presentasi tugas akhir - digilib.its.ac.id

PRESENTASI

TUGAS AKHIR PENGARUH PERBANDINGAN JUMLAH POLI(VINIL

ALKOHOL) DAN PATI JAGUNG DALAM MEMBRAN POLI(VINIL FORMAL) TERHADAP PENGURANGAN

ION KLORIDA PADA ELEKTROLISIS LARUTAN NaCl

PENDAHULUAN 1

Sel Merkuri

• Efisiensi arus rendah

• Bahaya bagi lingkungan

Sel Diafragma

• Kemurnian

NaOH rendah, hanya 12-14% wt

Sel Membran

Proses Klor-Alkali

Latar Belakang

Latar Belakang

Poli(vinil formal) Komersial / Kain Kanebo (Jihad, 2012)

Poli(vinil formal) (Muir, 1976)

Poli(eter terphtalate) (Madaeni et al.,

2007)

Nafion (Chikhi et al., 2002)

Poli(stirena-ko-divinilbenzena) (Savari, et al., 2007)

Membran Elektrolisis

Penukar ion

Persen Rejeksi NaCl

21%

Persen Rejeksi NaCl 46%

*) pH larutan anolit dan katolit berbeda *) Warna larutan anolit dan katolit berbeda *) Kadar ion klorida di anolit dan katolit tidak jauh berbeda

Penukar ion

Latar Belakang

Made from

Polivinil Alkohol (PVA)

+ Formaldehida 35% + H2SO4 50% + Pati Jagung

Membran poli(vinil formal)

Tanpa pati jagung

PVA : pati jagung = 25 :75

PVA : pati jagung = 50 : 50

Kain Kanebo Komersil (Nagasaka, dkk. 2002)

PVA : pati jagung = 75: 25

Manakah yang dapat menahan

ion klorida paling

banyak???

Perumusan Masalah *) Bagaimana pengaruh perbandingan berat poli(vinil alkohol) dan pati jagung dalam membran poli(vinil formal) terhadap kadar ion klorida di anolit dan katolit. *) Bagaimana pengaruh perbandingan berat poli(vinil alkohol) dan pati jagung dalam membran poli(vinil formal) terhadap persen rejeksi ion klorida pada membran tersebut.

Tujuan

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh perbandingan jumlah berat poli(vinil alkohol) dan pati jagung dalam membran poli(vinil formal) terhadap kadar ion klorida di anolit dan katolit, serta untuk mengetahui persen rejeksi ion klorida pada membran poli(vinil formal) tersebut.

Perumusan Masalah dan Tujuan

METODOLOGI dan HASIL PENELITIAN 2

Alat dan Bahan

Sel elektrolisis Neraca analitik Kabel Penjepit buaya Power supply Stopwatch Batang grafit pensil 8B Gelas beker 100 ml Gelas beker 250 ml Gelas beker 500 ml Erlenmeyer 100 ml Erlenmeyer 250 ml Gelas ukur 100 ml Labu ukur 100 ml Labu ukur 250 ml Buret, labu ukur 500 ml

Corong gelas Pipet ukur 1 ml Pipet ukur 10 ml Botol timbang Spatula Kaca arloji Pipet tetes Pro pipet Kertas pH Termometer Penjepit kayu Botol semprot Pengaduk magnetik Hotplate

ALAT

Poli(vinil alkohol) Pati jagung Garam NaCl

Aqua DM Serbuk AgNO3 SerbukK2CrO4

Asam sulfat p.a Formaldehida p.a

NaOH padatan

BAHAN

Pembuatan Membran Poli(vinil formal) Tanpa Pati Jagung (Membran A)

-Ditimbang sebanyak 4,6895 gram -Dilarutkan di dalam 50 mL aqua DM panas -Diaduk dengan kecepatan 600 rpm hingga larut sempurna dan suhu mencapai 50 °C -Ditambahkan 6,25 mL larutan formaldehida 35% -Ditambahkan 6,25 mL larutan asam sulfat 50% -Diaduk dengan kecepatan 400 rpm selama 1 jam -Dituang ke dalam cawan petri -Dipanaskan di dalam oven bersuhu 60 °C selama 12 jam

