laporan satuan proses pembuatan asam klorida

LAPORAN PRAKTIKUM SATUAN PROSES PEMBUATAN ASAM KLORIDA SEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2014

MODUL PEMBIMBING

: PEMBUATAN ASAM KLORIDA : Rintis Manfaati, ST,. MT PEMBUATAN

: 17 April 2014

PENYERAHAN

: 24 April 2014

Oleh : Kelompok

: VII

Rita Inayah Wynne Raphaela

Nim (131424025) Nim (131424027)

1 A- D4 Teknik Kimia Produksi Produ ksi Bersih

PROGRAM STUDI D-IV TEKNIK KIMIA PRODUKSI BERSIH JURUSAN TEKNIK KIMIA POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2014

Pembuatan Asam Klorida | Kelompok VII D4-Teknik Kimia Produksi Bersih

LAPORAN PRAKTIKUM SATUAN PROSES



Modul Praktikum

: Pembuatan Asam klorida (HCl)



Nama Pembimbing

: Rintis Manfaati, ST,. MT



Tanggal Praktek

: 17 April 2014



Tanggal Penyerahan

: 24 April 2014

I.PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Asam klorida atau yang sering dikenal dengan HCl memiliki banyak manfaat, termasuk dalam skala laboratorium. Manfaat asam klorida di laboratorium di antaranya sebagai pembersih kerak, penetral dalam reaksi kimia organik dan anorganik, sebagai katalis untuk hidrolisis protein dan karbohidrat, penentu kadar basa di dalam larutan untuk titrasi, sebagai reaktan pada industry metal klorida, untuk treatment asam pada sumur minyak, dan dapat juga sebagai larutan standar sekunder. Sejak Revolusi Industri, senyawa ini menjadi sangat penting dan banyak digunakan untuk berbagai

tujuan, meliputi

produksi massal senyawa

kimia organik seperti vinil klorida

untuk plastik PVC dan MDI/TDI untuk poliuretana. Kegunaan kecil lainnya meliputi penggunaan dalam pembersih rumah, produksi gelatin, dan aditif makanan. Berdasarkan data statistik diketahui sekitar 20 juta ton HCl diproduksi setiap tahunnya. 1.2 Tujuan Percobaan o

» Mampu memahami reaksi, fasa reaksi, jenis reaksi dan kondisi operasi pembentukan HCl dengan bahan baku yang tersedi di laboratorium.

o

» Mampu merangkai reactor sederhana untuk pembentukan HCl.

o

» Mampu menghitung konsentrasi, massa, mol dan efisiensi prosesnya.

2


1.3 Teori Dasar Asam klorida adalah larutan akuatik dari gas hidrogen klorida (HCl).Ia adalah asam

kuat, dan merupakan komponen utama dalam asam lambung. Senyawa ini juga digunakan secara luas dalam industri. Asam klorida harus ditangani dengan wewanti keselamatan yang tepat karena merupakan cairan yang sangat korosif. Asam klorida (HCl) mempunyai sifat sangat korosif dan berbahaya bahgi kesehatan manusia bila kontak atau terserap ke dalam tubuh manusia. Asam klorida (HCl) mempunyai sifat sebagai berikut : 

HCl adalah gas tak berwarna , berbau merangsang menyerang hidung dan tenggorokan 0



HCl sukar dicairkan, cairannya membentuk titik didih – 85 C



Mempunyai densitas 1,181 g/mL, bersuhu kritis 51,45 0C dan tekanan kritis 81,51 atm 0



