Pengendalian Ph

LAPORAN PRAKTIKUM PENGENDALIAN PROSES

PENGENDALIAN pH

OLEH

Nama

: Lukman Sukohadi

Nim

: 1124401020

Kelas / Kelompok : 3B-RP / II (Dua) Pembimbing

: Elwina, ST, MT

Nip

: 19730917 200212 2 001

JURUSAN TEKNIK KIMIA PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA POLITEKNIK NEGERI LHOKSEUMAWE 2013

LEMBAR TUGAS

Judul Praktikum

:

Pengendalian pH

Mata Kuliah

:

Praktikum Instrumentasi dan Pengendalian Proses

Jurusan/Prodi

:

Teknik Kimia

Nama Mahasiswa

:

Lukman Sukohadi

NIM

:

1124401020

Kelas/Semester

:

3B-RP / V (Lima)

Kelompok

:

2 (Dua)

Anggota

:  Ahmad Fauzi  Maulizan  Nuraini  Lia Fitri

Uraian Tugas : 1. Buat larutan dengan pH 2, berikan laju alir konstan untuk respon stabil dengan laju alir 4 liter/menit. Catat data setiap 1 menit selama 10 menit. 2. Berikan respon tidak stabil dengan laju alir 4 liter/menit. 3. Berikan fungsi step pada laju alir 4 liter/menit. 4. Berikan fungsi ramp dengan variasi laju alir 2, 4, 6, 8 dan 10 liter/menit. 5. Berikan fungsi sinus pada laju alir 4 liter/menit. 6. Buat kurva untuk fungsi di atas.

Buket Rata, 27 November 2013 Ka. Laboratorium

Dosen Pembimbing

Ir.Syafruddin, M. Si

Elwina, ST, MT

NIP. 19650819 199802 1 001

NIP.19730917 200212 2 001

LEMBAR PENGESAHAN

Judul Praktikum

:

Pengendalian pH

Mata Kuliah

:

Praktikum Instrumentasi dan Pengendalian Proses

Jurusan/Prodi

:

Teknik Kimia/Teknik Kimia

Nama Mahasiswa

:

Lukman Sukohadi

NIM

:

1124401020

Kelas/Semester

:

3B-RP / V

Dosen Pembimbing :

Elwina, ST, MT

NIP

:

19730917 200212 2 001

Ka. Laboratorium

:

Ir. Syafruddin, M.Si

NIP

:

19650819 199802 1 001

Tanggal Pengesahan :

Buket Rata, 5 Desember 2013 2013 Ka. Laboratorium

Dosen Pembimbing

Ir.Syafruddin, M. Si

Elwina, ST, MT

NIP. 19650819 199802 1 001

NIP.19730917 200212 2 001

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Tujuan Percobaan 1. Mengenal komponen-komponen Peralatan Pengendalian pH 2. Dapat dan mampu mengenal proses stabil atau tidak stabil pada pengendalian pH 3. Dapat memberikan input fungsi step dan fungsi lainya pada pengendalian pH 4. Mampu membedakan respon yang di timbulkan dari inpu-input yang di berikan pada pengendalian pH

1.2 Bahan – bahan 1. Air (aquadest) 2. H2SO4

1.3 Alat – alat 1. Seperangkat Pengendalian pH 2. pH meter 3. Beaker glass 5000 ml 4. Kertas pH 5. Tissue 6. Pipet volume 7. Spatula

1.4 Prosedur Kerja 1. Diisi tangki main dengan larutan aquadest 2. Diisi tangki Noise dengan larutan pH yang di berikan pada lembaran tugas 3. Dipasang pH meter pada tangki pencampuran 4. Dihidupkan alat peralatan pengendali pH 5. Dialirkan cairan dari tangki main dengan laju alir sesuai yang di lembaran tugas dan catat pH ( gunakan kertas pH sebagai pembanding) pada tangki pencampuran tiap 10 detik sampai keadaan steady tercapai 6. Dialirkan cairan pada tangki noise dengan laju alir sesuai tugas dan catat pH (gunakan kertas pH sebagai pembanding) pada tangki pencampuran setiap 10 detik sampai keadaaan steady tercapai 7. Digambarkan grafik dari data yang di peroleh 8. Diberikan masukkan (input) step dan jenis lainya serta catat pH (gunakan kertas pH sebagai pembanding) pada tangki pencampuran setiap 10 detik sampai keadaaan steady tercapai 9. Digambarkan grafik – grafik dari data yang diperoleh

