absorbsi co2 dengan larutan naoh perbaikan
TRANSCRIPT
8/10/2019 Absorbsi Co2 Dengan Larutan Naoh Perbaikan
http://slidepdf.com/reader/full/absorbsi-co2-dengan-larutan-naoh-perbaikan 1/20
Absorbsi Gas Karbon Dioksida dengan Larutan NaOH 1
Laboratorium Proses Kimia 2014
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Hampir semua reaksi kimia yang diterapkan dalam industri kimia melibatkan
bahan baku yang berbeda wujudnya, baik berupa padatan, gas maupun cairan. Oleh
karena itu, reaksi kimia dalam suatu industri dapat terjadi dalam fase ganda atau
heterogen, misalnya biner atau bahkan tersier (Coulson, 1996). Walaupun terdapat
perbedaan wujud pada bahan-bahan baku yang direaksikan, namun terdapat satu
fenomena yang selaluterjadi. Sebelum reaksi kimia berlangsung. Maka salahsatu atau
lebih bahan baku (reaktan) akan berpindah dari aliran utamanya menuju ke lapisan
antarfase/batas atau menuju aliran utama bahan baku yang lain yang berada di fase
yang berbeda.
Absorpsi gas-cair merupakan proses heterogen yang melibatkan perpindahan
komponen gas yang dapat larut menuju penyerap yang biasanya berupa cairan yang
tidak mudah menguap (Franks, 1967). Reaksi kimia dalam proses absorpsi dapat
terjadi di lapisan gas, lapisan antarfase, lapisan cairan atau bahkan badan utama
cairan, tergantung pada konsentrasi dan reaktifitas bahan-bahan yang direaksikan.
Untuk memfasilitasi berlangsungnya tahapan-tahapan proses tersebut, biasanya proses absorpsi dijalankan dalam reactor tangki berpengaduk bersparger, kolomg
elembung (bubble column) atau kolom yang berisi tumpukan partikel inert ( packed
bed column). Proses absorpsi gas-cair dapat diterapkan pada pemurnian gas sintesis,
recovery beberapa gas yang masih bermanfaat dalam gas buang atau bahkan pada
industri yang melibatkan pelarutan gas dalam cairan, seperti H2SO4, HCl, HNO3,
formadehid dll(Coulson, 1996).Absorpsi gas CO2 dengan larutan hidroksid yang kuat
merupakan proses absorpsi yang disertai dengan reaksi kimia order 2 antara CO2 dan
ion OH-membentuk ionCO3
2-dan H2O.Sedangkan reaksi antara CO2 dengan CO3
2-
membentuk ion HCO3- biasanya diabaikan (Danckwerts, 1970; Juvekardan Sharma,
1972). Namun, menurut Rehmet al . (1963) proses ini juga biasa dianggap mengikuti
reaksi order 1 jika konsentrasi larutan NaOH cukup rendah (encer).
8/10/2019 Absorbsi Co2 Dengan Larutan Naoh Perbaikan
http://slidepdf.com/reader/full/absorbsi-co2-dengan-larutan-naoh-perbaikan 2/20
Absorbsi Gas Karbon Dioksida dengan Larutan NaOH 2
Laboratorium Proses Kimia 2014
Perancangan reaktor kimia dilakukan berdasarkan pada permodelan
hidrodinamika reaktor dan reaksi kimia yang terjadi di dalamnya. Suatu model
matematika merupakan bentuk penyederhanaan dari proses sesungguhnya di dalam
sebuah reaktor yang biasanya sangat rumit (Levenspiel, 1972). Reaksi kimia biasanya
dikaji dalam suatu proses batch berskala laboratorium dengan mempertimbangkan
kebutuhan reaktan, kemudahan pengendalian reaksi, peralatan, kemudahan
menjalankan reaksi dan analisis, dan ketelitian.
1.2 Perumusan Masalah
1. Bagaimana pengaruh konsentrasi NaOH terhadap jumlah CO2 yang
terserap pada berbagai waktu reaksi?
2. Bagaimana pengaruh konsentrasi NaOH terhadap nilai tetapan
perpindahan massa CO2 fase gas (k Ga)?
3. Bagaimana pengaruh konsentrasi NaOH terhadap nilai tetapan
perpindahan massa CO2 fase cair (k La)?
4. Bagaimana pengaruh konsentrasi NaOH terhadap nilai tetapan
reaksi antara CO2 dan NaOH (k 2)?
