BAB I PENDAHULUAN
1.1. LAT LATAR BELAKANG
Natrium banyak ditemukan di bintang-bintang. Garis D pada spektrum mataha matahari ri sangat sangat jelas. jelas. Natriu Natrium m juga juga merupa merupakan kan elemen elemen terban terbanyak yak keempa keempatt di bumi, terkandung sebanyak 2.6% di kerak bumi. Unsur ini merupakan unsur terbanyak dalam grup logam alkali. Jaman sekarang ini, sodium dibuat seara komersil melalui elektrolisis !ungsi basah natrium klorida. "etoda ini lebih murah ketimbang mengelektrolisis natrium hidroksida, seperti yang pernah digunakan beberapa tahun lalu. Natrium, seperti unsur radioakti! lainnya, tidak pernah ditemukan tersend tersendiri iri di alam. alam. Natrium Natrium adalah adalah logam logam keperak keperak-per -peraka akan n yang yang lembut lembut dan mengapung di atas air. #ergantung #ergantung pada jumlah oksida dan logam yang terkekspos te rkekspos pada air, natrium dapat terbakar seara spontanitas. $aimnya unsur ini tidak terbakar pada suhu diba&ah ''( derajat )elius. $ogam natrium sangat penting dalam !abrikasi senya&a ester dan dalam persiapan senya&a-senya&a organik. $ogam ini dapat di gunakan untuk memperbaiki struktur beberapa ampuran logam, dan untuk memurnikan logam air air. )ampur )ampuran an logam logam natriu natrium m dan kalium, kalium, Na*, Na*, juga juga merupa merupakan kan agen agen heat transfer +trans!use +trans!use panas yang penting. enya&a yang paling banyak ditemukan adalah natrium klorida +garam dapur, dapur, tapi juga terkandung terkandung di dalam mineral-mineral mineral-mineral lainnya seperti soda seperti soda niter, niter, amphibole amphibole,, zeolite, zeolite, dsb. enya&a natrium juga penting untuk industri-in industri-industri dustri kertas, kaa, sabun, tekstil, minyak, kimia dan logam. abun biasanya merupakan garam natrium yang mengandung asam lemak tertentu. entingnya garam sebagai nutrisi bagi binatang telah diketahui sejak aman purbakala. Di antara banyak senya&a-senya&a natrium yang memiliki kepentingan industrial adalah garam dapur +Na)l, soda abu +Na 2)/0, baking soda +Na1)/ 0, austi austi soda +Na/1, Chile salpeter +NaN/ +NaN/0, di- dan tri-natrium tri-natrium !os!at, natrium tiosul!at +hypo, Na22/0 . (12 and bora3 +Na 245/ . '12/. 1
Dalam makalah ranangan pabrik ini, akan dibahas seara spesi!ik tentang senya& senya&aa Na/1 Na/1 atau atau kaustik kaustik soda, soda, yaitu yaitu melipu meliputi ti penger pengertian tian,, si!at, si!at, sintesi sintesiss kegunaan dan lain-lain.
1.2 1.2 TUJU TUJUAN AN Untuk mengembangk mengembangkan an keterampilan keterampilan sumber daya manusia +D" yang
memp empunya unyaii daya aya sain saing g di bid bidang ang chem chemic ical al dan dan dapa dapatt di jadi jadika kan n sebu sebuah ah pengetahuan yang menunjang kualitas diri di era globalisasi yang sangat ' 2 0 5
kompeten. 7dapun 7dapun tujuan lain dari pembuatan ranangan pabrik ini adalah8 Dapat mengetah mengetahui ui apa kaustik kaustik soda itu. itu. "engetahui "engetahui si!at !isik !isik dari Na/19kaustik Na/19kaustik soda. soda. "engetahui "engetahui ara pembuatan pembuatan *austik soda9Na/1 soda9Na/1.. "engetahui "engetahui kegunaan kegunaan dari dari kaustik soda9Na/1 soda9Na/1
1.3 DAT DATA KEBUTUHAN PABRIK PABRIK Di :ndonesia, kebutuhan akan Na/1 dalam negeri dipenuhi dari impor
dan produksi produksi dalam negeri. endirian endirian pabrik odium odium 1idroksida 1idroksida mempunyai mempunyai prospek yang ukup baik yang akan memberikan beberapa keuntungan, antara lain8 '.Untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri dan mengurangi ketergantungan dari negara lain. 2.Untuk menghemat pengeluaran negara dalam impor Na/1. 0."emperlanar roda perekonomian di :ndonesia dan dapat meniptakan lapangan pekerjaan sehingga dapat mengurangi tingkat pengangguran. pengangguran. 5.Un .Untuk tuk mengg engger erak akka kan n pertu ertumb mbuh uhan an ind industr ustrii lain lain di
:ndo :ndone nesi siaa
yang yang
menggunakan bahan baku serta bahan pembantu Na/1.