Polivinil Alkohol (PVA)

Membran Polivinil Asetal Non-Aditif

Prosedur Kerja

Gambar 2.1 Gambar membran A setelah dipanaskan pada suhu 60 °C selama 12 jam

Hasil

Gambar 2.2 Gambar membran A perbesaran 100 kali oleh mikroskop optik. (a) Tampak atas, (b) Tampak bawah

Hasil Foto Morfologi Membran dengan Menggunakan Mikroskop Optik

(a) (b)

Pembuatan Membran Poli(vinil formal) dengan Perbandingan PVA : Tepung Jagung = 25 : 75 (Membran B)

-Ditimbang sebanyak 2,3446 gram -Dilarutkan di dalam 50 mL aqua DM panas -Diaduk dengan kecepatan 600 rpm hingga larut sempurna dan suhu mencapai 50 °C -Ditambahkan 7,0343 gram tepung jagung yang telah dilarutkan dalam aqua DM -Ditambahkan 6,25 mL larutan formaldehida 35% -Ditambahkan 6,25 mL larutan asam sulfat 50% -Diaduk dengan kecepatan 400 rpm selama 1 jam -Dituang ke dalam cawan petri -Dipanaskan di dalam oven bersuhu 60 °C selama 12 jam

Polivinil Alkohol (PVA)

Membran Polivinil Asetal dengan Perbandingan PVA : Tepung Jagung = 25 : 75

Prosedur Kerja

Gambar 2.3 Gambar membran B setelah dipanaskan pada suhu 60 °C selama 12 jam

Hasil

Gambar 2.4 Gambar membran B perbesaran 100 kali oleh mikroskop optik. (a) Tampak atas, (b) Tampak bawah

Foto Morfologi Membran dengan Menggunakan Mikroskop Optik

(a) (b)

Hasil

Pembuatan Membran Poli(vinil formal) dengan Perbandingan PVA : Tepung Jagung = 50 : 50 (Membran C)

-Ditimbang sebanyak 4,6895 gram -Dilarutkan di dalam 50 mL aqua DM panas -Diaduk dengan kecepatan 600 rpm hingga larut sempurna dan suhu mencapai 50 °C -Ditambahkan 4,6895 gram tepung jagung yang telah dilarutkan dalam aqua DM -Ditambahkan 6,25 mL larutan formaldehida 35% -Ditambahkan 6,25 mL larutan asam sulfat 50% -Diaduk dengan kecepatan 400 rpm selama 1 jam -Dituang ke dalam cawan petri -Dipanaskan di dalam oven bersuhu 60 °C selama 12 jam

Polivinil Alkohol (PVA)

Membran Polivinil Asetal dengan Perbandingan PVA : Tepung Jagung = 50 : 50

Prosedur Kerja

Gambar 2.5 Gambar membran C setelah dipanaskan pada suhu 60 °C selama 12 jam

Hasil

Foto Morfologi Membran dengan Menggunakan Mikroskop Optik

Gambar 2.6 Gambar membran C perbesaran 100 kali oleh mikroskop optik. (a) Tampak atas, (b) Tampak bawah

(a) (b)

Hasil

-Ditimbang sebanyak 7,0345 gram -Dilarutkan di dalam 50 mL aqua DM panas -Diaduk dengan kecepatan 600 rpm hingga larut sempurna dan suhu mencapai 50 °C -Ditambahkan 2,3445 gram tepung jagung yang telah dilarutkan dalam aqua DM -Ditambahkan 6,25 mL larutan formaldehida 35% -Ditambahkan 6,25 mL larutan asam sulfat 50% -Diaduk dengan kecepatan 400 rpm selama 1 jam -Dituang ke dalam cawan petri -Dipanaskan di dalam oven bersuhu 60 °C selama 12 jam

Polivinil Alkohol (PVA)

GAGAL

Prosedur Kerja

Pembuatan Membran Poli(vinil formal) dengan Perbandingan PVA : Tepung Jagung = 75 : 25 (Membran D)