1.3 Tujuan Percobaan
Setelah melakukan percobaan ini, mahasiswa mampu menjelaskan
mengenai beberapa hal berikut:
1. Pengaruh konsentrasi NaOH terhadap jumlah CO2 yang terserap pada
berbagai waktu reaksi.
2. Pengaruh konsentrasi NaOH terhadap nilai tetapan perpindahan massa CO2
fase gas (k Ga).
3. Pengaruh konsentrasi NaOH terhadap nilai tetapan perpindahan massa CO2
fase cair (k La).
4. Pengaruh konsentrasi NaOH terhadap nilai tetapan reaksi antara CO2 dan
NaOH (k 2).
8/10/2019 Absorbsi Co2 Dengan Larutan Naoh Perbaikan
http://slidepdf.com/reader/full/absorbsi-co2-dengan-larutan-naoh-perbaikan 3/20
Absorbsi Gas Karbon Dioksida dengan Larutan NaOH 3
Laboratorium Proses Kimia 2014
1.4 Manfaat Percobaan
1. Mengetahui pengaruh konsentrasi NaOH terhadap jumlah CO2
yang terserap pada berbagai waktu reaksi.
2. Mengetahui pengaruh konsentrasi NaOH terhadap nilai tetapan
perpindahan massa CO2 fase gas (k Ga).
3. Mengetahui pengaruh konsentrasi NaOH terhadap nilai tetapan
perpindahan massa CO2 fase cair (k La).
4. Mengetahui pengaruh konsentrasi NaOH terhadap nilai tetapan
reaksi antara CO2 dan NaOH (k 2).
8/10/2019 Absorbsi Co2 Dengan Larutan Naoh Perbaikan
http://slidepdf.com/reader/full/absorbsi-co2-dengan-larutan-naoh-perbaikan 4/20
Absorbsi Gas Karbon Dioksida dengan Larutan NaOH 4
Laboratorium Proses Kimia 2014
absorber
stri
r
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Absorbsi
Absorbsi merupakan salah satu proses separasi dalam industri kimia dimana
suatu campuran gas dikontakkan dengan suatu cairan penyerap tertentu sehingga satu
atau lebih komponen gas tersebut larut dalam cairannya. Absorbsi dapat terjadi
melalui dua mekanisme, yaitu absorbsi fisik dan absorbsi kimia.
Absorbsi fisik merupakan suatu proses yang melibatkan peristiwa pelarutan
gas dalam larutan penyerap, namun tidak disertai dengan reaksi kimia. Contoh proses
ini adalah absorbsi gas H2S dengan air, methanol, propilen karbonase. Penyerapan
terjadi karena adanya interaksi fisik. Mekanisme proses absorbsi fisik dapat
dijelaskan dengan beberapa model, yaitu: teori dua lapisan (two films theory) oleh
Whiteman (1923), teori penetrasi oleh Dankcwerts dan teori permukaan terbaharui.
Absorbsi kimia merupakan suatu proses yang melibatkan peristiwa pelarutan
gas dalam larutan penyerap yang disertai dengan reaksi kimia. Contoh peristiwa ini
adalah absorbsi gas CO2 dengan larutan MEA, NaOH, K 2CO3 dan sebagainya.
Aplikasi dari absorbsi kimia dapat dijumpai pada proses penyerapan gas CO2 pada pabrik Amonia seperti yang terlihat pada gambar 2.1
Gambar 2.1.Proses absorpsi dan desorpsi CO2 dengan pelarut MEA di pabrik Amonia
8/10/2019 Absorbsi Co2 Dengan Larutan Naoh Perbaikan
http://slidepdf.com/reader/full/absorbsi-co2-dengan-larutan-naoh-perbaikan 5/20
Absorbsi Gas Karbon Dioksida dengan Larutan NaOH 5
Laboratorium Proses Kimia 2014
Gas bulk flow Gas film
pai
A*
Liq. film Liq. bulk flow
pg
Proses absorpsi dapat dilakukan dalam tangki berpengaduk yang dilengkapi
dengan sparger, kolom gelembung (bubble column), atau dengan kolom yang berisi
packing yang inert (packed column) atau piringan (tray column). Pemilihan peralatan
proses absorpsi biasanya didasarkan pada reaktifitas reaktan (gas dan cairan), suhu,
tekanan, kapasitas, dan ekonomi.