1.4 LOKASI PENDIRIAN PABRIK $okasi yang di pilih haruslah strategis dan aman bagi penduduk sekitar
dan tidak membahayakan biota alam di sekitar lingkungan yang akan di dirikan sebuah plant atau pabrik kimia, serta harus mudah dalam dalam akses untuk kebutuhan kebutuhan darurat atau pun kebutuhan umum yang di renanakan sebagai akses utama dalam 2
pendistribusian bahan baku atau pun produk. *ami memilih pendirian lokasi pabrik di daerah merak, karena dekat dengan laut agar pengiriman barang kedalam9 keluar negri dan kedalam 9 keluar pulau lebih mudah dan memerlukan biaya yang relati;e murah. 1.5 1.5 PEMA PEMASA SARA RAN N PABR PABRIK IK *austik soda dengan rumus kimia Na/1 mempunyai berat molukul 5,
berbentuk padatan putih dan mudah larut di dalam air. roduksi kaustik soda di dunia dunia sebahag sebahagian ian besar besar dipaka dipakaii sebaga sebagaii reagensi reagensiaa di labora laborator torium ium dan juga juga digunakan untuk bahan baku industri-industri hilir sebagai berikut8 a. :ndustri sabun, b. :ndustri kertas, . :ndustri rayon, d. :ndustri makanan, e. :ndustri tekstil, !. :ndustri obat, g. :ndustri at, h. :ndustri karet, i. :ndustri metalurgi, j. :ndustri minyak9petroleum re!ining, k. :ndustri alumina, l. :ndustri bahan kimia lainnya.
BAB II DESKRIPSI PROSES 2.1 PERSIAPAN RAW MATERIAL 4ahan 4aku yang digunakan pada pabrik Na/1 adalah sodium klorida
+Na)l dan air +12/. 7dapun bahan utama Na)l berasal dari air laut atau garam industri. /leh karena sebagian besar &ilayah :ndonesia dikelilingi lautan yang mana air lautnya mengandung garam, maka persediaan bahan baku yang telah ada sudah sudah dirasa dirasa ukup ukup untuk untuk dapat dapat memenu memenuhi hi kebutu kebutuhan han bahan bahan baku baku dipabr dipabrik ik sodium hidroksida ini. 2.2 URAIAN PROSES
kala :ndustri
3
4ahan baku proses pembuatan austi soda adalah garam, air, dan listrik. roses pembuatan austi soda melalui beberapa tahapan proses, pemurnian bahan baku yang meliputi penampuran, pengendapan pengotor pengotor,, penyaringan pengotor pengotor,, penukaran ion. #ahap #ahap selanjutnya adalah proses utama yang meliputi pengasaman dan elektr elektrolisa. olisa. #ahap #ahap
i.
emurnian 4ahan 4aku '. #ang angki ki pena penampu mpurr +ena +enampu mpuran ran Garam +=,% +=,% dilarutkan dilarutkan bersama air proses dan garam lemah lemah reyle pada suhu =,6o) ke dalam tangki penampur untuk mendapatkan larutan garam konsen kon sentra trasi si 2 2%+o %+othm thmer er,2 ,2 .. $ar $aruta utan n gar garam am jen jenuh uh kel keluar uar dar darii tan tangki gki penampur memiliki suhu 6,'o) memasuki memasuki tangki pengendap, suhu suhu operasi yang baik untuk pengendapan adalah diatas 6 o).