Bila gas HCl dilakukan dalam udara cair, gas HCl menjadi beku pada – 111,4 C



Gas HCl mudah larut dalam air



Pada 15 C kelarutannya 43% berat dan mempunyai kerapatan 1,231



Asam HCl teknis mengandung 39% berat dan kerapatamya 1,2

0

Asam klorida sebagai campuran dua bahan antara HCl dan H2O mempunyai titik didihkonstan azeotrop pada 20,2% HCl dan 108,6 °C (227 °F). Asam klorida memiliki empat titik eutektik kristalisasi-konstan, berada di antara kristal HCl·H2O (68% HCl), HCl·2H2O (51% HCl), HCl·3H2O (41% HCl), HCl·6H2O (25% HCl), dan es (0% HCl). Terdapat pula titik eutektik metastabil pada 24,8% antara es dan kristalisasidari HCl·3H2O. Ciri-ciri fisika asam klorida, seperti titik didih, titik leleh, massa jenis, dan pH tergantung pada konsentrasi atau molaritas HCl dalam larutan asam tersebut. Sifat-sifat ini berkisar dari .

larutan dengan konsentrasi HCl mendekati 0% sampai dengan asam klorida berasap 40% HCl

3


Massa Molaritas pH jenis

Konsentrasi

3

3

kg HCl/kg kg HCl/m Baumé kg/l

mol/dm

10%

104,80

6,6

1,048

2,87

20%

219,60

13

30%

344,70

32%

4

Kapasitas Tekanan Titik Titik Viskositas kalor uap didih leleh jenis mPa·s

kJ/(kg·K) Pa

°C

°C

−0.5 1,16

3,47

0,527

103

−18

1,098 6,02

−0,8 1,37

2,99

27,3

108

−59

19

1,149 9,45

−1,0 1,70

2,60

1.410

90

−52

370,88

20

1,159 10,17

−1,0 1,80

2,55

3.130

84

−43

34%

397,46

21

1,169 10,90

−1,0 1,90

2,50

6.733

71

−36

36%

424,44

22

1,179 11,64

−1,1 1,99

2,46

14.100

61

−30

38%

451,82

23

1,189 12,39

−1,1 2,10

2,43

28.000

48

−26

Tabel 1 Data Sifat Fisik Asam Klorida Berdasarkan Konsentrasi Suhu dan tekanan referensi untuk tabel di atas adalah 20 °C dan 1 atm (101,325 kPa). (http://id.wikipedia.org/asamklorida/)

Ada berbagai cara atau metode dalam pembuatan asam klorida dengan kemurnian sangat tinggi dapat dihasilkan dari reaksi : H2 + Cl2  2HCl (+184 kJ) Reaksi ini memiliki energy yang sangat panas. Sistem yang terjadi diasbord dengan air atau hal lainnya. o

Namun proses ini sangat eksotermis dengan suhu nyala > 2000 C, dengan bahan konstruksi reactor dari quartz atau grafit. Asam Klorida juga dihasilkan dari reaksi : NaCl

+ H2SO4  NaHSO4 + HCl

NaHSO4 + NaCl 2NaCl

 Na2SO4 + HCl

(HCl yang dihasilkan sedikit)

+ H2SO4  Na2SO4 + 2HCl


Asam korida yang dihasilkan sebagai produk samping industry proses sintesis senyawa organic proses klorinasi, contohnya pada industry alifatik dan aromatic klorohidrokarbon. Asam klorida yang dihasilkan sebagai produk samping proses ini memenuhi sekitar 90 % kebutuhan industry. Asam klorida diproduksi dalam bentuk larutan 38% HCl (pekat). Konsentrasi yang lebih besar daripada 40% dimungkinkan secara kimiawi dengan teknik sintesa langsung, namun laju penguapan sangatlah tinggi, sehingga penyimpanan dan penanganannya harus dilakukan dalam suhu rendah. Konsentrasi HCl yang paling optimal untuk pengantaran produk adalah 30% sampai dengan 34%.Kandungan asam klorida pada kebanyakan cairan pembersih umumnya berkisar antara 10% sampai dengan 12%. Cairan pembersih tersebut harus diencerkan terlebih dahulu sebelum digunakan. (hambudi, 2006). Asam klorida pekat (asam klorida berasap) akan membentuk kabut asam. Baik kabut dan larutan tersebut bersifat korosif terhadap jaringan tubuh, dengan potensi kerusakan pada organ pernapasan, mata, kulit, dan usus. Seketika asam klorida bercampur dengan bahan kimia oksidator

lainnya,

seperti natrium

hipoklorit

(pemutih

NaClO)

atau

kalium

permanganat (KMnO4), gas beracun klorinakan terbentuk. NaClO + 2 HCl → H2O + NaCl + Cl2