2.2 Analisis Perpindahan Massa dan Reaksi dalam Proses Absorpsi Gas oleh
Cairan
Secara umum, proses absorpsi gas CO2 kedalam larutan NaOH yang disertai
reaksi kimia berlangsung melalui empat tahap, yaitu perpindahan massa CO2 melalui
lapisan gas menuju lapisan antarfase gas-cairan, kesetimbangan antara CO2 dalam
fase gas dan dalam faselarutan, perpindahan massa CO2 dari lapisan gas kebadan
utama larutan NaOH dan reaksi antara CO2 terlarut dengan gugus hidroksil (OH-).
Skema proses tersebutdapatdilihat pada Gambar 2.2.
Gambar2.2.Mekanismeabsorpsi gas CO2dalamlarutanNaOH
Laju perpindahan massa CO2 melalui lapisan gas:
Ra kga ( pg pai) (1)
Kesetimbangan antara CO2 dalam fase gas dan dalam fase larutan :
8/10/2019 Absorbsi Co2 Dengan Larutan Naoh Perbaikan
http://slidepdf.com/reader/full/absorbsi-co2-dengan-larutan-naoh-perbaikan 6/20
Absorbsi Gas Karbon Dioksida dengan Larutan NaOH 6
Laboratorium Proses Kimia 2014
A* H . pai (2)
dengan H pada suhu 30oC = 2,88 10
-5g mole/cm
3. atm.
Laju perpindahan massa CO2 dari lapisan gas ke badan utama larutan NaOH dan
reaksi antara CO2 terlarut dengan gugus hidroksil:
Ra [ A*]a D A
.k 2.[OH ] (3)
Keadaan batas :
CO2 dan [OH-], yaitu = 2
Di fase cair,reaksi antara CO2 dengan larutan NaOHterjadi melalui beberapa tahapan
proses:
Langkah d dan e biasanya berlangsung dengan sangat cepat, sehingga proses
absorpsi biasanya dikendalikan oleh peristiwa pelarutan CO2 ke dalam larutan NaOH
terutama jika CO2 diumpankan dalam bentuk campuran dengan gas lain atau
Dengan z adalah koefisien reaksi kimia antara
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
8/10/2019 Absorbsi Co2 Dengan Larutan Naoh Perbaikan
http://slidepdf.com/reader/full/absorbsi-co2-dengan-larutan-naoh-perbaikan 7/20
Absorbsi Gas Karbon Dioksida dengan Larutan NaOH 7
Laboratorium Proses Kimia 2014
dikendalikan bersama-sama dengan reaksi kimia pada langkah c (Juvekar dan
Sharma, 1973).
Eliminasi A* dari persamaan 1, 2 dan 3 menghasilkan :
Jika nilai k L sangat besar, maka: D A .k 2 .[OH ]
k L
1 , sehingga persamaan di atas
menjadi:
Jika keadaan batas (b) tidak dipenuhi, berarti terjadi pelucutan [OH-] dalam
larutan.Hal ini berakibat:
Dengan demikian, maka laju absorpsi gas CO2 ke dalam larutan NaOH akan
mengikuti persamaan:
Ra a. H. pg ..k L
1 a. H..k L
k Ga
(7)
Dengan adalah enhancement faktor yang merupakan rasio antara koefisien transfer
massa CO2 pada fase cair jika absorpsi disertai reaksi kimia dan tidak disertai reaksi
kimia seperti dirumuskan oleh Juvekar dan Sharma (1973)
(4)
(5)
(6)
(8)
8/10/2019 Absorbsi Co2 Dengan Larutan Naoh Perbaikan
http://slidepdf.com/reader/full/absorbsi-co2-dengan-larutan-naoh-perbaikan 8/20
Absorbsi Gas Karbon Dioksida dengan Larutan NaOH 8
Laboratorium Proses Kimia 2014
OH
Nilai diffusivitas efektif ( D A) CO2 dalam larutan NaOH pada suhu 30oC adalah 2,1
10-5
cm2/det (Juvekardan Sharma, 1973).
Nilai k Ga dapat dihitung berdasarkan pada absorbsi fisik dengan meninjau
perpindahan massa total CO2 ke dalam larutan NaOH yang terjadi pada selang waktu
tertentu di dalam alat absorpsi. Secara teoritik, nilai k Ga harus memenuhi persamaan :
Dalam bentuk bilangan tak berdimensi k Ga dapat dihitung menurut persamaan (Kumoro
dan Hadiyanto, 2000) :
Jika tekanan operasi cukup rendah, maka plm dapat didekati dengan p = pin-pout .
