pencampuran padat cair

Laporan Praktikum Teknik Kimia I “PROSES PELARUTAN PADAT -CAIR”

BAB I PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Di dalam suatu proses atau pengolahan dalam industri terdapat berbagai macam proses yang bisa terjadi kapanpun maupun bisa terjadi bersamaan. Salah satu proses Industri yang dimaksud adalah adalah pengadukan atau agitation dan pencampuran. Proses pelarutan merupakan salah satu proses yang didukung oleh mekanisme perpindahan massa batch untuk system gas-cair, cair-cair maupun terhadap padat-cair yang sering dijumpai dalam Industri. Pelarutan padat cair adalah proses melarutnya zat cair yaitu melarutnya zat terlarut (padatan) kedalam pelarut (zat cair). Bahan-bahan tersebut menyebar secara acak sebelum terpisah dalam dua fase atau lebih. Proses pelarutan padat cair memiliki beberapa langkah percobaan dengan suatu media berupa tangki dengan volume tertentu. Langkah pertama, mengukur densitas pelarut (air), lalu masukkan dalam tangki pelarut dengan volume tertentu. Timbang CaO dan catat berat sesuai kebutuhan, lalu masukkan CaO dalam masing-masing tangki berisi pelarut (air). Kemudian letakkan tangki pelarut dalam magnetic stirrer sesuai waktu pengadukan yang ditentukan. Lalu saring endapan dengan kertas saring, masukkan oven hingga didapat berat konstan. Ukur densitas filtrate, lalu ulangi percobaan sesuai variabel yang telah ditentukan. Adapun tujuan dari percobaan ini antara lain untuk menentukan banyaknya padatan yang dapat larut dalam pelarut. Untuk menghitung konsentrasi zat dan viskositas larutan. Untuk membuat grafik antara persen recovery dengan berat bahan awal.

Laboratorium Operasi Teknik Kimia Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur

Page | 1


I.2 Tujuan

1. Untuk menentukan banyaknya banyaknya padatan yang dapat larut dalam pelarut. pelarut . 2. Untuk menghitung konsentrasi zat dan viskositas larutan. 3. Untuk membuat grafik antara persen recovery dengan berat bahan awal. I.3 Manfaat

1. Agar praktikan dapat mengetahui factor-faktor yang mempengaruhi pelarutan padat cair. 2. Agar praktikan dapat mengetahui kelarutan suatu zat dalam suatu pelarut. 3. Agar praktikan dapat mengetahui hubungan antara persen recovery dengan berat awal CaO.


Page | 2


BAB II TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Secara Umum

Proses pengadukan (agitation) menunjukkan usaha yang menghasilkan gerakan materi menurut cara tertentu (dengan arah dan pola tertentu) pada suatu bahan di dalam bejana, dimana gerakan itu biasanya mempunyai semacam pola sirkulasi. Sedangkan proses pencampuran (mixing) merupakan peristiwa menyebarnya bahan-bahan lain. Dan sebaliknya sedangkan bahan-bahan itu sebelum terpisah dalam dua fase atau lebih. Mixer dan agitator memiliki fungsi yang sama, tetapi agitator menjalankan banyak fungsi tambahan, memasukkan partikel zat dalam fluida untuk leaching atau reaksi disperse gas sebagai penggelembung dalam liquida, emulsifikasi suatu liquida terhadap media liquida yang lain. Pencampuran sendiri merupakan sebagian dari penjelasan diatas tersebut, dan merupakan blending komponen yang terpisah dengan arti mikroskopis sehingga difusi mikroskopis mencapai homogenitas yang sempurna. 1. Larutan Larutan adalah campuran homogeny yang terdiri dari dua ataau lebih zat. Zat yang jumlahnya lebih sedikit didalam larutan disebut (zat) terlarut atau solute, sedangkan zat yang jumlahnya lebih sedikit didalam larutan larutan disebut (zat) terlarut, yang jumlahnya banyak solvent (pelarut). Komposisi zat terlarut dan pelarut dalam larutan dinyatakan dalam konsentrasi larutan,

sedangkan

proses

pencampuran

zat

terlarut

dan

pelarut

membentuk larutan disebut pelarutan atau solvasi. Contoh larutan yang umum dijumpai adalah padatan yang dilarutkan dalam cairan seperti garam, gula yang dilarutkan dalam air. Gas dapat pula dilarutkan dalam cairan. Misalnya, karbon monoksida, karbon dioksida atau oksigen dalam