BAB II TNJAUAN PUSTAKA pH didefinisikan sebagai minus logaritma dari konsentrasi ion hydrogen dalam larutan. Pengukuran pH dengan menggunakan pH-meter di lakukan dengan menggunakan elektroda yang peka terhadap ion hydrogen H+, pH- meter pada dasarnya mengukur tegangan arus dalam volt, bukan maengukur pH secara langsung, sehingga pH meter harusa dikalibrasi agar dapat di baca pH. Kalibrasi dilakukan dengan menggunakan larutan dapar pH 7, kemudian dengan larutan dapar lainya yang mempunyai pH yang mendekati pH sampel yang di analisa. Harga pH merupakan ukuran untuk konsentrasi ion hydrogen dalam larutan akuatik. Harga pH menentukan apakah larutan bersifat asam atau basa. Harga pH dapat ditentukan dengan 2 cara yaitu: 1. Pengukuran pH secara elektrometrik 2. Pengukuran ph secara indicator warna pH- meter adalah suatu peralatan pengukuran voltase yang di rencanakan untuk di gunakan dalam sel-sel dengan tahanan tinggi. Alat – alat pembacaan langsung adalah voltameter elektronik dengan tahanan masukkan yang sangat tinggi, rangkaian tersususun sedemikian hingga memberikan pembacaan meteran sebanding pH. Pengoprasian dari suatu pH adalah sangat mudah namun agak sedikit berbeda dengan masing – masing contoh. Gangguan khusus yang menyebabkan simpangan. Pembacaan pH meter adalah ion natrium, dalam larutan sampel, bila pH ≥ 10, maka konsentrasi H + semakin kecil sehingga ion Na+ akan menempel pada dinding elektroda kaca. Lakmus merupakan salah satu jenis indicator untuk membedakan sifat asam atau basa suatu larutan. Ada 2 jenis lakmus yaitu lakmus merah, dan lakmus biru.kedua jenis lakmus ini dapat berubah warna, jika lakmus di kenai larutan yang bersifat asam (misalnya cuka), lakmus berubah menjadi merah tetapi jika di

kenai larutan basa (misalnya air kapur),lakmus tidak berubah warna.begitu juga dengan lakmus merah. Asam dan basa adalah sekelompok senyawa yang banyak ditemukan didalam kehidupan. Asam adalah zat yang dapat melepaskan ion H+ jika dilarutkan dalam air sehingga konsentrasi ion H+ didalam air meningkat. Contoh : 1. HCL (aq)

H+ (aq) +Cl-(aq)

2. HNO(aq)

H+(aq) + HNO3- (aq)

3. H2SO4 (aq)

2H+ (aq) +SO4- (aq)

Basa adalah zat yang menghasilkan ion OH- jika dilarutka dalam air sehingga konsentrasi ion OH- didalam larutan meningkat. Contoh: 1. NaOH (aq) + H2O(aq)

Na+ (aq) + OH–(aq)

2. Ca(OH) 2(s) + H2O(aq)

Ca2+ (aq) + 2OH-

Besaran pH dan POH di definisikan sebagai negatif logaritma konsentrasi molar ion hidroksida. Secara matematis, keduanya di ungkapkan sebagai berikut: pH = -log [ H+ ] = log [

]

POH = -log [ H] = log [

]

Lambang pH diambil dari bahasa prancis “Pourvior Hydrogen” artinya eksponensial kekuatan hydrogen. Untuk negative logaritma tetapan swaionisasi air, yaitu pKW yang memungkinkan nilai pH dan POH di gabungkan. Kw = [H+] [OH-] pKW = pH + POH

Gambar 2.1 kertas pH

Gambar 2.2 pH meter Lamotte

Gambar 2.3 pH meter Hanna

Kestabilan Proses Gambar 2.4 memberikan ilustrasi dinamika jawaban (respon) dinyatakan dengan nilai peubah X suatu proses sewaktu mengalami gangguan. Pada saat t= to.harga x yang semula konstan mengalami perubahan karena adanya gangguan (external disturbance) sehingga mengakibatkan osilasi.

Gambar 2.4 Respon Proses yang Stabil Kebalikan prilaku yang diterapkan di atas terlihat pada gambar 2.5 pada gambar 2.5 terlihat bahwa setelah terjadinya gangguan, peubah Y tidak dapat kembali ke harga semula (seperti terlihat pada kurva ABC). Proses yang menunjukkan perilaku semacam ini sewaktu terkena gangguan disebut proses yang tidak stabil.