Sedangkan nilai k la dapat dihitung secara empirik dengan persamaan (Zheng dan and
Xu, 1992)
k dp
Jika laju reaksi pembentukan Na2CO3 jauh lebih besar dibandingkan dengan
laju difusi CO2 ke dalam larutan NaOH, maka konsentrasi CO2 pada batas film cairan
dengan badan cairan adalah nol. Hal ini disebabkan oleh konsumsi CO2yang sangat
(9)
(10)
8/10/2019 Absorbsi Co2 Dengan Larutan Naoh Perbaikan
http://slidepdf.com/reader/full/absorbsi-co2-dengan-larutan-naoh-perbaikan 9/20
Absorbsi Gas Karbon Dioksida dengan Larutan NaOH 9
Laboratorium Proses Kimia 2014
3
cepat selama reaksi sepanjang film. Dengan demikian, tebal film (x) dapat ditentukan
persamaan:
x D A.( pin pout )
mol (CO2
). R.T
(12)
2.3 Teori Lapisan Film
Teori lapisan film dapat dijelaskan seperti gambar di bawah ini :
Gambar 2.3 : Lapisan Film
Lapisan gas film ini dalam keadaan diam mempunyai ketebalan tertentu, di mana
ketebalan ini tergantung dari derajat turbulensi dari gas, demikian pula halnya dengan lapisan
film cair. Mekanisme perpindahan gas- gas molekul kedua lapisan film ini hanya dipengaruhi
oleh diffusi Eddy dan konveksi. Koefisien perpindahan massa pada umumnya dipengaruhi oleh
beberapa factor antara lain : temperatur, konsentrasi dan derajat turbulensi. Suhu atau
temperatur berpengaruh kepada koefisien difusi dan viskositas, dimana dengan meningkatnyatemperatur, koefisien difusi akan meningkat dan sebaliknya viskositas akan menurun dengan
meningkatnya temperatur. Konsentrasi yang meningkat menyebabkan viskositas naik dan
koefisien difusi menurun. Derajat turbulensi berpengaruh pada koefisien perpindahan massa
dan ketebalan lapisan film, dengan naiknya derajat turbulensi akan menurunkan atau
menipiskan lapisan film dan meningkatkan koefisien perpindahan massa.
8/10/2019 Absorbsi Co2 Dengan Larutan Naoh Perbaikan
http://slidepdf.com/reader/full/absorbsi-co2-dengan-larutan-naoh-perbaikan 10/20
Absorbsi Gas Karbon Dioksida dengan Larutan NaOH 10
Laboratorium Proses Kimia 2014
BAB III
PELAKSANAAN PERCOBAAN
3.1 Bahan dan Alat yang Digunakan
1. Bahan yang digunakan
a. Kristal Natrium Hidroksida (NaOH)
b. Cairan gas karbondioksida (CO2) yang disimpan di tabung bertekanan
c. Udara
d. Aquadest (H2O)
e. Reagent untuk analisis yaitu larutan HCl 0,1 N dan indikator PP dan
MO
2. Alat yang digunakan
Rangkaian alat praktikum absorbsi terlihat pada gambar 3.1
Gambar 3.1 Rangkaian Alat Utama
8/10/2019 Absorbsi Co2 Dengan Larutan Naoh Perbaikan
http://slidepdf.com/reader/full/absorbsi-co2-dengan-larutan-naoh-perbaikan 11/20
Absorbsi Gas Karbon Dioksida dengan Larutan NaOH 11
Laboratorium Proses Kimia 2014
3.2 Variabel Operasi
a. Variabel tetap
1. Tekanan CO2 : 6 atm
2. Suhu : 30 oC
3. Laju alir NaOH : 0,015 L/menit
b. Variabel berubah
Konsentrasi NaOH : 0,5 N ; 0,75 N ; 1 N
3.3 Respon Uji Hasil
Konsentrasi ion CO32-
dalam larutan sampel dan CO2 yang terserap
3.4 Prosedur Percobaan
400 gram NaOH ditimbang dan dilarutkan dalam 10 L aquadest. Selanjutnya
larutan NaOH ditampung dalam tangki 1 untuk digunakan sebagai larutan penyerap.
Langkah berikutnya adalah penentuan fraksi ruang kosong di dalam kolom absorpsi.
