absorbsi.pdf
Post on 24-Oct-2015
413 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
LAPORAN RESMI
PRAKTIKUM PROSES KIMIA
Materi :
ABSORBSI GAS CO2 DENGAN LARUTAN NaOH
Disusun oleh:
Ainun Khoiriyah 21030111120037
Anisa Dien R 21030111110154
Zulhaq Dahri S 21030111130136
LABORATORIUM PROSES KIMIA
TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DIPONEGORO
SEMARANG
2013
Absorbsi Gas CO2 dengan Larutan NaOH
LABORATORIUM PROSES KIMIA 2013 i
HALAMAN PENGESAHAN
Laporan Resmi Praktikum Proses Kimia berjudul Absorbsi Gas Karbon Dioksida
dengan Larutan NaOH yang disusun oleh
Kelompok : 5/Senin
Anggota : 1. Ainun Khoiriyah (21030111120037)
2. Anisa Dien R. (21030111110154)
3. Zulhaq Dahri S. (21030111130136)
ini telah disahkan pada :
Tanggal :
Di :
Semarang, Desember 2013
Dosen Pembimbing Asisten Pembimbing
Dr. Andri Cahyo Kumoro, S.T, M.T, PhD Inggit Prillasari
NIP.197405231998021001 NIM. 21030110120033
Absorbsi Gas CO2 dengan Larutan NaOH
LABORATORIUM PROSES KIMIA 2013 ii
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
tersebut larut dalam cairannya. Percobaan absorbsi CO2 dengan NaOH bertujuan untuk mempelajari
pengaruh konsentrasi terhadap jumlah CO2 terserap, menentukan besar koefisien perpindahan massa
pada proses absorbsi, dan menentukan waktu terhadap proses absorbsi. Pada percobaan ini, variabel
tetapnya adalah konsentrasi NaOH yaitu 0,15 N, beda waktu pengambilan sampel, yaitu 1 menit
dengan variabel berubahnya adalah laju alir NaOH ( 75 ml/menit; 150 ml/menit; 225 ml/menit ).
Percobaan ini diawali dengan membuat larutan NaOH 0,15 N. Kemudian mencari laju alir yang
sesuai, dilanjutkan proses berikutnya yaitu proses absorbsi yaitu NaOH dipompa dan diumpankan
pada bagian atas menara pada laju alir 75 ml/menit;150 ml/menit; 225 ml/menit, dan gas CO2
dipompa melalui bagian bawah absorber. Larutan NaOH dan CO2 dibiarkan saling kontak. Sebanyak
10 ml sampel diambil dari bagian dasar menara dengan interval 1 menit dan dianalisis kadar CO32-
dengan cara titrasi acidi alkalimetri. Dari hasi percobaan didapat bahwa semakin besar laju alir
NaOH maka semakin banyak CO2 yang terserap, dikarenakan semakin banyak molekul NaOH, CO2
pun akan semakin banyak terserap. Semakin besar laju alir NaOH maka nilai Kga, KLa juga semakin
besar. Nilai k2 juga semakin besar seiring dengan meningkatnya nilai laju alir NaOH dikarenakan
semakin besar faktor tumbukan yang terjadi. Kesimpulan dari percobaan ini adalah semakin besar
laju alir NaOH maka nilai Kga, KLa, k2,dan CO2 yang terserap makin besar. Saran yang dapat
diberikan antara lain larutan NaOH dialirkan sampai overflow sebelum dikontakkan dengan CO2, dan
laju alir CO2 sebaiknya dijaga agar tidak terlalu besar sehingga pengeluaran CO2 dapat
diminimalisir.
Absorbsi Gas CO2 dengan Larutan NaOH
LABORATORIUM PROSES KIMIA 2013 iii
SUMMARY
Absorption is a separation processes in the chemical industry where a gas mixture of mutual
contacts with specific absorbent liquid temperature so that one or more components of the gas
dissolved in the liquid. CO2 Absorption experiments aimed to study the effect of NaOH concentration
on the amount of CO2 absorbed, determine the coefficient of mass transfer on the absorption process,
and determine the time of the absorption process. In this experiment, the variable is a fixed
concentration of NaOH is 0,15 N, different sampling time, which is 1 minute, the studied variables is
the flow rate of NaOH (75 ml/menit; 150ml/menit; 225ml/menit). This experiment began with a
solution of NaOH according to the variable (V NaOH= 10 liters). Then is the process of absorption,
the NaOH solution pumped and fed to the top of the tower with a flow rate of 100 L/min, and CO2 gas
was delivered using a compressor through the bottom of the absorber. NaOH solution and CO2
allowed contact with each other. A total of 10 ml sample is taken from the base of the tower with a 1-
minute intervals and analyzed levels of CO32-
titration by acidi-alkalimetry. From the experimental
results obtained that the greater the flow rate of NaOH, the more CO2 is absorbed, because the more
molecules NaOH, CO2 will be more and more absorbed. The greater the flow rate of NaOH, the value
kLa, kGa and k2 will be higher. Number of K2 will increase with increase of NaOH flow rate because
the number of slam factor is higher. The conclusions of this experiment is the greater flow rate of
NaOH, the value of Kga, KLa, k2 and the smaller CO2 absorbed. Advice given acquired include NaOH
solution flows to overflow before It is contacted with CO2, and CO2 flow rate should be maintained so
as not too big so that expenditures can be minimized CO2.
Absorbsi Gas CO2 dengan Larutan NaOH
LABORATORIUM PROSES KIMIA 2013 iv
PRAKATA
Puji syukur kepada Tuhan yang Maha Esa atas segala rahmat dan karunia-Nya
sehingga penyusunan laporan resmi Praktikum Proses Kimia materi “Absorbsi Gas Karbon
Dioksida dengan Larutan NaOH” ini dapat terselesaikan dengan baik.
Penyusunan laporan resmi ini ditujukan sebagai salah satu syarat untuk melengkapi
mata kuliah Praktikum Proses Kimia yang telah diberikan pada semester V.