Gambar 2.5 Perilaku Proses yang tidak Stabil

Respon sistem pada beberapa macam masukkan 1. Masukkan fungsi steep Fungsi steep dinyatakan dengan persamaan matematis sebagai berikut: X(t) = A(t) …………………………………………………… (2.1) Fungsi ini apabila di gambarkan seperti terlihat pada gambar 2.6

Gambar 2.6 Fungsi Step

2. Masukkan fungsi ramp Fungsi ramp dapat dinyatakan dengan persamaan matematis sebagai berikut: X(t) = t U(t) T merupakan unit step X = 0, t < 0 X = t , t≥ 0 Fungsi ini digambarkan seperti terlihat pada gambar 2.7

Gambar 2.7 Fungsi Ramp

3. Masukkan fungsi sinus Fungsi sinus dapat dinyatakan dalam persamaan matematis sebagai berikut: X=0

,t < 0

X = A sin ωt ,t≥0 Fungsi sinus dapat digambarkan sebagai berikut :

Gambar 2.8 Fungsi Sinus Pada kasus thermometer, apabila memperoleh masukkan fungsi sinus dapat dijelaskan, missal mula-mula thermometer dalam keadaan setimbang dengan temperature cairan dalam bak X5. Mulai saat t=0, temparatur cairan dalam bak di ubah mengikuti bentuk fungsi sinus.

BAB III DATA PENGAMATAN 3.1 Respon Stabil Tabel 3.1 Hasil pembacaan pH terhadap respon proses stabil pada laju alir 4 L/menit Waktu (menit) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

pH yang terbaca Elektrik 6.05 6.08 6.11 6.13 6.15 6.17 6.19 6.20 6.21 6.25

Kertas pH 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

3.2 Respon Tidak Stabil Tabel 3.2 Hasil pembacaan pH terhadap respon proses tidak stabil laju alir 4 L/menit Waktu (menit) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10


Kertas pH 3 3 3 3 3 2 2 2 2 2

3.3 Respon Terhadap Fungsi Step Tabel 3.3 Hasil pembacaan pH terhadap respon fungsi step laju alir 4 L/menit pH yang terbaca

Waktu (menit) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Elektrik 2.09 2.14 2.25 2.43 2.58 2.76 2.96 3.15 3.40 3.50

Kertas pH 2 2 3 3 3 3 3 4 5 5

3.4 Respon Terhadap Fungsi Ramp Tabel 3.4 Hasil pembacaan pH terhadap respon fungsi ramp pada laju alir 2, 4, 6, 8 dan 10 L/menit setiap 2 menit sekali Laju Alir (L/menit) 2 4 6 8 10

pH yang terbaca Elektrik Kertas pH 4.68 5 4.82 5 5.34 6 5.70 6 6.01 6

3.5 Respon Terhadap Fungsi Sinus Tabel 3.5 Hasil pembacaan pH terhadap respon fungsi sinus pada laju alir 4 L/menit

Waktu (menit) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10


Kertas pH 4 3 3 3 3 2 2 2 2 2

BAB IV PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN 4.1 Pembahasan 7

pH terbaca

6.5 6 Elektrik

5.5

Kertas pH

5 4.5 0

2

4

6

8

10

Waktu (menit)

Grafik 4.1 Respon Proses Stabil

Dari grafik respon proses stabil di atas memperlihatkan bahwa, perubahan pH selama berjalannya waktu proses pengendalian berlangsung secara stabil dan menuju pada pH netral (antara 6 – 7). Hal tersebut dapat dilihat pada grafik 4.1 di atas dimana hasil pembacaan pH meter (elektrik) mengalami kenaikan yang stabil menuju pH netral. Tetapi hasil pembacaan pH pada kertas lakmus berangsur konstan selama waktu 10 menit yaitu pada pH 5, hal tersebut dikarenakan kertas lakmus kurang spesifik dalam membaca pH dibandingkan dengan pH meter. Kestabilan proses dan hasil bacaan berupa pH netral di atas dipengaruhi oleh bukaan tangki main yang berisi aquades pada alat pengendalian pH. Akibat dari bukaan tangki main tersebut larutan yang keluar dari tangki memiliki harga pH netral karena konsentrasi larutan aquades yang mengalir dari tangki main membuat suasana larutan dalam kondisi pH menjadi netral.