Page | 3


air. Selain itu, caiaran dapat pula larut dalam cairan lain, sementara gas larut dalam gas lain. Terdapat pula larutan padat, misalnya aloi dan mineral tertentu. 2. Pelarutan Pada proses pelarutan, tarikan antar partikel komponen murni terpecah dan tergantikan dengan tarikan antara pelarut dengan zat terlarut. Terutama jika pelarut dan zat terlarut sama-sama polar akan terbentuk suatu struktur zat pelarut mengelilingi zat terlarut, hal ini memungkinkan interaksi antara zat terlarut dan pelarut tetap stabil. Bila komponen zat terlarut ditambahkan terus-menerus ke dalam pelarut. Pada suatu titik komponen yang ditambahkan tidak akan dapat larut lagi. Misalnya, jika zat terlarutnya berupa padatan dan pelarutnya berubah cairan, pada suatu titik padatan tersebut tidak dapat larut lag dan terbentuklah endapan. Jumlah zat terlarut dalam larutan tersebut disebut sebagai larutan jenuh. Titik tercapainya keadaan jenuh larutan dapat sangat dipengaruhi oleh berbagai factor lingkungan yaitu seperti suhu, tekanan dan kontaminasi. 3. Kelarutan Merupakan massa 1 gram zat terlarut dalam 1 liter zat pelarut atau dapat juga kelarutan diartikan sebagai kemampuan suatu zat kimia tertentu, zat (terlarut) solute, untuk larut dalam suatu pelarut (solvent). Kelarutan dinyatakan dalam jumlah maksimum zat terlarut yang larut dalam suatu dalam suatu pelarut pada kesetimbangan. Larutan hasil disebut larutan jenuh. Zat-zat terlarut dapat larut dengan perbandingan apapun terhadap suatu pelarut. Contohnya adalah etanol dalam air. (Redyptya, 2015) II.1.1 Pencampuran

Keberhasilan operasi suatu proses pengolahan sering bergantung pada efektifitasnya pengadukan dan pencampuran zat cair dalam prose situ. Istilah pengadukan dan pencampuran yang sering di kacau balaukan sebenarnya tidaklah sinonim. Pengadukan (agitation) menunjukkan gerakan yang terinduksi menurut cara tertentu pada suatu didalam bejana, dimana gerakan itu biasanya mempunyai


Page | 4


semacam pola sirkulasi. Pencampuran ialah peristiwa menyebarnya bahan-bahan secara acak, dimana bahan itu sebelumnya terpisah dalam dua fase atau lebih. Istilah pencampuran digunakan untuk berbagai ragam operasi, dimana derajat homogenitas bahan yang bercampur sangat berbeda-beda. Perhatikan umpamanya satu kasus, dimana dua macam gas digabungkan dalam satu tempat hingga seluruhnya dicampur dengan baik dan kasus lain dimana pasir, kerikil dan semen diaduk didalam drum putar selama beberapa waktu. Dalam kedua kasus itu bahan-bahan dapat bercampur, namun jells pula bahwa homogenitasnya berbeda. Tujuan pengadukan. Pengadukan zat cair dilakukan untuk berbagai ,aksud bergantung dari tujuan langkah pengolahan itu sendiri. Tujan pengadukan antara lain: a. Untuk membuat suspense partikel zat padat. b. Untuk