Pada kesempatan ini, penyusun menyampaikan ucapan terima kasih kepada:
1. Dr. Andri Cahyo Kumoro, S.T, M.T, PhD selaku dosen pembimbing Praktikum Proses
Kimia materi Hidrodinamika Reaktor.
2. Inggit Prillasari selaku asisten Praktikum Proses Kimia pengampu materi Hidrodinamika
Reaktor yang telah membantu dan membimbing selama praktikum.
3. Segenap laboran Praktikum Proses Kimia yang telah membantu kelancaran pelaksanaan
praktikum.
4. Semua pihak yang telah mendukung tersusunnya laporan ini.
Penyusun menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam laporan resmi ini. Oleh
karena itu, penyusun mengharap kritik dan saran yang dianggap akan memperbaiki laporan
resmi ini.
Semoga laporan resmi Praktikum Proses Kimia materi Absorbsi Gas CO2 dengan
Larutan NaOH ini dapat berguna dan bermanfaat bagi para pembaca.
Semarang, Desember 2013
Penyusun
Absorbsi Gas CO2 dengan Larutan NaOH
LABORATORIUM PROSES KIMIA 2013 v
DAFTAR ISI
HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................................................... i
RINGKASAN ............................................................................................................................... ii
SUMMARY ................................................................................................................................. iii
PRAKATA ................................................................................................................................... Iv
DAFTAR ISI ................................................................................................................................ v
DAFTAR TABEL ........................................................................................................................ vii
DAFTAR GAMBAR .................................................................................................................... viii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ...................................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah ................................................................................................ 2
1.3 Tujuan Percobaan ................................................................................................. 2
1.4 Manfaat Percobaan ............................................................................................... 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Absorbsi ................................................................................................................ 4
2.2 Analisis Perpindahan Massa dan Reaksi dalam Proses Absorbsi Gas Oleh
Cairan ................................................................................................................... 5
BAB III PELAKSANAAN PERCOBAAN
3.1 Bahan dan Alat yang Digunakan .......................................................................... 9
3.2 Gambar Alat ......................................................................................................... 9
3.3 Variabel Operasi ................................................................................................... 10
3.4 Respon Uji Hasil ................................................................................................... 10
3.5 Prosedur Percobaan .............................................................................................. 10
BAB IV PEMBAHASAN
4.1 Profil perubahan konsentrasi CO2 pada berbagai laju alir NaOH dan waktu ....... 12
4.2 Pengaruh Konsentrasi NaOH terhadap Nilai kGa ................................................ 13
4.3 Pengaruh Konsentrasi NaOH terhadap Nilai kLa................................................. 13
4.4 Pengaruh Konsentrasi NaOH terhadap Nilai k2 ................................................... 14
4.5 Hubungan CO2 yang Terserap terhadap Waktu .................................................... 15
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ........................................................................................................... 17
Absorbsi Gas CO2 dengan Larutan NaOH
LABORATORIUM PROSES KIMIA 2013 vi
5.2 Saran ..................................................................................................................... 17
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................................... 18
LEMBAR PERHITUNGAN ........................................................................................................ 20
LAPORAN SEMENTARA
LEMBAR ASISTENSI
Absorbsi Gas CO2 dengan Larutan NaOH
LABORATORIUM PROSES KIMIA 2013 vii
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Hasil Percobaan jumlah CO2 dengan Variabel Laju Alir NaOH ................................. 12
Tabel 4.2 Hasil Jumlah CO2 Terserap........................................................................................... 12
Absorbsi Gas CO2 dengan Larutan NaOH
LABORATORIUM PROSES KIMIA 2013 viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Proses Absorbsi dan Desorbsi CO2 dengan Pelarut MEA di Pabrik Amonia ........... .4
Gambar 2.2 Mekanisme Absorbsi gas CO2 dalam Larutan NaOH ............................................... .5
Gambar 3.1 Gambar Rangkaian Alat Absorbsi ............................................................................ .9
Gambar 4.1 Pengaruh Konsentrasi NaOH terhadap Nilai kGa .................................................... .13
Gambar 4.2 Pengaruh Konsentrasi NaOH terhadap Nilai kLa ..................................................... .13
Gambar 4.3 Pengaruh Konsentrasi NaOH terhadap Nilai k2........................................................ .14
Gambar 4.4 Hubungan CO2 yang Terserap terhadap Waktu........................................................15
Absorbsi Gas CO2 dengan Larutan NaOH
LABORATORIUM PROSES KIMIA 2013 1
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 selalu terjadi sebelum reaksi kimia berlangsung. Maka salah satu 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 ion CO3
2- dan H2O. Sedangkan
reaksi antara CO2 dengan CO32-
membentuk ion HCO3-
biasanya diabaikan (Danckwerts,
1970; Juvekar dan Sharma, 1972). Namun, menurut Rehmet et al. (1963) proses ini juga
biasa dianggap mengikuti reaksi order 1 jika konsentrasi larutan NaOH cukup rendah
(encer).
Absorbsi Gas CO2 dengan Larutan NaOH
LABORATORIUM PROSES KIMIA 2013 2
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 laju alir NaOH terhadap jumlah CO2 yang terserap pada
berbagai waktu reaksi ?
2. Bagaimana pengaruh laju alir NaOH terhadap nilai tetapan perpindahan massa-gas
CO2 (kGa) ?
3. Bagaimana pengaruh laju alir NaOH terhadap nilai tetapan perpindahan massa-cair
CO2 (kLa) ?
4. Bagaimana pengaruh laju alir NaOH terhadap nilai tetapan reaksi antara CO2 dan
NaOH (k2) ?
5. Bagaimana hubungan CO2 yang terserap terhadap waktu ?
1.3 Tujuan Percobaan
Setelah melakukan percobaan ini, mahasiswa mampu menjelaskan mengenai
beberapa hal berikut:
1. Pengaruh laju alir NaOH terhadap jumlah CO2 yang terserap pada berbagai waktu
reaksi.