2 KMnO4 + 16 HCl → 2 MnCl 2 + 8H2O + 2 KCl + 5 Cl 2 Berikut penjelasan pembuatan Asam Klorida dengan beberapa cara, diantaranya: 1. Sintesa langsung

Dalam industri chlor-alkali, larutan brine (campuran NaCl dan air) dielektrolisis dan akan menghasilkan gas Klorin (Cl2), NaOH, dan Hidrogen (H2). Gas klorin murni dapat dikombinasikan dengan gas Hidrogen untuk menghasilkan gas HCl (Hydrogen Chloride). Cl2 (g) + H2 (g)  2 HCl (g) Karena reaksi ini sangat eksotermis, Instalasi penggabungan gas ini disebut HCl oven atau HCl burner . Suhunya dapat mencapai



o

2000 C.Gas HCl yang keluar akan

diabsorbsikan ke air menghasilkan HCl (Hydrochloric acid) murni. Reaksi ini dapat menghasilkan HCl (Hydrochloric acid) dengan tingkat kemurnian yang tinggi.

5


2. Sintesa Organik

Produksi terbesar HCl (Hydrochloric acid) berasal dari proses pembuatan senyawa organik yang mengandung klorin dan Fluor seperti Teflon, Freon, CFC, PVC dan lainlain. R-H + Cl2 R-Cl + HCl R-Cl + HF  R-F +HCl Gas HCl yang dihasilkan langsung dilarutkan dalam air, dan menghasilkan larutan HCl dengan standar teknik atau industri (technical or industry grade).

3. Metoda Laboratorium

HCl dapat dihasilkan dengan mencampurkan H2SO4 dengan NaCl. Reaksi yang terjadi ialah : NaCl + H2SO4 NaHSO4 + HCl Reaksi diatas terjadi pada temperature kamar. Dengan menambahkan NaCl ke dalam o

generator dan dipanaskan pada suhu diatas 200 C, reaksinya akan menjadi : NaCl + NaHSO4 HCl + Na2SO4

Di industri,dengan pertimbangan nilai ekonomis dan untuk menghasilkan keuntungan maksimal, asam klorida ini diproduksi kebanyakan dilakukan dengan metoda ketiga yakni dengan bahan baku garam dapur,asam sulfat pekat,dan batu bara sebagai bahan bakar untuk menciptakan suasana yang optimum untuk berjalannya reaksi secara keseluruhan. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut : NaCl + H2SO4

 NaHSO4 + HCl

Pada suhu panas terjadi reaksi: 2NaCl + H2SO4

 Na2SO4 + 2HCl

Garam natrium sulfat (Na2SO4) ditampung di bawah dapur dan gas hidrogen klorida didinginkan dan direaksikan dengan air, maka terjadilah asam klorida cair.

6


II.

Alat dan Bahan 2.1 Alat-alat dan bahan Alat

Bahan

Scrubber 2 buah

Natrium klorida (NaCl) 50 gram

Hotplate

Asam sulfat (H2SO4) 98% pekat

Magnetic stirrer

Larutan NaOH 0,1 N

Buret 50 mL 1 buah

Indikator PP

Corong Kaca 1 buah

vaselin

Erlenmeyer 250 ml 2 buah

aquadest

Corong tetes pada probe karet Selang silicon tahan asam Gelas ukur 100 ml

7


2.2 Flowsheet Kerja Erlenmeyer 250 ml

Amati Proses

Corong bervolume

HCl yang terikat di Tabungreaktor 1

air dalam reaktor

Ambil 10 ml, Encerkan hingga 100 ml dilabu takar

Tabung reaktor 2

Titrasi dg NaoH 0,1 N Titrasi deg NaoH 0,1 N

3 tetes pp

Mencatat volum NaoH Mencatat volum NaoH

Menghitung efisiensi HCl

Note : setiap sambungan reactor menggunakan vaselin, reactor dirakit dan digunakan di lemari asam, tabung reactor pertama saluran HCl harus tenggelam didalam air, gunakan stirrer bar yang besar, pakai perlengkapan safety.