3.5

pH terbaca

3 2.5 Elektrik Kertas pH

2 1.5 0

2

4

6

8

10

Waktu (menit)

Grafik 4.2 Respon Proses tidak Stabil

Dari grafik respon tidak stabil di atas memperlihatkan bahwa harga pH selama berjalannya waktu menuju suasana asam. Hal ini dikarenakan larutan asam dalam tangki noise dialirkan. Sehingga menyebabkan larutan yang mengalir menjadi bersifat asam. Pada hasil pembacaan pH meter (elektrik) penurunan harga pH menuju suasana asam dari pH 3,16 menuju pH 2,08 berlangsung secara teratur selama berjalannya waktu dibandingkan dengan harga pH yang ditunjukan oleh kertas lakmus, hal ini dikarenakan pembacaan pH meter (elektrik) lebih spesifik dibandingkan dengan kertas lakmus.

6

pH terbaca

5 4 3

Elektrik Kertas pH

2 1 0

2

4

6

8

10

Waktu (menit)

Grafik 4.3 Respon Fungsi Step

Dari grafik respon fungsi step di atas menunjukan bahwa selama berjalannya waktu harga pH mengalami kenaikan dari suasana asam kuat menuju suasana asam lemah, yaitu dari pH 2 menuju ke pH 3,5. Hal ini dipengaruhi oleh bukaan pada tangki main, sehingga aquades mengalir selama berjalannya waktu dan menyebabkan larutan yang awalnya memiliki harga pH 2 menjadi pH 3,5. Pada grafik juga bisa dilihat bahwa perbandingan antara hasil pembacaan pH pada pH meter (elektrik) lebih spesifik dibandingkan dengan kertas lakmus.

6.5

pH Terbaca

6 5.5 5

Elektrik Kertas pH

4.5 4 0

2

4

6

8

10

Laju Alir (L/menit)

Grafik 4.4 Respon Fungsi Ramp

Pada fungsi ramp tangki noise dan tangki main keduanya terbuka dan laju alir kedua tangki tersebut sama yaitu 2, 4, 6, 8 dan 10. Artinya larutan asam yang keluar dari tangki noise dan larutan aquades yang keluar dari tangki main memiliki laju yang sama. Dari grafik terlihat bahwa semakin besar laju alir kedua tangki maka harga pH semakin naik yaitu dari pH 4,68 menjadi pH 6,01 (untuk pH meter) dan dari pH 5 menjadi pH 6 (untuk kertas lakmus). Kenaikan tersebut dipengaruhi oleh konsentrasi larutan aquades yang keluar dari tangki main lebih mendominasi dibandingkan dengan konsentrasi larutan asam yang keluar dari tangki noise sehingga harga pH menjadi besar.

5

pH terbaca

4 3 Elektrik Kertas pH

2 1 0

2

4

6

8

10

Waktu (menit)

Grafik 4.5 Respon Fungsi Sinus

Dari grafik respon fungsi sinus di atas terlihat bahwa selama berjalannya waktu harga pH semakin menurun (menuju suasana asam), yaitu dari harga pH 3,40 menjadi pH 2,29 (untuk pH meter) dan dari pH 4 menjadi pH 2 (untuk kertas lakmus). Hal tersebut dipengaruhi oleh tangki noise yang terbuka, sehingga larutan asam dari tangki noise mengalir keluar menuju tempat pengukuran pH. Akibatnya harga pH yang terukur menjadi semakin rendah dan bersifat asam.

4.2 Kesimpulan Adapun kesimpulan yang dapat di ambil dari pratikum pengendalian pH adalah: 1.

Pengukuran pH menggunakan pH meter lebih akurat dan spesifik dibandingkan dengan pengukuran pH menggunakan kertas lakmus.

2.

Pada respon proses stabil harga pH selama berjalanya waktu cenderung stabil.

3.

Pada respon proses tidak stabil harga pH selama berjalanya waktu cenderung menurun dan menuju harga pH asam.

4.

Pada respon fungsi step harga pH selama berjalanya waktu cenderung mengalami kenaikan menuju harga pH yang netral.

5.

Pada respon fungsi ramp harga pH semakin berbanding lurus dengan laju alir.

6.

Pada respon fungsi ramp semakin besar laju alir maka harga pH semakin besar.

7.

Pada respon fungsi sinus harga pH selama berjalanya waktu cenderung mengalami penurunan menuju harga pH dengan suasana lebih asam.

DAFTAR PUSTAKA

Tim Laboratorium,2012, Pengendalian pH, Laboratorium Komputasi dan Pengendalian Proses. Jurusan Teknik Kimia, Politeknik Negeri Lhokseumawe.

Pengendalian Ph

Recommend Documents