Pertama, larutan NaOH dialirkan dari bak penampung 2 ke dalam kolom absorpsi
pastikan kran di bawah kolom absorpsi dalam keadaan tertutup agar larutan NaOH
tidak keluar dari kolom absorpsi. Kemudian, kran dimatikan jika tinggi cairan di
dalam kolom tepat setinggi tumpukan packing. Setelah cairan tepat menempati ruang
packing, cairan dikeluarkan dari dalam dalam kolom dengan membuka kran di
bawah kolom. Cairan tersebut ditampung dank ran ditutup kembali apabila cairan
dalam kolom tepat berada pada packing bagian paling bawah. Ukur volume cairan
yang telah ditampung, catat volume cairan tersebut sebagai volume ruang kosong
dalam kolom absorbsi (Vvoid). Selanjutnya fraksi ruang kosong dapat ditentukan
dengan ,dimana . Langkah tersebut diulang untuk variabel
yang lain.
Setelah didapat fraksi ruang kosong di dalam kolom absorbs, maka langkah
berikutnya adalah melakukan proses absorbsi. NaOH 1 N dipompa dan diumpankan
ke dalam kolom melalui bagian atas kolom pada laju alir 0,015 L/menit hingga
keadaan mantap tercapai. Kemudian, gas CO2 dialirkan melalui bagian bawah kolom.
8/10/2019 Absorbsi Co2 Dengan Larutan Naoh Perbaikan
http://slidepdf.com/reader/full/absorbsi-co2-dengan-larutan-naoh-perbaikan 12/20
Absorbsi Gas Karbon Dioksida dengan Larutan NaOH 12
Laboratorium Proses Kimia 2014
Ukur beda ketinggian cairan dalam manometer 1 dan manometer 2 jika aliran gas
sudah steady. Selanjutnya, setiap 1 menit, sampel cairan dari dasar kolom yang
keluar dari kolom absorbsi diambil 10 mL untuk dianalisa kadar ion karbonatnya
atau kandungan NaOH bebasnya. Pengambilan sampel dilakukan selama 10 menit.
Percobaan diulang untuk harga variabel yang berbeda.
Prosedur untuk analisa kadar ion karbonat atau kandungan NaOH bebasnya
mengikuti langkah seperti berikut.. Pertama, sebanyak 10 mL sampel cairan
ditempatkan dalam gelas Erlenmeyer 100 mL. Kemudian, indikator fenolpthalein
(PP) ditambahkan sampai warna merah jambu. Titrasi sampel dengan larutan HCl 0,1
N sampai warna merah hamper hilang. Catat kebutuhan titran (a). Maka mol HCl = a
x 0,1 mmol. Setelah itu, indikator metil jingga (MO) ditambahkan sebanyak 2-3 tetes
dan titrasi dilanjutkan kembali sampai warna jingga berubah menjadi merah. Catat
kebutuhan titran (b). kebutuhan HCl dapat dihitung dengan b x 0,1 mmol. Jumlah
NaOH bebas dihitung dengan (2a-b) x 0,1 mmol di dalam 10 mL sampel. Maka
konsentrasi NaOH bebasnya = (2a-b) x 0,01 mol/L.
8/10/2019 Absorbsi Co2 Dengan Larutan Naoh Perbaikan
http://slidepdf.com/reader/full/absorbsi-co2-dengan-larutan-naoh-perbaikan 13/20
Absorbsi Gas Karbon Dioksida dengan Larutan NaOH 13
Laboratorium Proses Kimia 2014
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
0.5
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
C O 2 y a n g T e r s e r a p ( m o l )
Waktu (menit)
NaOH 1 N
NaOH 0,75 N
NaOH 0,5 N
BAB IV
PEMBAHASAN
IV.2 Pembahasan
IV.2.1 Pengaruh Konsentrasi NaOH terhadap Jumlah CO2 yang Terserap pada
Berbagai Waktu
Pengaruh konsentrasi NaOH terhadap jumlah CO2 yang terserap pada
berbagai waktu dapat dilihat pada gambar 4.1
Gambar 4.1: Hubungan konsentrasi NaOH terhadap jumlah CO2 yang terserap
pada berbagai waktu
Gambar 4.1 diatas menunjukkan hubungan antara konsentrasi NaOH
dengan CO2 yang terserap. Dari grafik tersebut dapat dilihat bahwa pada
konsentrasi NaOH 1 N, CO2 yang terserap paling banyak. Berdasarkan grafik di
atas dapat disimpulkan bahwa semakin besar konsentrasi NaOH maka CO2 yang
terserap semakin tinggi. Hal ini dikarenakan pada konsentrasi NaOH yang
tinggi, jumlah molekul NaOH yang terlarut sebagai sorben menjadi lebih banyak
sehingga akan semakin banyak molekul NaOH yang dapat bereaksi dan
mengikat CO2. Jumlah CO2 yang terserap pada ketiga konsentrasi pada suatu
waktu tertentu akan menuju nilai konstan (Maarif, Fuad dan Januar Arif, 2008).