2. #ang angki ki pengen pengendap dap +en +engen gendap dapan an $aruta $ar utan n gar garam am dar darii tan tangki gki pen penam ampur pur mem memasuk asukii tan tangki gki pen pengen gendap dap unt untuk uk dienda die ndapka pkan n pen pengot gotorn ornya, ya, dia dianta ntaran ranya ya )a )a/ / 5, "g/5,
)a)l2,
"g)l2
menggunakan Na 2)/0 dan Na/1 dengan reaksi sebagai berikut8 )a/5 > Na2)/0 ? )a)/0@
> Na2/5
"g/5 > 2Na/1 ? "g+/12 @> Na2/5 )a)l2
> Na2/5 ? )a/5@
> 2Na)l
"g)l2 > 2Na/1 ? "g+/1 "g+/12@ > 2Na)l )a)l2
> Na2)/0 ? )a)/0 @
> 2Na)l
Aeagen Aea gen dan pen pengot gotor or ber bereak eaksi si mem memben bentuk tuk end endapa apan n dan dik dikelu eluark arkan an dar darii dasarr tan dasa tangki gki.. em ember berian ian reag reagen en dil dilaku akukan kan den dengan gan kad kadar ar ber berleb lebih ih unt untuk uk mendap men dapatk atkan an has hasil il yan yang g op optim timum. um. em ember berian ian reag reagen en Na/ Na/1 1 dil dilaku akukan kan dengan e3ess ,' g Na/1 per liter larutan garam, untuk Na2)/0 ,'( g 4
per liter larutan garam. ada kondisi ini ion )a2> yang bereaksi BB,6% dan ion "g2> 6,6%. ekitar 6% dari pengotor yang mengendap keluar dari bagian ba&ah tangki pengendap, sedangkan larutan lainya keluar dari bagian atas lari!ier menuju ke !ilter 0. 7- ? A-7 > 1 > Aesin anion 8 A-/1 4> ? A-4 > /1 roses diatas terjadi seara re;ersible sehingga bila resin sudah jenuh, atau tida ti dak k bi bisa sa me mena nang ngka kap p at atau au me meng ngik ikat at io ion n mi mine nera rall po posi siti ti!9n !9neg egati ati;e ;e,, bi bisa sa direge dir egener nerasi asi kem kembal bali. i. Aeg Aegene enerasi rasi dil dilaku akukan kan den dengan gan mer mereak eaksik sikan an kem kembal balii resin dengan asam-basa yaitu Na/1 dan 12/5 sehingga ion mineral positi! yang yan g sud sudah ah teri terikat kat di resi resin n aka akan n ter terlep lepas as lag lagi. i. Aea Aeaksi ksi reg regene enerasi rasi sebagai sebagai berikut8 2+A-7 > 12/5 ? 2+A-1 > 72/5 2A-4
> Na/1 ? A-/1 > Na4
roses yang terjadi dalam unit ini adalah kation dan anion yang terlarut dalam air ump umpan an aka akan n ters terserap erap ole oleh h resi resin n se seara ara ber bersam sama-sa a-sama. ma. :nd :ndika ikasi si ada adanya nya penyerapan di dalam mi3ed bed polisher adalah kondukti;itas air yang keluar rendah. *ondukti;itas rendah berarti padatan atau mineral yang terlarut di dalamnya juga rendah. ii.