meramu zat cair yang mampu campur (miscible), umpamanya

metal alcohol dan air. c. Untuk menyebarkan zat cair yang tidak dapat bercampur dengan zat cair yang lain, sehingga membentuk emulsi atau suspense butiran-butiran halus. d. Untuk menyebarkan (disperse) gas didalam zat cair dalam bentuk gelembung-gelembung kecil. e. Untuk mempercepat perpindahan kalor antara zat cair dengan kumparan atau mantel kalor. Terkadang pengaduk (agitator) digunakan untuk beberapa tujuan sekaligus seperti umpamanya dalam hidrogenasi katalitik daripada zat cair. Dalam bejana hidrogenasi gas hydrogen didispersikan melalui zat cair dimana terdapat partikel-partikel katalis padat dalam keadaan suspense. Sementara kalor suspense diangkut keluar melalui kumparan atau mantel. (Mc.Cabe, 1999) II.1.2 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Proses Pelarutan Padat Cair

Adapun factor-faktor yang dapat mempengaruhi suatu proses pelarutan padat cair adalah: 1. Suhu


Page | 5


Pada dasarnya, kelarutan meningkat seiring dengan naiknya suhu. 2. Polaritas Dalam kebanyakan kasus zat terlarut, laut dalam pelarut yang memiliki polaritas yang sama. 3. Tekanan Zat terlarut padat dan cair untuk sebagian besar zat terlarut padat dan cair, tekanan tidak mempengaruhi kelarutan. 4. Ukuran partikel molekul Semakin besar molekul zat terlarut, yaitu berat molekul dan ukuran molekul maka semakin lama proses kelarutannya. 5. Pengadukan Semakin cepat pemgadukannya maka semakin cepat pula kelarutannya. (Anonim, 2017 “Faktor Pelarutan”) II.1.3 Proses Perpindahan Massa

Proses

perpindahan

massa

sangatlah

penting

dalam

bidang

ilmu

pengetahuan dan teknik perpindahan massa terjadi pada komponen dalam campuran berpindah

fase yang sama atau dari fase ke fase yang lain karena

adanya perbedaan konsentrasi. Koefisien perpindahan massa terjadi pada komponen dalam campuran berpindah dalam fase yang sama atau dari fase ke fase yang lain karena adanya perbedaan konsentrasi. Koefisien perpindahan massa dibagi volume packing yang disebut sebagai koefisien perpindahan massa overall volumetric. Laju perpindahan massa per satuan luas dinyatakan sebagai

 =  (   ∗ ) .............................................................................................(1) laju perpindahan massa dinyatakan dalam koefisien perpindahan massa

 =  (   ∗ ) ...............................................................................................(2) dimana

 = laju perpindahan massa per satuan luas (cm/s)  = koefisien perpindahan massa  = konsentrasi jenuh zat A (g/ml)  ∗ = konsentrasi zat A pada waktu tertentu (g/ml)


Page | 6


/ = laju perpindahan massa (cm/s)  = koefisien perpindahan massa  = konsentrasi jenuh (g/ml)  ∗ = konsentrasi zat pada waktu tertentu (g/ml) (Redypta, 2015)


Page | 7


II.2 Sifat Bahan

1. Kalsium Oksida Sifat fisika a. Bau

: tidak berbau

b. Berat molekul : 56,08 g/ml c. Warna

: putih

d. Titik didih

: 2850oC (5162of)

e. Melting point : 2572 oC (4661,6 of) Sifat kimia a. Rumus molekul : CaO b. Larut dalam asam, gliserol, larutan gula, practicallyinsoluble dalam alcohol, sedikit larut dalam air dingin, air panas, tidak larut dalam methanol, dietil eter, n-oktanol. (Firda, 2014) 2. Aquadest Sifat fisika a. Tidak berwarna b. Titik lebur : 0 oC (273,15 K) (32 oF) c. Titik didih : 100 oC (373,15 K) (212 oF) d. Tidak berasa e. Tidak berbau Sifat kimia a. Rumus molekul : H 2O b. Sebagai pelarut universal c. Air dapat memunculkan reaksi sehingga senyawa organic melakukan replikasi d. Dibutuhkan dalam fotosintesis dan respirasi (Utami, 2012)


Page | 8


II.3 Hipotesa

Semakin berat massa CaO yang dilarutkan dalam aquadest maka semakin benyak zat yang akan larut dalam aquadest. Berat CaO sebelum dilarutkan memiliki massa yang lebih berat daripada massa CaO setelah dilarutkan.