2. Pengaruh laju alir NaOH terhadap nilai tetapan perpindahan massa-gas CO2 (kGa).
3. Pengaruh laju alir NaOH terhadap nilai tetapan perpindahan massa-cair CO2 (kLa).
4. Pengaruh laju alir NaOH terhadap nilai tetapan reaksi antara CO2 dan NaOH (k2).
5. Hubungan CO2 yang terserap terhadap waktu
1.4 Manfaat Percobaan
1. Mengetahui pengaruh laju alir NaOH terhadap jumlah CO2 yang terserap pada
berbagai waktu reaksi.
2. Mengetahui pengaruh laju alir NaOH terhadap nilai tetapan perpindahan massa CO2
(kGa).
Absorbsi Gas CO2 dengan Larutan NaOH
LABORATORIUM PROSES KIMIA 2013 3
3. Mengetahui pengaruh laju alir NaOH terhadap nilai tetapan reaksi antara CO2 dan
NaOH (k2).
4. Mengetahui hubungan CO2 yang terserap terhadap waktu.
Absorbsi Gas CO2 dengan Larutan NaOH
LABORATORIUM PROSES KIMIA 2013 4
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, K2CO3 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
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
abso
rber
stri
pp
er
Absorbsi Gas CO2 dengan Larutan NaOH
LABORATORIUM PROSES KIMIA 2013 5
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 absorbsi 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 fase larutan, perpindahan massa CO2 dari lapisan gas kebadan utama
larutan NaOH dan reaksi antara CO2 terlarut dengan gugus hidroksil (OH-). Skema proses
tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2.Mekanisme absorpsi gas CO2 dalam larutan NaOH
Laju perpindahan massa CO2 melalui lapisan gas:
Ra = Kga ( pg – pai ) (1)
Kesetimbangan antara CO2 dalam fase gas dan dalam fase larutan :
paiHA .* (2)
dengan H pada suhu 30oC = 2,88 10
-5 g mole/cm
3. atm.
Laju perpindahan massa CO2 dari lapisan gas ke badan utama larutan NaOH dan reaksi
antara CO2 terlarut dengan gugus hidroksil:
].[.*][ 2
OHkDaARa A (3)
Gas bulk flow
pg pai
A*
Liq. bulk flow Gas film Liq. film
Absorbsi Gas CO2 dengan Larutan NaOH
LABORATORIUM PROSES KIMIA 2013 6
Keadaan batas:
(a) 1].[. 2
L
A
k
OHkD
(b) B
A
L
A
D
D
Az
OH
k
OHkD
*.
][].[. 2
dengan z adalah koefisien reaksi kimia antara
CO2 dan [OH-}, yaitu = 2.
Di fase cair, reaksi antara CO2 dengan larutan NaOH terjadi melalui beberapa tahapan
proses:
NaOH (s) Na+ (l) + OH
- (l) (a)
CO2 (g) CO2 (l) (b)
CO2 (l) + OH- (l) HCO3
- (l) (c)
HCO3- (l) + OH
- (l) H2O (l) + CO3
2- (l) (d)
CO32-
(l) + Na+
(l) Na2CO3(l) (e)
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 dikendalikan bersama-
sama dengan reaksi kimia pada langkah c (Juvekar dan Sharma, 1973).
Eliminasi A* dari persamaan 1, 2 dan 3 menghasilkan :
Ga
A
A
k
OHkDHa
OHkDpgHaRa
].[...1
].[....
2
2
(4)
Jika nilai kL sangat besar, maka: 1].[. 2
L
A
k
OHkD, sehingga persamaan di atas
menjadi:
Ga
LA
LA
k
kOHkDHa
kOHkDpgHaRa
2
2
2
2
].[...1
].[....
(5)
Absorbsi Gas CO2 dengan Larutan NaOH
LABORATORIUM PROSES KIMIA 2013 7
Jika keadaan batas (b) tidak dipenuhi, berarti terjadi pelucutan [OH-] dalam larutan. Hal
ini berakibat:
B
A
L
A
D
D
Az
OH
k
OHkD
*.
][].[. 2
(6)
Dengan demikian, maka laju absorpsi gas CO2 ke dalam larutan NaOH akan mengikuti
persamaan:
Ga
L
L
k
kHa
kpgHaRa
...1
....
(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):
2/1
2
*.
][
.*.
][1
.].[.
A
B
A
B
L
A
D
D
Az
OH
D
D
Az
OH
k
OHkD
(8)
Nilai diffusivitas efektif (DA) CO2 dalam larutan NaOH pada suhu 30oC adalah 2,1 10
-5
cm2/det (Juvekar dan Sharma, 1973).
Nilai kGa 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. Dalam bentuk bilangan tak berdimensi, kGa dapat dihitung menurut
persamaan (Kumoro dan Hadiyanto, 2000):
3/1
2
2
4003,1
2
22
2
..
.0777,4
.
ACO
CO
CO
COCO
A
Ga
Da
Q
D
dpk
(9)
Dengan dp
a)1(6
dan TV
Vvoid
Secara teoritik, nilai kGa harus memenuhi persamaan:
Absorbsi Gas CO2 dengan Larutan NaOH
LABORATORIUM PROSES KIMIA 2013 8
....
)(
....
),(2
32
lmlm
GApZA
COmol
pZA
liqCOmolk
(10)
Jika tekanan operasi cukup rendah, maka plm dapat didekati dengan p = pin-pout.
Sedangkan nilai kla dapat dihitung secara empirik dengan persamaan (Zheng dan and Xu,
1992):
5,03,0
..
.2258,0
.