roses Utama '. en enamb ambaha ahan n 1)l +e +enga ngasama saman n enamb en ambaha ahan n 1)l dil dilaku akukan kan unt untuk uk men mengur gurang angii ter terjad jadiny inyaa pem pemben bentuk tukan an hlorate pada sel elektrolisa, larutan masuk anoda diasamkan hingga ph 5. 2. Clektroli lisa sa $aruta $ar utan n kel keluar uar dar darii resi resin n pen penuka ukarr ion mem memasu asuki ki seb sebelu elum m mem memasuk asukii sel elektrolisa dipanaskan terlebih dahulu hingga suhu Bo) dengan steam. ada proses elektrolisa elektrolis a menggunakan anoda dan katoda yang dialiri arus a rus D)+diret 5
urrent sebagai sumber energy. Clektrolisa ini menggunakan nikel sebagai sel katoda kat oda dan tit titani anium um seb sebaga agaii sel ano anoda. da. Aea Aeaksi ksi uta utama ma yan yang g ter terjad jadii dal dalam am elektrolisa 8 7noda 8 2)l- ? )l2 > 2e *atoda8 2e- > 21> ? 12 7ntara sel anoda dan katoda dibatasi oleh membran, yaitu na!ion yang hanya dapan dilalui oleh ion positi!. ada anoda !eed masuk adalah larutan garam, ion )l - pada Na)l teroksidasi sehing seh ingga ga ion Na> kehil kehilangan angan pasangan dan bergerak menuju anoda. ada anoda !eed masuk adalah 1 2/ dan Na/1 reyle pada suhu B( o), ion 1> dari 12/ tereduksi tereduksi sehing sehingga ga ion /1- kehilangan pasangan. pasangan. :on :on Na> dan /1 > ini selanjutnya bertemu dan membentuk Na/1. Dihasilkan larutan Na/1 yang dihasilkan 02%. 1asil samping dari proses elektrolisa ini berupa gas hlorine +)l2 dan gas 1ydrogen +12 pada suhu =' o). Gas )l2 diproses lebih lanjut menjadi )l2 liEuid, sedangkan gas 1 2 diblo&er ke udara karena jumlahnya relati! sedikit. $aruta $ar utan n kel keluar uar ano anoda da pad padaa suh suhu u ='o) di rey reyle le kem kembal balii men menuju uju tan tangki gki penampur.. edangkan larutan keluar katoda suhu =' o) mengandung Na/1 penampur 02%, '% direyle kembali sebagai umpan dan sebagian yang lain diproses lebih lanjut untuk mendapatkan Na/1 (%. ada elektrolisa ini juga terjadi berbagai reaksi samping. Aeaksi samping yang yan g ter terjad jadii yai yaitu tu pem pemben bentuk tukan an )hl )hlora orate te +Na) +Na)l/ l/0 rea reaksi ksi pem pemben bentuk tukan an hlorate 8 12/ > )l2
F 1)l/ > 1)l
1)l/ > 0Na/1
? Na)l/0 > 2Na)l > 01 2/
erpindahan ion yang terjadi dalam elektrolisa juga tidak sempurna, sekitar (% ion )l - lolos menuju katoda +Uhde, dan sekitar (% ion /1 - lolos menuju anoda, membentuk Na/1 dan kemudian membentuk hlorate. Aeaksi samping lain yang terjadi adalah sebagian dari 1 2/ di anoda juga teroksidasi dengan reaksi8 12/ ? 21> > /2 > 2e6
Aeaksi ini menghasilkan gas /2 yang akan keluar dari bagian atas anoda, dan ion 1> yang akan menuju ke katoda, kemudian ion 1 > bereaksi dengan /1manjadi 12/ +back +back mixing . . iii.
1)l ? Na)l > 0)l 2 > 012/ etelah et elah mel mele&a e&ati ti rea reakto ktorr des destru truksi ksi hl hlora orate, te, kan kandun dungan gan )l2 di stripp stripping ing menggunakan udara. $arutan setelah stripping yang mengandung Na)l dan 12/ siap direyle menuju tangki penampur
2.3 DIAGRAM ALIR PROSES
enampuranNa)l > 7:A+12/
enambahan !lokulan Na2)/0 untuk mengendapkan )a)/0@ ,"g+/12 @,)a/5@ ,"g+/12@, )a)/0 @
engasaman dengan penambahan 1)l sampai p1 5 C$C*#A/$:7 "CNGGUN7*7N "CNGGUN7*7 C7/A7: N 7AU $:#A:*
BAB III SPESIFIKASI BAHAN BAKU DAN PRODUK
3.1 SPESIFIKASI BAHAN BAKU DAN PRODUK Penger!"n N"OH#K"$%!& S'("
Natrium hidroksida + Na/1 Na/1, , juga juga dike dikena nall sebagai sebagai soda kaustik atau sodium sodium hidroksida, hidroksida, adalah sejenis basa logam kaustik. kaustik. Natrium Natrium 1idroksida ida
terbentuk
dari
oksi oksida da
basa basa..
