absorpsi

A. TUJUAN :1. Menentukan kurva penyerapan gas CO2 oleh NaOH melalui kolom isian2. Menentukan pengaruh laju alir dan temperatur terhadap proses absorpsi

CO2 oleh NaOH

B. DASAR TEORI :

Gambar 1. Kolom absorber

Absorpsi merupakan proses yang terjadi ketika suatu komponen gas

(absorbat) berdifusi ke dalam cairan (absorben) dan membentuk suatu larutan.

Prinsip dasar dari absorpsi adalah memanfaatkan besarnya difusivitas molekul-

molekul gas pada larutan tertentu dan dapat dilakukan pada gas-gas atau cairan

yang relatif berkonsentrasi rendah maupun yang berkonsentrasi tinggi

(konsentrat). Bila campuran gas dikontakkan dengan cairan yang mampu

melarutkan salah satu komponen dalam gas tersebut dan keduanya dikontakkan

dalam jangka waktu yang cukup alam pada suhu tetap, maka akan terjadi suatu

kesetimbangan dimana tidak terdapat lagi perpindahan massa. Driving force

dalam perpindahan massa ini adalah tingkat konsentrasi gas terlarut (tekanan

parsial) dalam total gas melebihi konsentrasi kesetimbangan dengan cairan pada

setiap waktu.

Sebagai contoh adalah penyerapan ammonia dari campuran ammonia-

udara oleh zat inert. Campuran amonia-udara dengan konsentrasi tertentu

memasuki bagian bawah kolom absorpsi, bergerak anik secara berlawanan arah

(countercurrent) dengan zat inert yang bergerak turun melalui bagian atas

kolom, gas amonia yang terlarut dalam udara yang keluar akan turun dan

sementara konsentrasi amonia dalam zat inert akan naik. Setelah absorspsi

terjadi, maka zat inert akan diregenerasi kembali dengan cara distilasi sehingga

gas amonia yang terbawa dapat terlepas dari gas inert. Selanjutnya zat inert akan

digunakan kembali untuk penyerapan amonia yang masih tersisa di campuran

amonia-udara. Hal yang perlu diketahui dalam aplikasi absorpsi adalah bahwa

laju absorpsi dapat ditingkatkan dengan cara memperluas permukaan kontak.

Berdasarkan interaksi antara absorbent dan absorbate, absorpsi

dibedakan menjadi:

Absorpsi Fisika

komponen yang diserap pada absorpsi ini memiliki kelarutan yang lebih

tinggi (dibanding komponen gas lain) dengan pelarut (absorben) tanpa

melibatkan reaksi kimia.

Contoh: Absorpsi menggunakan pelarut shell sulfinol, SelexolTM, RectisolTM

(LURGI), flour solvent (propylene carbonate).

Absorpsi Kimia

melibatkan reaksi kimia saat absorben dan absorbat berinteraksi. Reaksi

yang terjadi dapat mempercepat laju absorpsi, serta meningkatkan

kapasitas pelarut untuk melarutkan komponen terlarut.

Contoh: Absorpsi yang menggunakan pelarut MEA, DEA, MDEA, Benfield

Process (Kalium Karbonat)

C. ALAT DAN BAHAN :1. Alat :

- Bola hisap- Botol semprot- Buret- Corong

- Gelas kimia- Koil pemanas- Labu erlenmeyer- Pipet seukuran- Pipet tetes- Satu set alat absorpsi- Tabung gas CO2

2. Bahan :- Aquadest- Boraks- HCl- Indikator pp- Kertas isap- NaOH- Tissue

D. PROSEDUR KERJA :1. Pembuatan Larutan Boraks 0,05 M

- Melakukan penimbangan 1,9069 gram boraks- Melarutkan boraks dalam labu takar 100 mL- Menandabataskan larutan boraks yang terdapat dalam labu takar

2. Standarisasi larutan HCl- Menyiapkan buret dan mengisinya dengan larutan HCl- Memipet 10 mL larutan boraks yang telah dibuat kedalam erlenmeyer- Menambahkan ± 3 tetes indikator pp- Melakukan titrasi larutan boraks dengan HCl sampai terjadi

perubahan warna dari merah muda menjadi tidak berwarna

3. Proses Absorpsi

Keterangan :M 1 = Manometer pengukur penurunan tekanan kolomM 2 = Manometer pengukur laju alir udaraM 3 = Manometer pengukur laju alir cairanV 1 = Kerangan bypass sembur cairanV 2 = Kerangan pengatur laju alir cairanV 3 = Kerangan kalibrasi orificemeterV 4 = Kerangan pengatur aras cairan di dasar kolomV 5 = Kerangan drainase kolomV 6 = Kerangan pengatur laju alir udaraNV 1 = Kerangan jarum pengukur laju alir udarac