A
NaOHNaOH
A
la
Da
Q
D
dpk
(11)
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 CO2 yang sangat cepat selama reaksi
sepanjang film. Dengan demikian, tebal film (x) dapat ditentukan persamaan:
TRCOmol
ppDx outinA
.).(
).(2
3
(12)
Absorbsi Gas CO2 dengan Larutan NaOH
LABORATORIUM PROSES KIMIA 2013 9
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. Larutan HCl 0,15 N dengan kemurnian 25% dan
f. Indikator PP dan MO
2. Alat yang digunakan
Rangkaian alat praktikum absorbsi terlihat pada gambar 3.1
Gambar 3.1 Rangkaian Alat Utama
Tangki
pencampur Tangki CO2
Bakpenampu
ng 2
Bakpenampu
ng 1
Pompa celup
kompresor
Ko
lom
abso
rpsi
manometer
manometer
Kra
n p
eng
end
ali
alir
an
manometer
manometer
Absorbsi Gas CO2 dengan Larutan NaOH
LABORATORIUM PROSES KIMIA 2013 10
3.2 Variabel Operasi
a. Variabel tetap
1. Tekanan CO2 : 1 atm
2. Suhu : 30 oC
3. Konsentrasi NaOH : 0,15 N
b. Variabel berubah
Laju alir NaOH : 75 L/menit, 150 L/menit, 225 L/menit
3.3 Respon Uji Hasil
Konsentrasi ion CO32-
dalam larutan sampel dan CO2 yang terserap akan semakin besar
seiring dengan meningkatnya laju alir NaOH
3.4 Prosedur Percobaan
1. Membuat larutan induk NaOH dengan konsentrasi 0,15 N sebanyak 10 L
Menimbang 60 gr NaOH
Dilarutkan dalam aquadest sebanyak 10 L
Larutan NaOH ditampung dalam tangki untuk dioperasikan
2. Menentukan fraksi ruang kosong pada kolom absorpsi
Pastikan kran di bawah kolom absorpsi dalam posisi tertutup
Alirkan larutan NaOH dari bak penampung 2 ke dalam kolom absorpsi.
Hentikan jika tinggi cairan di dalam kolom tepat setinggi tumpukan packing.
Keluarkan cairan dalam kolom dengan membuka kran di bawah kolom,
tampung cairan tersebut dan segera tutup kran jika cairan dalam kolom tepat
berada pada packing bagian paling bawah.
Catat volume cairan sebagai volume ruang kosong dalam kolom absorpsi =
Vvoid.
Tentukan volume total kolom absorpsi, yaitu dengan mengkur diameter kolom
(D) dan tinggi tumpukan packing (H), 4
.2 HDVT
Fraksi ruang kosong kolom absorpsi = TV
Vvoid
3. Operasi Absorbsi
Absorbsi Gas CO2 dengan Larutan NaOH
LABORATORIUM PROSES KIMIA 2013 11
NaOH 0,15 N dipompa dan diumpankan ke dalam kolom melalui bagian atas
kolom pada laju alir tertentu hingga keadaan mantap tercapai.
Mengalirkan gas CO2 melalui bagian bawah kolom. Ukur beda ketinggian
cairan dalam manometer 1, manometer 2 dan manometer 3, manometer 4 jika
aliran gas sudah steady.
Mengambil 10 mL sampel cairan dari dasar kolom absorpsi tiap 1 menit
selama 10 menit dan dianalisis kadar ion karbonat atau kandungan NaOH
bebasnya.
Mengulangi percobaan untuk nilai variabel kajian yang berbeda.
4. Menganalisis sampel
Sebanyak 10 mL sampel cairan ditempatkan dalam gelas erlenmeyer 100 mL.
Menambahkan indikator fenol fthalein (PP) sampai merah jambu, dan titrasi
sample dengan larutan HCl 0,15 N sampaiwarna merah hampir hilang
(kebutuhan titran = a mL), maka mol HCl = a 0,1 mmol.
Menambahkan 2-3 tetes indikator metil jingga (MO), dan titrasi dilanjutkan
lagi sampai warna jingga berubah menjadi merah (kebutuhan titran=b mL),
atau kebutuhan HCl = b 0,1 mmol.
Jumlah NaOH bebas = (2a-b) 0,1 mmol di dalam 10 mL sample
Konsentrasi NaOH bebas = (2a-b) 0,01 mol/L
Absorbsi Gas CO2 dengan Larutan NaOH
LABORATORIUM PROSES KIMIA 2013 12
BAB IV
PEMBAHASAN
4.1 Profil perubahan konsentrasi CO2 pada berbagai laju alir NaOH dan waktu
Berdasarkan data-data percobaan yang diperoleh dari praktikum, kemudian
dilakukan perhitungan dengan bantuan perangkat komputer. Maka hasil percobaan kami
dapat disajikan dalam bentuk tabel sebagai berikut:
Tabel 4.1 Hasil Percobaan jumlah CO2 dengan Variabel Laju Alir NaOH
NaOH
(ml/menit)
kGa
(mol/m3.pa)
kla
(mol/m3.pa)
k2
(mol/m3.pa)
CO2 terserap
(mol)
75 5,5066 x 10-6
0,03365 0,6115
150 1,493 x 10-5
0,6135
225 2,156 x 10-5 0,9915
Tabel 4.2 Hasil Jumlah CO2 Terserap
Waktu
(menit)
CO2 yang terserap
(75 ml/menit
NaOH)
CO2 yang terserap
( 150 ml/menit
NaOH)
CO2 yang terserap
(225 ml/menit
NaOH)
0 0,007 0,053 0,064
1 0,024 0,0355 0,0715
2 0,0385 0,068 0,06
3 0,0335 0,0775 0,1
4 0,0375 0,071 0,0585
5 0,0455 0,0915 0,093
6 0,0355 0,066 0,089
7 0,0575 0,075 0,0895
8 0,038 0,0525 0,052
9 0,0375 0,076 0,085
10 0,026 0,0625 0,0595
0,3805 0,7285 0,822
Absorbsi Gas CO2 dengan Larutan NaOH
LABORATORIUM PROSES KIMIA 2013 13
4.2 Pengaruh Konsentrasi NaOH terhadap CO2 yang terserap
Gambar 4.1 Hubungan Laju Alir NaOH vs Jumlah CO2 yang terserap
Dari gambar 4.1 dapat dilihat bahwa semakin besar laju alir NaOH, maka semakin
banyak pula CO2 yang terserap. Hal ini disebabkan karena semakin besar laju alir maka
semakin banyak larutan NaOH yang mengalami kontak dengan CO2. Sehingga semakin
banyak pula partikel NaOH yang mampu menyerap CO2. Dapat dilihat pada saat Q=
0,075 l/mnt CO2 yang terserap sebanyak 0,3805; pada saat Q= 0,15 l/mnt CO2 yang
terserap sebanyak 0,7285; dan pada saat Q= 0,225 l/mnt CO2 yang terserap sebanyak
0,822. Sehingga dapat ditarik kesimpulan bahwa jumlah CO2 yang terserap akan semakin
meningkat seiring dengan semakin besarnya laju alir (Luluk Endahwati, UPN Veteran).