Natrium /ksida dilarutkan dalam air. Natrium hidroksida membentuk larutan alkalin larutan alkalin yang kuat ketika dilarutkan ke dalam air. :a digunakan di berbagai maam bidang industri, kebanyakan digunakan sebagai basa dalam proses produksi bubur produksi bubur kayu dan kayu dan kertas, kertas, tekstil, tekstil, air minum, sabun dan deterjen. deterjen. Natrium hidroksida adalah basa yang paling umum digunakan dalam laboratorium kimia. Natrium hidroksida murni berbentuk putih padat dan tersedia dalam bentuk pelet, serpihan, butiran ataupun larutan jenuh (%. :a bersi!at lembap air 8
dan seara spontan spontan menyerap menyerap karbon dioksida dioksida dari udara bebas. :a sangat larut dalam air dan akan melepaskan panas ketika dilarutkan. :a juga larut dalam etanol dan metanol, &alaup &alaupun un kelaru kelarutan tan Na/1 Na/1 dalam dalam kedua kedua airan airan ini lebih lebih keil keil daripa daripada da kelaru kelarutan tan */1. */1. :a tidak tidak larut larut dala dalam m dietil eter dan pelarut non-polar lainny lainnya. a. $arutan natrium $arutan natrium hidroksida akan meninggalkan noda kuning pada kain dan kertas.
S!)"*S!)" N"OH
4erikut adalah si!at-si!at !isik dan kimia dari kaustik soda atau Na/1 a. i!a i!att !isi !isik k
N"r!$+ H!(r'&%!("
Nama istematis
Natrium 1idroksida
Nama lain
oda kaustik
i!at Aumus molekul
Na/1 9
"assa molar
0=,==' g9mol
enampilan
at padat putih
Densitas
2,' g9mH, padat
#itik leleh
0'BI) +(=' *
#itik didih
'0=I) +'660 *
*elarutan dalam air dalam air
''' g9' ml +2I)
*ebasaan +p *ebasaan +p K b
-2,50
b. i!at *imia Na/1 ber&arna putih atau praktis putih, berbentuk pellet, serpihan atau
o
batang atau bentuk lain. angat basa, keras, keras , rapuh dan menunjukkan peahan hablur. hablur. o 4ila dibiarkan di udara akan epat menyerap karbondioksida dan lembab. o "udah larut dalam air dan dalam etanol tetapi tidak ti dak larut dalam eter. o Na/1 membentuk basa kuat bila dilarutkan dalam air, Na/1 murni o
merupakan padatan ber&arna putih. o enya&a ini sangat mudah terionisasi membentuk ion natrium dan hidroksida . ena enang ngan anan an o )ui bersih setelah penanganan o Jangan biarkan air masuk ke dalam &adah karena reaksi eksotermis o "inimalkan akumulasi debu o Jangan sampai terkena mata, kulit, atau pakaian o Jaga agar &adah tertutup rapat o "embuang sesuatu yang yang terkontaminasi. d. eny enyim impa pana nan n o impan di &adah tertutup rapat o impan di tempat yang sejuk, kering, dan ber;entilas i o Jauhkan dari bahan yang bersi!at asam o $indungi dari kelembaban ditutup rapat untuk menegah menegah kon;ersi kon;ersi Na/1 ke natrium natrium o adah harus ditutup karbonat oleh )/ 2 di udara. +ikipedia, 2'' 2'' 3.2 PENGOLAHAN LIMBAH
engolahan produk samping 10
Gas )l2 keluar dari bagian atas anoda masih mengandung 1 2/ yang terikut dan sedikit /2 untuk mendapatkan )l 2 liEuid dengan kemurnian ==,6(% kandungan air harus dihilangkan dihilangkan terleb terlebih ih dahu dahulu. lu. Gas )l2 pada suhu ='o) didinginkan terlebih dahulu dah ulu men menggu ggunak nakan an bri brine ne hin hingga gga suh suhuny unyaa men menap apai ai ' o) pa pada da su suhu hu in inii ampuran ampu ran gas )l2 telah berada pada dua !ase. )ampuran gas-liEuid ini kemudian dipisahkan dalam !lash separator, produk atas dari !lash separator berupas gas yang memiliki kandungan )l 2 sekitar ==,6(. Untuk mendapatkan )l 2 liEuid, gas )l2 terleb terlebih ih dahu dahulu lu dinai dinaikan kan tekana tekananya, nya, kemud kemudian ian diko dikondens ndensasikan asikan.. *ompr *ompresi esi dilakukan dalam dua stage, kompresi pertama tekanan )l 2 gas ' atm dinaikan teka te kana nany nyaa me menj njad adii 5 at atm, m, da dan n di dida dapa patk tkan an su suhu hu ke kelu luar ar ko komp mpre reso sorr '( '(5 5 o). elanj el anjutn utnya ya dil dilaku akukan kan pen pendin dingin ginan an dar darii gas )l2 unt untuk uk mer mering ingank ankan an beb beban an kompresor ke dua, gas )l 2 didinginkan menggunakan brine hingga suhu ( o).