8/10/2019 Absorbsi Co2 Dengan Larutan Naoh Perbaikan
http://slidepdf.com/reader/full/absorbsi-co2-dengan-larutan-naoh-perbaikan 14/20
Absorbsi Gas Karbon Dioksida dengan Larutan NaOH 14
Laboratorium Proses Kimia 2014
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1
K g a x 1 0 - 3 ( 1 / m 3 . m e n i t )
Konsentrasi NaOH (N)
IV.2.2 Pengaruh Konsentrasi NaOH terhadap Nilai Kga
Larutan NaOH adalah fase cairnya sedangkan gas CO2 adalah fase gasnya.
Oleh karena itu ada hubungan antara larutan NaOH dengan gas CO2 yang berupa
koefisien perpindahan massa interfase gas (Kga), hubungannya dapat dilihat pada
Gambar 4.2 berikut :
Gambar 4.2: Hubungan konsentrasi NaOH terhadap nilai Kga
Berdasarkan grafik di atas dapat disimpulkan bahwa kenaikan konsentrasilarutan penyerap (NaOH) dapat meningkatkan koefisien perpindahan massa antar
fase gas-cair (Kga). Hal ini terjadi karena semakin tinggi konsentrasi NaOH,
maka semakin dekat jarak antar molekul NaOH yang terlarut sehingga peluang
terjadinya tumbukan molekul NaOH dengan CO2 juga semakin besar dan kontak
fase antara gas dengan cairan semakin baik. Dengan demikian, maka jumlah gas
yang dapat berpindah dari fase gas menuju fase cair juga semakin besar.
Kemampuan gas untuk berpindah dari fase gas menuju cairan dibatasi oleh daya
larut maksimum gas tersebut dalam cairan yang berkontak dengannya (Kumoro
dan Hadiyanto, 2000).
8/10/2019 Absorbsi Co2 Dengan Larutan Naoh Perbaikan
http://slidepdf.com/reader/full/absorbsi-co2-dengan-larutan-naoh-perbaikan 15/20
Absorbsi Gas Karbon Dioksida dengan Larutan NaOH 15
Laboratorium Proses Kimia 2014
IV.2.3 Pengaruh Konsentrasi NaOH terhadap Nilai K 2
Percobaan ini merupakan jenis absorpsi yang disertai reaksi kimia
didalamnya. Reaksi kimia berjalan dengan konstanta kecepatan reaksi (K). Untuk
menunjukkan bagaimana hubungan antara konsentrasi dengan konstanta
kecepatan reaksi, maka perlu dilakukan perhitungan terlebih dahulu untuk
mencari harga A. Menurut Arhenius, =
−
, dengan harga Ea untuk reaksi
antara NaOH dengan CO2 adalah 8,06 kJ/mol (Levenspiel, 1972) dan suhu
operasi adalah 303 K (30oC) maka harga A dapat dihitung untuk berbagai nilai k.
Harga A ini merupakan fungsi dari konsentrasi dimana semakin besar A maka
konsentrasi NaOH akan semakin besar pula. Dengan begitu pengaruh konsentrasi
NaOH dengan nilai konstanta kecepatan reaksi dapat ditentukan. Hubungan
antara nilai k dengan A dapat dilihat pada gambar 4.3.
Gambar 4.3: Hubungan konsentrasi NaOH terhadap nilai K 2
Pada grafik di atas dapat dilihat hubungan antara nilai k dengan nilai A.