4.3 Pengaruh Konsentrasi NaOH terhadap Nilai Kga
Gambar 4.2 Hubungan Laju Alir NaOH vs kGa
0,3805
0,7285 0,822
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
0,075 0,15 0,225
CO
2 Y
ang
ters
erap
(m
ol)
Laju alir NaOH (l/menit)
CO2 yangterserap
Linear (CO2yang terserap)
103,995
244,4226
334,8698
0
50
100
150
200
250
300
350
400
0,075 0,15 0,225
kGa
(mo
l/m
3.p
a)
Laju alir NaOH (L/menit)
Kga
Absorbsi Gas CO2 dengan Larutan NaOH
LABORATORIUM PROSES KIMIA 2013 14
Dari gambar 4.2 dapat dilihat bahwa terjadi kenaikan nilai konstanta kGa
(konstanta perpindahan massa antar fase gas-cair) seiring dengan kenaikan Laju alir
larutan penyerap NaOH. Hal ini dapat terjadi karena dengan semakin tinggi laju alir
cairan, maka kontak fase antara gas dengan cairan semakin baik. Dengan demikian, maka
jumlah gas yang dapat berpindah dari dari fase gas menuju fase cair juga semakin besar.
Besarnya harga koefisien perpindahan massa CO2 ke larutan NaOH dipengaruhi oleh
reaksi kimia yang terjadi. Semakin cepat reaksi kimia terjadi maka jumlah gas yang dapat
berpindah dari fase gas menuju fase cairan juga semakin besar (Kumoro, Andri Cahyo
dan Hadiyanto, 2000).
4.4 Pengaruh Konsentrasi NaOH terhadap Nilai kLa
Gambar 4.3 Hubungan Laju Alir NaOH vs kla
Dari gambar 4.3 menunjukkan bahwa semakin besar laju alir NaOH maka
semakin besar nilai kLa. Hal ini disebabkan karena laju alir (Q) berbanding lurus dengan
nilai kLa, sesuai rumus:
5,03,0
..
.2258,0
.
A
NaOHNaOH
A
la
Da
Q
D
dpk
Berdasarkan persamaan tersebut, dapat disimpulkan bahwa semakin besar laju alir suatu
cairan, maka nilai kLa semakin besar sebagai akibat dari kontak antara gas dengan cairan
yang semakin banyak (buku panduan praktikum proses kimia/ landasan teori).
0
1,493
2,156
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0,075 0,15 0,225
kLa
(mo
l/m
3.p
a)
Laju alir NaOH (L/menit)(x10-5)
Kla
Linear(Kla)
Absorbsi Gas CO2 dengan Larutan NaOH
LABORATORIUM PROSES KIMIA 2013 15
4. 5 Pengaruh Konsentrasi NaOH terhadap Nilai k2
Grafik 4.4 Hubungan Laju Alir NaOH vs k2
Dari gambar 4.4 dapat dilihat bahwa terjadi peningkatan nila konstanta kecepatan
reaksi (k2) seiring dengan kenaikan laju alir NaOH. Fenomena ini sesuai dengan
persamaan Arhenius : k=A ×e(-Ea/RT )
Nilai k dipengaruhi oleh adanya A, dimana A merupakan faktor tumbukan.
Semakin besar laju alir NaOH maka semakin besar tumbukan yang terjadi antara gas CO2
dengan NaOH. Semakin banyak bagian zat yang bertumbukan maka nilai k akan semakin
besar. (Levenspiel, 1972)
4. 6 Hubungan CO2 yang Terserap terhadap Waktu
Gambar 4.5 Hubungan CO2 yang terserap terhadap waktu
0,03365
0,0606
0,075495
0
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
0,07
0,08
0,09
0,075 0,15 0,225
k 2(m
ol/
m3
. pa)
Laju alir NaOH (L/menit)
k2
Linear(k2)
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10CO
2 y
ang
ters
erap
Waktu (menit)
Laju alir 75 ml/menit Laju alir 150 ml/menit Laju alir 225 ml/menit
Absorbsi Gas CO2 dengan Larutan NaOH
LABORATORIUM PROSES KIMIA 2013 16
Dari gambar 4.5 dapat disimpulkan, semakin lama waktu operasi, maka jumlah
CO2 yang terserap akan semakin banyak. Hal ini disebabkan karena kesempatan kontak
antara NaOH dan CO2 semakin lama sehingga konversi akan meningkat dan
menyebabkan reaksi akan berjalan lebih sempurna. Pada awalnya akan terjadi
peningkatan jumlah CO2 yang terserap, kemudian pada suatu waktu jumlah CO2 yang
terserap akan konstan. Hal ini dapat dilihat dari jumlah CO2 yang terserap konstan
dalam grafik. Dapat ditarik kesimpulan bahwa jumlah CO2 yang terserap akan konstan
seiring dengan berjalannya waktu. Hal ini disebabkan karena reaksi berjalan secara
kontinyu (Luluk Endahwati, UPN Veteran).
Absorbsi Gas CO2 dengan Larutan NaOH
LABORATORIUM PROSES KIMIA 2013 17
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
1. Semakin besar laju alir NaOH maka CO2 yang terserap akan semakin besar pula karena
semakin banyak jumlah partikel NaOH yang mengalami kontak dengan gas CO2
2. Nilai koefisien perpindahan massa di lapisan gas (kGa) akan semakin besar seiring
dengan meningkatnya laju alir NaOH. Pada laju alir 75 ml/menit nilai kGa=103,995
mol/m3.pa, laju alir 150 ml/menit nilai kGa=244,4226 mol/m
3.pa dan laju alir 225
ml/menit nilai kGa=334,8698 mol/m3.pa
3. Nilai koefisien perpindahan massa dilapisan cair (kLa) akan semakin besar seiring
dengan meningkatnya laju alir NaOH. Nilai kLa pada laju alir 75 ml/menit adalah
5,5066x10-6
mol/m3.pa, pada laju alir 150 ml/menit adalah 1,4935x10
-6 mol/m
3.pa dan
pada laju alir 225 ml/menit adalah 2,156x10-6
mol/m3.pa
4. Nilai k2 pada laju alir 75 ml/menit adalah 0,03365 mol/m3.pa, pada laju alir 150
ml/menit adalah 0,0606 mol/m3.pa dan pada laju alir 225 ml/menit adalah 0,0754
mol/m3.pa. Sehingga semakin besar laju alir NaOH maka semakin besar pula nilai
tetapan laju reaksi (k2).