- Memasukkan air dan NaOH sebanyak 20 liter kedalam tangki tandon- Mengambil 10 mL sampel air dan NaOH dari tandon sebagai sampel

ke nol- Mengoprasikan pompa air sehingga air dan NaOH mengalir melalui

atas kolom melewati isian kembali ke dalam tangki penampungan- Mengoperasikan kompresor udara- Mengalirkan gas CO2 dari tabung gas dan membiarkan air dan NaOH

terus mengalir- Mengambil sampel kembali pada menit ke 5, 10, 15, 20, 25, 30- Melakukan titrasi sampel dengan larutan HCl 0,05 M untuk

menentukan kadar CO2 yang terserap pada campuran air dan NaOH- Melakukan variasi laju alir, laju udara, dan temperatur

E. DATA PENGAMATAN :- Pembuatan Larutan Standar Primer Boraks

Berat Boraks = 1,9038 gramVolume Larutan = 100 mL

- Penentuan Konsentrasi HCl 0,05 MVolume Larutan Standar Primer (Boraks) = 10 mLVolume HCl 0,05 M = 1. 10,04 mL

2. 10,04 mL

- Proses Absorpsi1) Running I

Laju alir air : 2 L/menitLaju alir udara : 50 L/menitLaju alir CO2 : 8 L/menitTemperatur : 250C

NO

Waktu (menit) Volume HCl I Volume HCl II Volume rata rata HCl

1 0 10,35 10,20 10,272 5 4,35 4,353 10 3,50 3,504 15 2,40 2,405 20 1,80 1,806 25 1,70 1,707 30 1,75 0,75 1.75

2) Running IILaju alir air : 4 L/menitLaju alir udara :50 L/menitLaju alir CO2 :8 L/menitTemperatur : 250C

NO


1 0 10,35 10,20 10,272 5 3,25 3,00 3,123 10 2,00 2,00 2,004 15 1,90 0,85 1,375 20 0,80 1,70 1,256 25 0,85 1,30 1,07

7 30 0,50 1,00 0,758 35 0.40 1,10 0.75

3) Running IIILaju alir air : 2 L/menitLaju alir udara :20 L/menitLaju alir CO2 :10 L/menitTemperatur :250C

NO


1 0 10,35 10,20 10,272 5 1,40 1,40 1,403 10 1,80 1,70 1,754 15 2,60 2,605 20 1,30 1,50 1,406 25 0,60 1,00 0,807 30 0,70 0,90 0,808 35 0,80 0,70 0,759 40 0,70 0,80 0,75

4) Running IVLaju alir air : 2 L/menitLaju alir udara : 50 L/menitLaju alir CO2 :8 L/menitTemperatur :370C

NO


1 0 1,30 - 1,302 5 1,00 1,10 1,053 10 0,70 1,00 0,854 15 0,60 0,80 0,705 20 0,70 0,60 0,656 25 0,60 0,60 0,607 30 0,60 0,70 0,658 35 0,60 0,70 0,659 40 0,65 0,65 0,6510 45 0,70 0,60 0,65

F. PERHITUNGAN :

Berat Boraks = M × Mr × V

1000 = 0,05 ×381,37 ×100

1000 = 1,9069 gram

Mboraks = g × 1000Mr × V =

1,9038× 1000381,37× 100 = 0,0499 M

MHCl 0,05 M = V1.M1 = V2.M2

10mL . 0,0499 M = 10,04mL . M2

M2 = 0,0497 M

1. Jumlah CO2 pada running I

NO

Waktu (menit)

Volume HCl Kons NaOH (NHCl xVHCl

V NaOH)

Kons CO2

1 0 10,27 0.0510 0.02942 5 4,35 0.0216 0.00423 10 3,50 0.0174 0.00554 15 2,40 0.0119 0.00305 20 1,80 0.0089 0.00056 25 1,70 0.0084 -0.00027 30 1.75 0.0087

0 5 10 15 20 25 300

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

Kurva Konsentrasi CO2 vs Waktu

waktu (menit)

Kons

entr

asi C

O2

2. Jumlah CO2 pada running II

NO

Waktu (menit)

Volume HCl Kons NaOH (NHCl xVHCl

V NaOH)

Kons. CO2

1 0 10,27 0.0510 0.03552 5 3,12 0.0155 0.00563 10 2,00 0.0099 0.00314 15 1,37 0.0068 0.00065 20 1,25 0.0062 0.00096 25 1,07 0.0053 0.00167 30 0,75 0.0037 0.00008 35 0.75 0.0037

0 5 10 15 20 25 30 350

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06


waktu (menit)

Kons

entr

asi C

O2

3. Jumlah CO2 pada running III

NO

Waktu (menit)

Volume rata rata HCl

Kons NaOH (NHCl xVHCl

V NaOH)

Kons. CO2

1 0 10,27 0.0510 0.04412 5 1,40 0.0070 -0.00173 10 1,75 0.0087 -0.00424 15 2,60 0.0129 0.00605 20 1,40 0.0070 0.00306 25 0,80 0.0040 0.00007 30 0,80 0.0040 0.00028 35 0,75 0.0037 0.00009 40 0,75 0.0037

0 5 10 15 20 25 30 35 400

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06


Series 1

Waktu (menit)

Kons

entr

asi C

O2

4. Jumlah CO2 pada running IV

NO

Waktu (menit)

Volume rata rata HCl

Kons NaOH (NHCl xVHCl

V NaOH)