Semakin besar nilai k maka harga A (faktor tumbukan) semakin besar. Hal
tersebut menunjukkan bahwa konsentrasi molekul NaOH yang terlarut semakin
banyak dan jaraknya semakin rapat seiring dengan meningkatnya nilai konstanta
kecepatan reaksi antara NaOH dan CO2. (Levenspiel, 1972)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4
F a k t o r T u m b u k a n
Konstanta Kecepatan Reaksi (L/mol.menit)
8/10/2019 Absorbsi Co2 Dengan Larutan Naoh Perbaikan
http://slidepdf.com/reader/full/absorbsi-co2-dengan-larutan-naoh-perbaikan 16/20
Absorbsi Gas Karbon Dioksida dengan Larutan NaOH 16
Laboratorium Proses Kimia 2014
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1
K l a x 1 0 - 7 ( m o l / m 3 . P a )
Konsentrasi (N)
IV.2.4 Pengaruh Konsentrasi NaOH terhadap Nilai Kla
Selain hubungan dengan nilai Kga, ada pula hubungan antara konsentrasi
NaOH dengan nilai Kla yang merupakan koefisien perpindahan massa interfase
cair. Hubungannya terlihat dalam gambar 4.4 berikut :
Gambar 4.4: Hubungan konsentrasi NaOH terhadap nilai Kla
Pada Gambar 4.4 dapat dilihat bahwa nilai Kla naik seiring dengan
meningkatnya konsentrasi NaOH. Pada konsentrasi NaOH yang tinggi jumlah
molekul NaOH sebagai sorben menjadi lebih banyak sehingga akan semakin banyak molekul NaOH yang bereaksi dengan CO2. Semakin banyak reaksi
antara NaOH dengan CO2 akan semakin banyak pula perpindahan massa
interfase cair (Kla) yang terjadi (Anonim, 2014).
8/10/2019 Absorbsi Co2 Dengan Larutan Naoh Perbaikan
http://slidepdf.com/reader/full/absorbsi-co2-dengan-larutan-naoh-perbaikan 17/20
Absorbsi Gas Karbon Dioksida dengan Larutan NaOH 17
Laboratorium Proses Kimia 2014
BAB V
PENUTUP
V.1 Kesimpulan1. Semakin besar konsentrasi NaOH maka jumlah CO2 yang terserap semakin
banyak.
2. Semakin besar konsentrasi NaOH, nilai Kga akan semakin besar.
3. Semakin besar konsentrasi NaOH, nilai K2 akan semakin besar.
4. Jumlah CO2 yang terserap akan semakin banyak kemudian konstan seiring
berjalannya proses absorbsi.
5. Semakin besar konsentrasi NaOH, nilai Kla akan semakin besar.
V.2 Saran
1. Penggunaan valve yang baik agar mudah dalam pengaturan laju alir NaOH.
2. Jaga valve untuk laju alir NaOH diatur sesuai dengan variable yang ditentukan agar
tetap konstan.
3. Jaga tekanan pada tangki CO2 agar CO2 yang keluar tidak berlebihan.
4. Jaga tekanan pada kompresor agar raksa yang ada pada inverted manometer tidak
keluar ke pipa pembuangan
8/10/2019 Absorbsi Co2 Dengan Larutan Naoh Perbaikan
http://slidepdf.com/reader/full/absorbsi-co2-dengan-larutan-naoh-perbaikan 18/20
Absorbsi Gas Karbon Dioksida dengan Larutan NaOH 18
Laboratorium Proses Kimia 2014
DAFTAR PUSTAKA
Arai, 2007, Absorbsi Gas CO2 Dengan NaOH,
http://tekimerzitez.wetpaint.com/page/Absorbsi+CO2+Dengan+NaOH?t=anon
Coulson, J.M. dan Richardson, J.F., 1996, Chemical Engineering: Volume 1: Fluid
th
flow, heat transfer and mass transfer, 5
UK.
ed. Butterworth Heinemann, London,
Danckwerts, P.V. dan Kennedy, B.E., 1954, Kinetics of liquid-film process in gas
absorption. Part I: Models of the absorption process, Transaction of the
Institution of Chemical Engineers, 32:S49-S52.
Danckwerts, P.V., 1970, Gas Liquid Reactions, McGraw-Hill Book Company, Inc.,
New York, pp. 42-44,
Fatih, Selvy, dan Tri Wulandari, 2009, Absorbsi Gas CO2 Dengan NaOH, Laporan
Resmi Praktikum Unit Proses, IV, 12-13.
Franks, R.G.E., 1967, Mathematical modeling in chemical engineering. John Wiley
and Sons, Inc., New York, NY, USA, pp. 4-6.
Higbie, R., 1935, The rate of absorption of a pure gas into a still liquid during short
period of exposure, Transaction of the Institution of Chemical Engineers,
31,365-388.
Juvekar, V. A. dan Sharma, M.M., 1972, Absorption of CO, in a suspension of lime,
Chemical Engineering Science, 28, 825-837.