Page | 9


II.4 Diagram Alir

Tentukan densitas pelarut.

Pelarut dengan volume tertentu dimasukkan ke dalam bejana berpengaduk.

Timbang zat padat dan masukkan ke dalam bejana yang berisi zat pelarut.

Lakukan operasi pengadukan.

Saring larutan tersebut.

Keringkan fase padat dan timbang berat kering.

Tentukan densitas filtrat.

Ulangi percobaan sesuai dengan variabel tertentu.

Laboratorium Operasi Teknik Kimia Page | 10 Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur


BAB III PELAKSANAAN PRAKTIKUM

III.1 Bahan yang digunakan

1. CaO 2. Aquadest III.2 Alat yang digunakan

1. Beaker glass 2. Stirrer 3. Kertas saring 4. Spatula 5. Corong 6. Piknometer 7. Neraca analitik 8. Magnet 9. Kaca arloji 10. Stopwatch 11. Labu ukur III.3 Gambar Alat

Labu ukur

Beaker glass

Magnet

Stirer

Spatula



Kertas saring

Piknometer

Neraca analitik

Kaca arloji

Stopwatch

Corong III.4 Rangkaian Alat

Keterangan: 1

1.

dan magnet yang dapat membuat larutan di dalam gelas beaker itu berputar atau mengaduk.

2

3

Beaker Glass yang berisi larutan CaO dan Air

2.

Mesin magnetic stirrer

3.

Tombol

untuk

mengatur

kecepatan

putaran

pengadukan

III.5 Prosedur Percobaan

1. Tentukan densitas pelarut (air), lalu masukkan pelarut ke bejana berpengaduk dengan volume tertentu. 2. Timbang CaO (zat terlarut), dan catat beratnya dengan berat tertentu lalu masukkan ke bejana berisi air (zat pelarut). 3. Lakukan oprasi pengadukan, sesuai waktu yang ditentukan.



4. Setelah oprasi selesai, saring filtrat lalu keringkan endapan dan catat beratnya. 5. Tentukan densitas dari filtrat sisa. 6. Ulangi percobaan dengan menggunakan variabel tertentu.



BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN IV.1 Hasil Pengamatan

Berat Waktu

CaO

Volume

Konsentrasi

(menit )

Awal

(ml)

CaO (M)

(gram)

Berat

Densitas

Densitas

Sisa

Awal

Akhir

(gram)

(gr/ml)

(gr/ml)

4

2,13

190

0,2

1,8281

0,91

0,9569

4

2,187

195

0,2

1,7896

0,91

0,9585

4

2,243

200

0,2

1,4647

0,91

0,962

4

2,299

205

0,2

1,3781

0,91

0,9638

4

2,355

210

0,2

1,2196

0,91

0,9657

IV.2 Tabel Hasil Perhitungan

a. Tabel % recovery Berdasarkan Padatan Sisa

Berat CaO

Volume Konsentrasi

Berat sisa

Berat zat yang

% recovery

larut (gram)

(%)

Awal (gram)

(ml)

awal (M)

2,13

190

0,2

1,8281

0,3019

14,1737

2,187

195

0,2

1,7896

0.3974

18,171

2,243

200

0,2

1,4647

0.7783

34,699

2,299

205

0,2

1,3781

0.9209

40,056

2,355

210

0,2

1,2196

1,1354

48,212

(gram)



b. Tabel %recovery Berdasarkan Densitas Berat CaO

Densitas

Densitas

Awal

Awal

akhir

(gram)

(gr/ml)

(gr/ml)

2,13

0,91

2,187

Volume

Berat zat yang

% recovery

(ml)

larut (gram)

(%)

0,89284

190

0,01716

0,8056

0,91

0,89165

195

0,01835

0,8390

2,243

0,91

0,8913

200

0,0187

0,8337

2,299

0,91

0,89168

205

0,01832

0,7968

2,355

0,91

0,89178

210

0,01822

0,7736

IV.3 Grafik

Volume Vs % Recovery 60

R² = 0,963

50 y r 40 e v o c e 30 R %

Volume Vs % Recovery

20 10 0 190

195

200

205

210

(Volume,ml)