8


III.

Data Pengamatan

3.1 Tabel Data Pengamatan

No. 1.

Komponen

Keterangan

NaCL

2. H2SO4 pekat

Berat (gr)

: 50 gram

Volume (ml)

: 30 ml

Konsentrasi (%)

: 98 %

Berat Jenis (gr/ml)

: 1,84 gr/ml

Volume larutan (ml) : 10 ml

3.

HCl Volume NaOH 0,1 N titrasi (ml) : 2,1 ml Volume larutan (ml)

4.

: 10 ml

H2SO4 pekat sisa

Volume NaOH 0,1 N titrasi (ml) : 10,5 ml

3.2 Pengolahan Data

3.2.2 perhitungan jumlah HCl teoritis menurut stoikiometri reaksi Reaksi : 2 NaCl

+

H2SO4

m= 50 gram

v= 30 ml

mol = gr/BM

m= ρ x v

=

 

 

=0,85 mol



Na2SO4

mol = gr/BM

=1,84 gr/ml x 30 ml = 55,2 gram

+

=

   

= 0,56 mol

2HCl

9


Penentuan pereaksi pembatas



2 NaCl

+

H2SO4

M:

0,85 mol

0,56 mol

B :

0,85 mol

0,425 mol

S :

-



0,135 mol

Na2SO4 + -

2HCl -

0,425 mol

0,85 mol

0,425 mol

0,85 mol

(-)

Maka, pereaksi pembatasnya adalah NaCl. 

Mol HCl teoritis = 0,85 mol



Massa HCl teoritis = mol x BM = 0,85 mol x 36,5 gr/mol = 31,025 gram

3.2.3 menghitung konsentrasi HCl percobaan a. scrubber 1 

Konsentrasi HCl = (VNaOH . NNaOH)/VHCl =

     

=0,038 N 

Massa HCl = 0,038 N X 0,063 liter -3

=2,394 10 gram 

-3

Mol HCl = 2,394 10 gram x 36,5 gr/mol = 0,09 mol

b. Scrubber 2 

Konsentrasi HCl = = (VNaOH . NNaOH)/VHCl =

      10 | P e m b u a t a n

Asa m

Kl ori da

10


=0,004 N 

Massa HCl = 0,038 N X 0,056 liter -3

=2,128 10 gram 

-3

Mol HCl = 2,128 10 gram x 36,5 gr/mol = 0,078 mol

3.2.4 yield pembentukan HCl 

Scrubber 1 

Yield =   x 100 %

=

   

X 100%

=0,106 x 100 % =10,60 % 

Scrubber 2 

Yield =   x 100% =

   

x 100%

=0,092 x 100 % =9,2 % 3.2.5 menghitung konsentrasi, mol, dan massa H 2SO4 sisa

Diketahui : konsentrasi awal = 98% Volume awal = 30 ml Ditanyakan : Konsentrasi H2SO4 sisa Jawab :

11 | P e m b u a t a n

Asa m

Kl ori da

11




Teoritis Mol sisa = 0,135 mol M = mol/volume =0,135 mol / 0,030 ml = 4,5 M



Percobaan

3.2.6 penentuan konsentrasi garam Na 2SO4 Ditanyakan : konsentrasi Jawab ; V1N1 = V2N2 10 ml N1= 10,5 ml 0,1 N N1= 1,05 N/10 =0,105 N Konsentrasi garam Na2SO4 yang terbentuk = 0,105 N


Asa m

Kl ori da

12


Pembahasan Nama : Wynne Raphaela NIM

: 131424027

Pada praktikum kali ini dilakukan pembuatan HCl dengan cara mereaksikan NaCl ditambah H2SO4 Pekat. Praktikum ini bertujuan untuk menghitung konsentrasi , massa, mol dan yield proses pembentukan HCl. Reaksi yang terjadi pada proses ini adalah : NaCl

+

NaHSO4 + 2NaCl

H2SO4

NaHSO4

NaCl

+

Na2SO4

+ H2SO4

Na2SO4

+

HCl +

HCl (HCl yang dihasilkan sedikit)

2HCl

Dari persamaan reaksi didapat akan didapat produk garam Na2SO4

dan HCl.