5. Semakin lama waktu operasi, maka jumlah CO2 yang terserap akan semakin banyak.
Hal ini disebabkan karena kesempatan kontak antara NaOH dan CO2 semakin lama
5.2 Saran
1. larutan NaOH dialirkan sampai overflow sebelum dikontakkan dengan CO2
2. laju alir CO2 sebaiknya dijaga agar tidak terlalu besar sehingga pengeluaran CO2 dapat
diminimalisir.
Absorbsi Gas CO2 dengan Larutan NaOH
LABORATORIUM PROSES KIMIA 2013 18
DAFTAR PUSTAKA
Coulson, J.M. dan Richardson, J.F., 1996, Chemical Engineering: Volume 1: Fluid flow, heat
transfer and mass transfer, 5th
ed. Butterworth Heinemann, London, UK.
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,
Edahwati, Luluk (2011), Kinetika Reaksi pembuatan NaOH dari Soda Ash. Jawa Timur.
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.
Levenspiel, O., 1972, Chemical reaction engineering, 3rd
ed. John Wiley and Sons, Inc., New
York, NY, USA, pp. 210-213, 542-551.
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
Absorbsi Gas CO2 dengan Larutan NaOH
LABORATORIUM PROSES KIMIA 2013 19
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.
Absorbsi Gas CO2 dengan Larutan NaOH
LABORATORIUM PROSES KIMIA 2013 20
LEMBAR PERHITUNGAN
A. PERHITUNGAN REAGEN
Larutan NaOH 0.15N sebanyak 10 liter
Larutan HCl 0.15 N
B. PERHITUNGAN DENSITAS
Densitas larutan NaOH 0.15N
Densitas HCl
C. PERHITUNGAN FRAKSI RUANG KOSONG
Vvoid = 125 cm3
D = 3 cm
Absorbsi Gas CO2 dengan Larutan NaOH
LABORATORIUM PROSES KIMIA 2013 21
H = 30.3 cm
D. OPERASI ABSORBSI
Untuk laju alir 75 ml/menit
ΔZ = 1.8 cm = 0.018 m
PKompresor = 2,2 kg/ x
PCO2 = 5,8 bar
Q = 75 ml/menit = 0.075 L/menit
Untuk laju alir 150 ml/menit
ΔZ = 1.8 cm = 0.185 m
PKompresor = 2,2 kg/ x
PCO2 = 5,9 bar
Q = 150 ml/menit = 0.15 L/menit
Untuk laju alir 225 ml/menit
ΔZ = 1.8 cm = 0.018 m
PKompresor =2,2 kg/ x
PCO2 = 5,9 bar
Q = 225 ml/menit = 0.225 L/menit
Absorbsi Gas CO2 dengan Larutan NaOH
LABORATORIUM PROSES KIMIA 2013 22
E. PERHITUNGAN LAJU ALIR
Massa jenis raksa = 13.543 Kg/m3
Massa jenis CO2 = 1.977 Kg/m3
F. PERHITUNGAN LAJU ALIR PADA KOMPRESOR CO2
Laju alir 75 ml/menit
( )
( )
√ (
)
( )
√ (
)
(
)
G. PERHITUNGAN LAJU ALIR UDARA
Massa jenis raksa = 13.543 Kg/m3
Massa jenis O2 = 1.2 Kg/m3
Laju alir 75 ml/menit
( )
( )
Absorbsi Gas CO2 dengan Larutan NaOH
LABORATORIUM PROSES KIMIA 2013 23
√ (
)
( )
√ (
)
(
)
H. PENENTUAN KADAR CO2 MULA-MULA
Laju alir 75 ml/menit
NERACA TOTAL
Q1 = QCO2 = L/menit
Q2 = Qudara = L/menit
Q3 = Q1 + Q2 = ( + ) L/menit = 88,744 L/menit
NERACA KOMPONEN
C3 x Q3 = C1 x Q1 + C2 x Q2 (C1=0)
C3 = (C2 x Q2)/Q3
P.V=n.R.T ,
Tekanan CO2 dalam tabung C2 =
C2 = 0,23 mol/L
Q3 Q1
Q2
Absorbsi Gas CO2 dengan Larutan NaOH
LABORATORIUM PROSES KIMIA 2013 24
I. PERHITUNGAN HASIL PERCOBAAN
NaOH 0,5 N ; Q = 0,075 L/menit
t (menit) a (ml) b (ml) Na2CO3 NaHCO3 C02
terserap N CO2
0 0,8 1,4 0,004 0,003 0,007 0,00035
1 4,8 0,5 0,0025 0,0215 0,024 0,0012
2 7,7 0,7 0,0035 0,035 0,0385 0,001925
3 6,7 0,5 0,0025 0,031 0,0335 0,001675
4 7,5 0,5 0,0025 0,035 0,0375 0,001875
5 9,1 1,4 0,007 0,0385 0,0455 0,002275
6 7,1 0,8 0,004 0,0315 0,0355 0,001775
7 12 1 0,005 0,0525 0,0575 0,002875
8 7,6 0,9 0,0045 0,0335 0,038 0,0019
9 7,5 0,5 0,0025 0,035 0,0375 0,001875
10 5,2 1,8 0,009 0,017 0,026 0,0013
jumlah 0,047 0,3335 0,3805 0,019025
NaOH 0,15 N ; Q = 0,15 L/menit
t (menit) a (ml) b (ml) Na2CO3 NaHCO3 C02
terserap N CO2
0 10,6 0,9 0,0045 0,0485 0,053 0,00265
1 7,1 1,8 0,009 0,0265 0,0355 0,001775
2 13,6 1,5 0,0075 0,0605 0,068 0,0034
3 15,5 2,5 0,0125 0,065 0,0775 0,003875