Grafik 1. Hubungan antara % Recovery dan Volume pelarut berdasarkan sisa padatan



Volume Vs % Recovery 2.4

R² = 0,924

2.35 y r 2.3 e v o2.25 c e R 2.2 %

Series1

2.15 2.1 190

195

200

205

210

(Volume,ml)

Grafik 2. Hubungan antara % Recovery dan Volume pelarut berdasarkan densitas

IV.4 Pembahasan

Dari hasil percobaan proses pelarutan padat cair, menggunakan bahan CaO seberat 2,13; 2,187; 2,243; 2,299 dan 2,355 gram yang dilarutkan dalam air dengan konsentrasi 0,2 M dalam waktu 4 menit. Berat CaO sebelum dilarutkan sebesar 2,13; 2,187; 2,243; 2,299 dan 2,355 gram dan setelah dilarutkan selama 4 menit secara berturut-turut 1.8281 gr ; 1,7896 gr ; 1,4647 gr ; 1,3781 gr, dan 1,2196 gr. Data lain yang didapat yaitu densitas, dimana untuk densitas akhir setelah pelarutan secara berturut-turut adalah 0,9569 gr/mL ; 0,9585 gr/mL ; 0,962 gr/mL ; 0,9638 gr/mL ; dan 0,96578 gr/ mL, dan untuk densitas mula mula adalah 0,91 gr/mL. Didapatkan hasil densitas setelah pengadukan sesuai teori, densitas akhir lebih besar karena adanya zat terlarut (CaO) dalam larutan dan pada mulamula belum ada zat terlarut. Selain itu juga diperoleh data bahwa berat CaO sebelum dilarutkan memiliki massa yang lebih besar dibandingkan dengan massa CaO setelah dilarutkan. Hal ini disebabkan karena terjadi perpindahan massa CaO yang dapat larut sebagian massanya ke dalam air. Dalam percobaan diperoleh data berdasarkan padatan sisa dimana CaO mula mula adalah 2,13 gr, pada pengadukan selama 4 menit didapat berat yang Laboratorium Operasi Teknik Kimia Page | 16 Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur


dapat larut sebesar 0.3019 gram dengan % recovery 14,1737%, pada CaO seberat 2,187 gr diperoleh berat yang dapat larut sebesar 0,3974 gram dengan % recovery 18,171%, pada pada CaO seberat 2,243 gr diperoleh berat yang dapat larut sebesar 0,7783 gram dengan % recovery 34,6990 %, pada CaO seberat 2,299 gr diperoleh berat yang dapat larut sebesar 0,9209 gram dengan % recovery 40,0565%, pada CaO seberat 2,355 gr diperoleh berat yang dapat larut sebesar 1,1354 gram dengan % recovery 48,2123 %. CaO setelah melalui proses pelarutan padat-cair, massa dari CaO menjadi lebih ringan dari massa awalnya. Dalam hasil percobaan jika dibandingkan dengan hasil teori pada literatur, maka dapat disimpulkan bahwa, telah terjadi perpindahan massa antara sebagian massa CaO didalam pelarut Air, dimana pada peristiwa ini disebut dengan peristiwa perpindahan massa, yang menyebabkan massa sebelum CaO mengalami proses pelarutan memiliki massa yang lebih berat dari pada CaO setelah mengalami proses pelarutan, karena dibantu oleh proses pengadukan sehingga sebagian massa CaO yang telah larut ikut terdistribusi secara teratur dengan pola sirkulasi ke dalam partikel larutan air sehingga menjadi campuran yang homogen. Tinggi rendahnya nilai % recovery berbanding terbalik dengan berat CaO mula mula, semakin bertambah berat CaO maka semakin sedikit zat terlarutnya. Sehingga nilai % recorvery berbanding terbalik dengan berat CaO.