*ompresi yang kedua menaikan tekanan gas )l 2 dari tekanan 5 atm menjadi tekanan 6 atm. Gas )l2 keluar dari kompresor kedua pada suhu =0 o), kemudian didi di ding ngin inka kan n de deng ngan an ai airr pe pend ndin ingi gin n hi hing ngga ga su suhu hu 5( o), dan dik dikond ondens ensasik asikan an sehingga menjadi liEuid hingga suhu B o).
11
BAB I, PENUTUP
4.1. KESIMPULAN
Natrium hidroksida + Na/1 Na/1, , juga juga dikena dikenall sebaga sebagaii soda soda kausti kaustik, k, adalah adalah seje sejen nis basa loga logam m kaus kausti tik. k. Natr Natriu ium m 1idr 1idrok oksi sida da terb terben entu tuk k dari dari oksida oksida basa basa Natrium /ksida dilarutkan dalam air. Natrium hidroksida membentuk larutan alkalin yang alkalin yang kuat ketika dilarutkan ke dalam air. :a digunakan di berbagai maam bidang industri, kebanyakan digunakan sebagai basa dalam proses produksi bubur kayu dan kayu dan kertas, kertas, tekstil, air minum, minum, sabun dan sabun dan deterjen deterjen.. Natrium hidroksida adalah basa yang paling umum digunakan digunakan dalam laboratorium kimia.
12
4.2. SARAN
Dari Dari penja enjab baran aran yang ang tela telah h kami ami lak lakukan ukan,, seba sebaik ikn nya jik jika
akan akan
menggu menggunak nakan an bahan bahan ini harusl haruslah ah dengan dengan hati-h hati-hati ati dan teliti teliti serta serta diharap diharapkan kan menggunak menggunakan an peralatan-pera peralatan-peralatan latan kerja yang dibutuhka dibutuhkan n seperti sarung tangan karet, pakaian keamanan dan keamanan dan pelindung mata. *arena seperti kita tahu bah&a bahan-bahan ini sangatlah berbahaya. olid natrium hidroksida atau larutan natrium natrium hidroksida hidroksida akan menyebabk menyebabkan an luka bakar kimia, kimia, edera atau bekas luka permanen, dan kebutaan jika kebutaan jika kontak tidak dilindungi jaringan tubuh manusia atau he&an.
D")"r P$%"&"
7nonim, 2''. odiumKhydro3ide. odiumKhydro3ide. http899en.&ikipedia.org9&iki9odiumKhydro3ide.. diakses 8 = 7pril 2'2 http899en.&ikipedia.org9&iki9odiumKhydro3ide )otton, 2. *imia 7norganik 7norganik Dasar. Jakarta 8 Uni;ersitas :ndonesia ress. *etaren, . 2B. Pengantar 2B. Pengantar Teknologi Teknologi Minyak dan Lemak Pangan Pangan.. U:-ress. Jakarta. ugiyarto 1, *ristian. 20. Dasar-Dasar *imia 7norganik 7norganik $ogam. Jakarta 8 U: ress.
13
ahyu, :ndra&an. 2'. *austik oda. http899regest.&ordpress.om92=96909''(9 diakses http899regest.&ordpress.om92=96909''(9 diakses pada = 7pril 2'2.
14