4 14,2 1,7 0,0085 0,0625 0,071 0,00355
5 18,3 1,8 0,009 0,0825 0,0915 0,004575
6 13,2 1,4 0,007 0,059 0,066 0,0033
7 15 4 0,02 0,055 0,075 0,00375
8 10,5 2,4 0,012 0,0405 0,0525 0,002625
9 15,2 3,2 0,016 0,06 0,076 0,0038
10 12,5 1,5 0,0075 0,055 0,0625 0,003125
jumlah 0,1135 0,615 0,7285 0,036425
Absorbsi Gas CO2 dengan Larutan NaOH
LABORATORIUM PROSES KIMIA 2013 25
NaOH 0,15 N ; Q = 0,225 L/menit
t (menit) a (ml) b (ml) Na2CO3 NaHCO3 C02
terserap N CO2
0 12,8 1,3 0,0065 0,0575 0,064 0,0032
1 14,3 1,6 0,008 0,0635 0,0715 0,003575
2 12 3,1 0,0155 0,0445 0,06 0,003
3 20 4 0,02 0,08 0,1 0,005
4 11,7 3,1 0,0155 0,043 0,0585 0,002925
5 18,6 2,6 0,013 0,08 0,093 0,00465
6 17,8 4 0,02 0,069 0,089 0,00445
7 17,9 2,1 0,0105 0,079 0,0895 0,004475
8 10,4 2,7 0,0135 0,0385 0,052 0,0026
9 17 2,5 0,0125 0,0725 0,085 0,00425
10 11,9 4,1 0,0205 0,039 0,0595 0,002975
jumlah 0,1555 0,6665 0,822 0,0411
J. PERHITUNGAN HARGA Kga
Rumus
Dimana :
A = luas kolom absorbsi =
Z = tinggi packing = 30,3 cm
ε = fraksi ruang kosong = 0,58
Variabel 1 Laju alir NaOH 75 ml/menit
P = PCO2 - Pkompresor = 5,8 bar - 2,16 bar = 3,64 bar
Kga =
Variabel 2 Laju alir NaOH 150 ml/menit
P = PCO2 - Pkompresor = 5,9 bar – 2,16 bar = 3,74 bar
Kga =
Variabel 3 Laju alir NaOH 225 ml/menit
P = PCO2 - Pkompresor = 5,9 bar – 2,16 bar = 3,74 bar
Absorbsi Gas CO2 dengan Larutan NaOH
LABORATORIUM PROSES KIMIA 2013 26
Kga =
K. PERHITUNGAN kla
(
)
(
)
( )
DA = 2,1 . 10-9
m2/s
( )
ρ NaOH = 969,9 kg/m3
μ NaOH = 3,95. 10-3
N NaOH = 0,15 N
Variabel I Laju alir 75 ml/menit
(
)
(
)
(
)
(
)
4107945058
4107945058
( )
(
)
(
)
(
)
(
)
kla = 5,5066 x 10-6
Variabel II Laju alir 150 ml/menit
(
)
(
)
(
)
(
)
Absorbsi Gas CO2 dengan Larutan NaOH
LABORATORIUM PROSES KIMIA 2013 27
4107945058
4107945058
( )
(
)
(
)
(
)
(
)
kla = 1,493 x 10-5
Variabel III Laju alir 225 ml/menit
(
)
(
)
(
)
(
)
4107945058
4107945058
( )
(
)
(
)
(
)
(
)
kla = 2,156 x 10-5
L. PERHITUNGAN k2
Laju alir 75 ml/menit
t(menit)
[x]
CO2
terserap [y] x.y x
2
0 0,007 0 0
1 0,024 0,024 1
2 0,0385 0,077 4
3 0,0335 0,1005 9
4 0,0375 0,15 16
Absorbsi Gas CO2 dengan Larutan NaOH
LABORATORIUM PROSES KIMIA 2013 28
5 0,0455 0,01365 25
6 0,0355 0,213 36
7 0,0575 0,4025 49
8 0,038 0,304 64
9 0,0375 0,3375 81
10 0,026 0,26 100
Jumlah 55 0,3805 1,88215 385
∑ ∑ ∑
∑ (∑ )
c = ∑ ∑ ∑ ∑
∑ (∑ )
y = mx + c = ( )
k2 = 0,03365
Laju alir 150 ml/menit
t(menit)
[x]
CO2
terserap [y] x.y x
2
0 0,053 0 0
1 0,0355 0,0355 1
2 0,068 0,136 4
3 0,0775 0,2325 9
4 0,071 0,284 16
5 0,0915 0,4575 25
6 0,066 0,396 36
7 0,075 0,525 49
8 0,0525 0,42 64
9 0,076 0,684 81
10 0,0625 0,625 100
Jumlah 55 0,7285 3,7955 385
Absorbsi Gas CO2 dengan Larutan NaOH
LABORATORIUM PROSES KIMIA 2013 29
∑ ∑ ∑
∑ (∑ )
c = ∑ ∑ ∑ ∑
∑ (∑ )
y = mx + c = ( )
k2 =
Laju alir 225 ml/menit
t(menit)
[x]
CO2
terserap [y] x.y x
2
0 0,064 0 0
1 0,0715 0,0715 1
2 0,06 0,12 4
3 0,1 0,3 9
4 0,0585 0,234 16
5 0,093 0,465 25
6 0,089 0,534 36
7 0,0895 0,6265 49
8 0,052 0,416 64
9 0,085 0,765 81
10 0,0595 0,595 100
Jumlah 55 0,822 4,127 385
∑ ∑ ∑
∑ (∑ )
c = ∑ ∑ ∑ ∑
∑ (∑ )
y = mx + c = )
k2 =
LAPORAN SEMENTARA
PRAKTIKUM PROSES KIMIA
Materi :
ABSORBSI GAS CO2 DENGAN LARUTAN NaOH
Disusun oleh :
Ainun Khoiriyah 21030111120037
Anisa Dien Rahmawati 21030111110154
Zulhaq Dahri Siqhny 21030111130136
LABORATORIUM PROSES KIMIA
TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DIPONEGORO
SEMARANG
2013
I. TUJUAN PERCOBAAN:
1. Pengaruh laju alir NaOH terhadap jumlah CO2 yang terserap pada berbagai
waktu reaksi.