Terbentuknya HCl dapat dilihat dari banyaknya gelembung yang mengalir pada scrubber 1 dan 2. Untuk menentukan konsentrasi HCl yang didapat dilakukan titrasi dengan NaOH 0,1 N dan untuk mengetahui konsentrasi garam Na2SO4 yang didapat dilakukan titrasi dengan NaOH 0,1 N. Berdasarkan praktikum didapat massa HCl yang terbentuk pada scrubber 1 dan scrubber 2 adalah 2,394 10-3 gram dan 2,128 10-3 gram dengan persen yield masingmasing scrubber didapat 10,60% dan 9,20 %. Dan konsentrasi Na2SO4 yang didapat sebanyak 0,105 N. Dari %yield yang didapat terdapat beberapa factor yang mempengaruhinya. Pada saat percobaan yaitu pengadukan NaCl dan penetesan H2SO4

,

Magnetic stirrer tidak

berfungsi sehingga tidak terjadi pencampuran yang optimum pada reactor. Dan -

mempengaruhi banyaknya gas Cl yang mengalir ke scrubber 1 dan scrubber 2 (Terlihat dari sediktnya gelembung pada scrubber 1 dan 2). Berdasarkan pengamatan praktikan, terdapat perbedan yang cukup signifikan antara pengadukan yang optimum dan tidak pada reactor. Dengan pengadukan optimum pada scrubber 1 larutan HCl yang didapat cukup pekat dengan terdapatnya lapisan-lapisan seperti larutan HCl sesungguhnya 13 | P e m b u a t a n

Asa m

Kl ori da

13


(ditanda dengan banyaknya gelembung pada scrubber 1), dibandingkan dengan larutan yang didapat dengan pengadukan tidak optimum larutan yang didat kurang pekat dan masih tampak seperti aquadest saja. Dari pengamatan tersebut dapat disimpulkan pengadukan pada reactor sangat mempengaruhi % perolehan HCl yang didapat. Selain itu -

factor terlepasnya gas Cl yang terepas ke udara juga mempengaruhi % perolehan yang didapat, karena sambungan yag kurang kencang. Sehingga dari beberapa factor tersebut -

beberapa jumlah gas Cl tidak dapat ditentukan konsentrasinya sehingga membuat larutan HCl yng didapat berkurang konsentrasinya.

Kesimpulan 

Berdasarkan praktikum didapat perolehan HCl sebagai berikut : -3

 Scrubber 1 = 2,394 10 gram

Konsentrasi = 0,09 mol -3

 Scrubber 2 = 2,128 10 gram

Konsentrasi = 0,078 mol 

% yield yang didapat adalah 10,60 % pada scrubber 1 dan 9,20% pada scrubber 2



Konsentrasi garam Na2SO4 yang didapat berdasarkan percobaan 0,105 N

Daftar Pustaka Buchel, KH, Moretto, H da Woditsch, Industrial Inorganic Chemistry, Wiley VCH, Federal Republic of Germany, 2000 Chadwich TF, General Chemistry and Inorganic Chemistry, second edition, S anand & Company, New Delhi, 1985 Anonim. 2011. Asam Klorida. http://id.wikipedia.org/asamklorida/. (diakses 20 April 06.09 WIB )


Asa m

Kl ori da

14


LAMPIRAN

Reactor pembuatan asam klorida

larutan HCl yang terbentuk pada scrubber

Titrasi HCldengan titran NaOH 0,1 N


Asa m

Kl ori da

15

laporan satuan proses pembuatan asam klorida

Recommend Documents