BAB V KESIMPULAN DAN SARAN V.1 Kesimpulan

1. Densitas awal pelarut lebih kecil daripada densitas pelarut setelah ditambahkan CaO. 2. Semakin kecil densitas akhir larutan maka semakin kecil %recovery yang didapatkan. 3. Semakin sedikit berat zat terlarut maka semakin kecil %recovery yang didapatkan.

V.2 Saran

1. Sebaiknya praktikan berhati-hati dalam melaksanakan proses penyaringan sehingga zat padat tidak tercampur dalam filtrat. 2. Sebaiknya praktikan lebih teliti dalam mengamati bahan pada saat proses pengeringan. 3. Sebaiknya praktikan lebih berhati-hati dalam melaksanakan praktikum agar tidak terjadi kesalahan data.



DAFTAR PUSTAKA

Anonym.2017.”Factor Affecting Solubility”.(www.solubilityofthings.com/basics/ factor-afecting-solubility.php).Diakses pada tanggal 25 April 2017 pukul 20.13 WIB. Firda, Ferdi.2014.”MSDS Kalsium Oksida”.(http://infocendekia-ff.blogspot.co.id /2014/12/msds-kalsium-oksida-cao-bahasa

Indonesia.html).Diakses

pada

tanggal 25 April 2017 pukul 19.30 WIB. Mc.Cabe, Warren L.1999.”Operasi Teknik Kimia I”.Jakarta:Erlangga. Redypta.2015.”Proses Pelarutan Padat Cair”.(http://pelarutan_padat_cair_ blog spot.co.id/2015/11/proses-pelarutan-padat-cair).Diakses pada tanggal 25 April 2017 pukul 20.15 WIB. Utami, Atini Wahyu.2012.”Sifat Fisika dan Kimia Air”.(http://atiniwahyuutami 09303241038.wordpress.com/2012/12/25/sifat-fisika-dan-kimiaair/). Diakses pada tanggal 25 April 2017 pukul 19.45 WIB.



APPENDIX

1. Perhitungan berat pada Konsentrasi CaO a. Konsentrasi CaO 0,2 M, volume 190

=

W BM X V

0,2 =

W 56,08 X 0,19

W = 2,13 gram 2. Perhitungan Densitas awal (Air) Berat Pikno kosong = 13,294 gram Berat Pikno isi air = 22,4179 gram Densitas awal (H2O) : ρ=

  −    

=

,4 −3,4 

= 0,91 gr/ml

3. Perhitungan Densitas akhir Berat Pikno kosong = 13,294 gram a. Massa CaO : 2,13 gram ρ=

  −    

=

,3−3,4 

= 0,9569 gr/ml

b. Massa CaO : 2,187 gram ρ=

  −    

=

,7−3,4 

= 0,9585 gr/ml

c. Massa CaO : 2,243 gram ρ=

  −    

=

,4−3,4 

= 0,962 gr/ml



d. Massa CaO : 2,299 gram ρ=

  −    

=

,3−3,4 

= 0,9638 gr/ml

e. Massa CaO : 2,355 gram ρ=

  −    

=

,−3,4 

= 0,96578 gr/ml

4. Perhitungan Berat Zat Terlarut a. Berat Zat terlarut = Berat awal – Berat sisa = 2,13 – 1,8281 = 0,3019 gram b. Berat Zat terlarut = Berat awal – Berat sisa = 2,187 – 1,7896 = 0.0485 gram c. Berat Zat terlarut = Berat awal – Berat sisa = 2,243 – 1,4647 = 0,052 gram d. Berat Zat terlarut = Berat awal – Berat sisa = 2,299 – 1,3781 = 0,0538 gram e. Berat Zat terlarut = Berat awal – Berat sisa = 2,355 – 1,2196 = 0,05578 gram



5. Perhitungan % recovery a. Berdasarkan Berat Padatan Sisa % recovery = =

,3 ,3

    

x 100 %

x 100%

= 14,1737 % b. Berdasarkan Densitas Larutan % recovery = =

,4 ,3

    

x 100 %

x 100%

= 2,2018%


pencampuran padat cair

Recommend Documents