Kons. CO2

1 0 1,30 0.0065 0.00122 5 1,05 0.0052 0.00103 10 0,85 0.0042 0.00074 15 0,70 0.0035 0.00025 20 0,65 0.0032 0.00026 25 0,60 0.0030 -0.00027 30 0,65 0.0032 0.00008 35 0,65 0.0032 0.00009 40 0,65 0.0032 0.0000

10 45 0,65 0.0032

0 5 10 15 20 25 30 35 40 450

0.001

0.002

0.003

0.004

0.005

0.006


Series 1

waktu (menit)

Kons

entr

asi C

O2

G. PEMBAHASAN :

Percobaan ini memiliki tujuan untuk menghitung laju absorpsi CO2 pada

NaOH, dengan menggunakan analisis larutan yang mengalir di dalam kolom

absorpsi packed bed. Dalam percobaan ini, larutan yang mengalir pada sistem

berupa NaOH. Selanjutnya, diambil dua sampel larutan dari sistem absorber..

Dengan adanya pengambilan dua sampel ini, maka seharusnya dapat

dibuktikan bahwa akan diperoleh senyawa Na2CO3, sebagai hasil reaksi dari

NaOH dan CO2.

2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O

Tujuan pengambilan dua sampel dengan waktu berkala adalah untuk

mengontrol senyawa Na2CO3 pada larutan. Dengan alasan efisiensi, kolom

absorpsi menggunakan sistem tertutup, di mana larutan yang mengalir bukanlah

berupa NaOH murni, melainkan telah bercampur dengan Na2CO3 hasil absorpsi.

Maka, dibutuhkan suatu pengontrolan pengukuran Na2CO3, yaitu dengan

menggunakan parameter waktu yang berkala untuk melakukan pengukuran. Pada

waktu yang ditentukan. Dalam titrasi ini, digunakan HCl untuk menitrasi NaOH

karena NaOH bersifat basa, maka dibutuhkan asam kuat seperti HCl untuk

membuat pH menjadi normal.

Titrasi Sampel

Tujuan dilakukannya percobaan ini adalah untuk mengetahui laju absorbsi

CO2 ke dalam air dengan menggunakan analisis larutan. Larutan yang dipakai

pada percobaan ini adalah air yang dikontakkan dengan gas CO2 pada kolom

absorpsi sehingga gas CO2 terabsorsi ke dalam air. Pada kolom absorber terdapat

suatu potongan selang yang dipotong kecil-kecil. Tujuannya adalah untuk

mencegah air yang masuk dari atas kolom absorber langsung turun dengan cepat.

Apabila hal ini terjadi, kontak antara gas dengan air akan sangat kecil. Dengan

adanya potongan selang tersebut, laju air pada kolom absorsi akan terhambat

sehingga air akan berada pada kolom absorpsi yang cukup lama, kontak antara gas

CO2 dengan air akan lebih lama sehingga proses absorsi akan berlangsung efektif.

Analisis dilakukan dengan menitrasi sampel larutan sebelum dan sesudah

gas CO2 terabsorsi atau sebelum dan sesudah larutan masuk kolom absorbsi.

Berikut ini adalah reaksi yang terjadi pada kolom absorber:

CO2(g) + NaOH(l) Na2CO3(l)

Berdasarkan pada persamaan rekasi tersebut, maka larutan yang terbentuk

setelah gas terabsorpsi mengakibatkan larutan bersifat basa. Oleh karena itu,

diakukan analisis larutan dengan menitrasi sampel menggunakan larutan asam

kuat HCl 0,05 M. Proses titrasi dilakukan untuk menganalis tingkat keasaman

larutan. Dari data tingkat keasaman nantinya akan didapatkan laju CO2 yang

terabsorpsi. Berikut ini adalah rekasi yang terjadi selama proses titrasi

berlangsung.

Na2CO3(l) + HCl(l) NaCl (l) + CO2 (g) + H2O(l)

Pada proses titrasi, sampel sebelumnya ditetesi dengan larutan PP sebagai

indikator bahwa larutan yang ditritasi sudah dalam keadaan netral. Setelah ditetesi

PP sampel berubah warna dari bening dan jernih menjadi merah muda (pink).

Pada keadaan ini mengindikasikan bahwa pentitrat telah netral. Pada keadaan

yang netral ini, jumlah HCl yang diperlukan untuk titrasi dicatat sebagai data

percobaan.

H. KESIMPULAN :1) Absorpsi CO2 pada NaOH dapat dianalisis dengan menggunakan prinsip

titrasi larutan.

2) Besarnya jumlah NaOH yang tersisa pada larutan menunjukkan

kemampuan absorbsi CO2 yang kecil.

3) Kecilnya jumlah Na2CO3 yang terbentuk pada larutan menunjukkan

kemampuan absorbsi CO2 yang kecil.

DAFTAR PUSTAKA

Gozan, Misri, Absorpsi, Leaching dan Ekstraksi pada Industri Kimia. UI Press : Jakarta.

2006

Departemen Teknik Gas dan Petrokimia. 1995. Petunjuk Praktikum Proses dan Operasi

Teknik II. Depok: Universitas Indonesia.

absorpsi

Documents