ada juga United States Patent 3996294, 7 Desember 1976 dengan label Oxidizing methane to formaldehyde

Senin,4 Zulqaidah 1442 H / 14 Juni 2021 M