Kumoro dan Hadiyanto, 2000, Absorpsi Gas Karbondioksid dengan Larutan Soda
Api dalam Unggun Tetap, Forum Teknik, 24 (2), 186-195. nd
Levenspiel, O., 1972, Chemical reaction engineering, 2
Inc., New York, NY, USA, pp. 210-213, 320-326.
ed. John Wiley and Sons,
8/10/2019 Absorbsi Co2 Dengan Larutan Naoh Perbaikan
http://slidepdf.com/reader/full/absorbsi-co2-dengan-larutan-naoh-perbaikan 19/20
Absorbsi Gas Karbon Dioksida dengan Larutan NaOH 19
Laboratorium Proses Kimia 2014
Olutoye, M. A. dan Mohammed, A., 2006, Modelling of a Gas-Absorption Packed
Column for Carbon Dioxide-Sodium Hydroxide System, African Union Journal
of Technology, 10(2),132-140
Rehm, T. R., Moll, A. J. and Babb, A. L., 1963, Unsteady State Absorption ofCarbon
Dioxide by Dilute Sodium Hydroxide Solutions, American Institute of Chemical
Engineers Journal , 9(5), 760-765.
Zheng, Y. and Xu, X. (1992), Study on catalytic distillation processes. Part I. Mass
transfer characteristics in catalyst bed within the column, Transaction of the
Institution of Chemical Engineers, (Part A) 70, 459 – 464.
8/10/2019 Absorbsi Co2 Dengan Larutan Naoh Perbaikan
http://slidepdf.com/reader/full/absorbsi-co2-dengan-larutan-naoh-perbaikan 20/20
Absorbsi Gas Karbon Dioksida dengan Larutan NaOH 20
Laboratorium Proses Kimia 2014
INTISARI
Absorbsi merupakan salah satu proses separasi dalam industri kimia dimana suatu campuran gas
saling kontak dengan suhu cairan penyerap tertentu sehingga satu atau lebih komponen gas tersebutlarut dalam cairannya. Percobaan absorbsi CO2 dengan NaOH bertujuan untuk mempelajari pengaruhkonsentrasi NaOH terhadap jumlah CO2 terserap, menentukan besar koefisien perpindahan massa pada
proses absorbsi, dan tetapan laju reaksi CO2 dan NaOH. Pada percobaan ini, variable berubah adalah konsentrasi NaOH yaitu 1 N; 0,75 N; dan 0,5 N.
Beda waktu pengambilan sampel yaitu 1 menit dan tekanan operasi 1 atm. Sedangkan variabel tetapnya
adalah laju alir NaOH (15 ml/menit). Percobaan ini diawali dengan membuat larutan induk NaOH 1 N;0,75 N; dan 0,5 N sebanyak 10 liter. Kemudian NaOH dipompa ke bagian atas menara. Lalu gas CO2 dialirkan ke bagian bawah absorber dan NaOH dialirkan ke kolom packed sesuai dengan variabelberubah. Larutan NaOH dan CO2 dibiarkan saling kontak. Sebanyak 10 ml sampel yaitu campuranantara NaOH dengan CO2 diambil dari bagian dasar menara dengan interval 1 menit dan dianalisiskadar CO3
2-dengan cara titrasi acidi alkalimetri.
Dari hasil percobaan didapatkan hasil semakin besar konsentrasi NaOH maka semakin besar CO2 yang terserap, dikarenakan semakin banyak jumlah molekul NaOH yang dapat mengikat CO2 sehingga
CO2 pun akan semakin banyak terserap. Semakin besar konsentrasi NaOH maka nilai Kla dan nilai Kgaakan semakin besar, hal tersebut dikarenakan semakin banyaknya CO2 yang terserap. Selain itu, semakinbesar konsentrasi NaOH, Semakin besar nilai k maka harga A (faktor tumbukan) semakin besar. Hal
tersebut menunjukkan bahwa konsentrasi molekul NaOH yang terlarut semakin banyak dan jaraknya semakin rapat seiring dengan meningkatnya nilai konstanta kecepatan reaksi antara NaOH dan CO2.
Kesimpulan dari percobaan ini adalah semakin besar konsentrasi NaOH maka nilai Kla, Kga dan K akan semakin besar serta CO2 yang terserap akan semakin banyak. Saran yang dapat diberikan antaralain penggunaan valve yang baik sehingga mudah dalam pengaturan laju alir, menjaga valve sehinggadapat memperoleh laju alir yang konstan dan melakukan titrasi dengan teliti sesuai dengan warna yangdiperoleh.