2. Pengaruh laju alir NaOH terhadap nilai tetapan perpindahan massa-gas
CO2 (kGa)
3. Pengaruh laju alir NaOH terhadap nilai tetapan perpindahan massa-cair
(kLa)
4. Pengaruh laju alir NaOH terhadap nilai tetapan reaksi antara CO2 dan
NaOH (k2).
5. Hubungan CO2 yang terserap terhadap waktu
II. PERCOBAAN
II.1.Bahan yang digunakan
1. Natrium Hidroksida (NaOH)
2. Gas Karbon dioksida (CO2)
3. Udara
4. Aquadest (H2O)
5. HCl dengan kemurnian 25%
6. Indikator Titrasi (PP dan MO)
II.2. Alat yang digunakan
1. Tabung CO2
2. Kolom Packing
3. Tangki NaOH
4. Pompa
5. Manometer
6. Kompresor
7. Tabung Penyampur
8. Ember
II.3. Cara kerja
1) Buat larutan induk NaOH dengan konsentrasi 0,15 N sebanyak 10 L
Timbang 60 gr NaOH
Dilarutkan dalam aquadest sebanyak 10L
Larutan NaOH ditampung dalam tangki untuk dioperasikan
2) Menentukan fraksi ruang kosong pada kolom absorpsi
Pastikan kran di bawah kolom absorpsi dalam posisi tertutup
Alirkan larutan NaOH dari bak penampung 2 ke dalam kolom absorpsi.
Hentikan jika tinggi cairan di dalam kolom tepat setinggi tumpukan
packing.
Keluarkan cairan dalam kolom dengan membuka kran di bawah kolom,
tampung cairan tersebut dan segera tutup kran jika cairan dalam kolom
tepat berada pada packing bagian paling bawah.
Catat volume cairan sebagai volume ruang kosong dalam kolom absorpsi =
Vvoid.
Tentukan volume total kolom absorpsi, yaitu dengan mengkur diameter
kolom (D) dan tinggi tumpukan packing (H), 4
.2 HDVT
Fraksi ruang kosong kolom absorpsi = TV
Vvoid
3) Operasi Absorpsi
NaOH 0,15 N dipompa dan diumpankan ke dalam kolom melalui bagian
atas kolom pada laju alir tertentu hingga keadaan mantap tercapai.
Alirkan gas CO2 melalui bagian bawah kolom. Ukur beda ketinggian cairan
dalam manometer 1, manometer 2 dan manometer 3, manometer 4 jika
aliran gas sudah steady.
Ambil 10 mL sampel cairan dari dasar kolom absorpsi tiap 1 menit selama
10 menit dan dianalisis kadar ion karbonat atau kandungan NaOH
bebasnya.
Ulangi percobaan untuk nilai variabel kajian yang berbeda.
4) Analisis sampel
Sebanyak 10 mL sampel cairan ditempatkan dalam gelas erlenmeyer 100
mL.
Tambahkan indikator fenol fthalein (PP) sampai merah jambu, dan titrasi
sample dengan larutan HCl 0,15 N sampaiwarna merah hampir hilang
(kebutuhan titran = a mL), maka mol HCl = a 0,1 mmol.
Tambahkan 2-3 tetes indikator metil jingga (MO), dan titrasi dilanjutkan
lagi sampai warna jingga berubah menjadi merah (kebutuhan titran = b
mL), atau kebutuhan HCl = b 0,1 mmol.
Jumlah NaOH bebas = (2a-b) 0,1 mmol di dalam 10 mL sample
Konsentrasi NaOH bebas = (2a-b) 0,01 mol/L
II. 4. Hasil percobaan
Variabel laju alir NaOH
(L/menit)
P Kompresor (kg/cm2) Tinggi manometer (cm)
0,075 2.2 1.8
0.15 2.2 1.8
0,225 2.2 1.8
t Variabel 1 Variabel 2 Variabel 3
a(ml) b(ml) a(ml) b(ml) a(ml) b(ml)
0 0.8 1.4 10.6 0.9 12.8 1.3
1 4.8 0.5 7.1 1.8 14.3 1.6
2 7.7 0.7 13.6 1.5 12 3.1
3 6.7 0.5 15.5 2.5 20 4
4 7.5 0.5 14.2 1.7 11.7 3.1
5 9.1 1.4 18.3 1.8 18.6 2.6
6 7.1 0.8 13.2 1.4 17.8 4
7 11.5 1 15 4 17.9 2.1
8 7.6 0.9 10.5 2.4 10.4 2.7
9 7.5 0.5 15.2 3.2 17 2.5
10 1.8 1.8
12.5 1.5 11.9 4.1
Semarang, Desember 2013
MENGETAHUI ASISTEN
Inggit Prillasari
DIPERIKSA KETERANGAN TANDA TANGAN
NO TANGGAL
1.
2.
3.
12 Desember
2013
12 Desember
2013
13 Desember
2013
1. Lengkapi dengan daftar isi, daftar
tabel dan daftar gambar
2. Rapikan format penulisan (jenis
font, spasi dll)
3. Sesuaikan rumusan masalah, tujuan
dan manfaat percobaan dengan
variabel percobaan yang dilakukan
4. Sesuaikan format penulisan tabel
dan grafik sesuai buku pedoman
penulisan yang ada
5. Ganti referensi pembahasan di bab
IV
6. Perbaiki penulisan daftar pustaka
1. Perbaiki penulisan daftar isi
2. Perbaiki penulisan tabel sesuai
format resmi
3. Perbaiki penulisan daftar pustaka
sesuai format resmi
ACC
top related