0.0

–2.0

–4.0

–6.0

–8.0

–10.0

–12.0

–14.0

–16.0

Y [µm]

–18.0

0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0

Hasil Foto Morfologi Membran dengan Menggunakan AFM

Hasil

2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00

– 400

– 300

– 200

– 100

0

100

200

300

Position [µm]

Line No: 128 y = 184.786 – 0.159770x + 2.3564988E – 5x2 – 8.6423396E – 10x3

Hasil Foto Morfologi Membran dengan Menggunakan AFM

Hasil

Spektrum IR Poli(vinil alkohol)

Gugus C=O milik poli(vinil asetat)

1700 cm-1

Gugus -OH milik poli(vinil alkohol)

3400 cm-1

Vibrasi ulur alkana 3000-2850 cm-1

Spektrum IR Poli(vinil formal)

Gugus aldehida milik poli(vinil formal) 1666-1600 cm-1

Gugus -OH milik poli(vinil alkohol)

3400 cm-1

Pengujian Kinerja Membran terhadap Penahanan Ion Klorida

200 mL Larutan NaCl 1 M

Membran

200 mL Aqua DM

Sistem ini dibiarkan selama 24 jam, lalu ditentukan kadar ion klorida pada Larutan NaCl 1 M dan Aqua DM sebelum

dan sesudah proses difusi. Penentuan ion klorida dilakukan dengan Metode Mohr.

Prosedur Kerja

No Jenis Sampel

Kadar Klorida (mg/L) dalam Proses Difusi Selama 24 Jam dengan Menggunakan-

Membran A Membran B Membran C

1 Aqua DM Awal 0 0 0

2 NaCl 1M Awal 35.784 35.500 35.443,20

3 Aqua DM Akhir 6.304,80 13.312,50 1.704

4 NaCl 1M Akhir 24.878,40 18.548,75 33.725

Rejeksi Ion Klorida (%) 82,38 61,90 95,19

Tabel hasil penentuan kadar ion klorida dalam larutan NaCl 1 M dan aqua DM sebelum dan setelah berdifusi melalui membran selama 24 jam

Hasil Pengujian Persen Rejeksi Ion Klorida pada Membran Polivinil Asetal

Hasil

95 mL Larutan NaCl 5 M

Membran

95 mL Aqua DM

DC Anoda (Grafit)

Katoda (Grafit)

Elektrolisis Larutan NaCl dengan Menggunakan Membran Poli(vinil formal)

Elekrolisis dilakukan selama 120 menit. Tiap 20 menit, pH di anolit dan katolit diukur. Kemudian, kadar ion klorida pada anolit dan katolit sebelum dan

sesudah elektrolisis ditentukan dengan Metode Mohr.

Prosedur Kerja

Elektrolisis Larutan NaCl dengan Menggunakan Membran

Prosedur Kerja

Gambar 2.7 Gambar rangkaian sel elektrolisis

Waktu Jenis membran yang digunakan

Membran A Membran B Membran C

Menit ke- pH Anolit pH Katolit pH Anolit pH Katolit pH Anolit pH Katolit

0 7 7 7 7 7 7

20 5 10 2 11 3 8

40 3 11 1 12 1 11

60 1 12 0 14 1 11

80 1 13 0 14 0 12

100 0 14 0 14 0 12

120 0 14 0 14 0 12

Hasil Pengukuran pH pada Anolit dan Katolit dalam Proses Elektrolisis selama 120 Menit

Tabel hasil pengukuran pH dalam proses elektrolisis selama 120 menit

Keterangan : Anolit 95 mL Larutan NaCl 5 M Katolit 95 mL Aqua DM

Hasil

Grafik Hasil Pengukuran pH Anolit dalam Proses Elektrolisis selama 120 Menit

-1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 20 40 60 80 100 120 140

pH

Waktu (Menit)

pH Anolit dalam Proses Elektrolisis Larutan NaCl 5 M selama 120 Menit

Membran A

Membran B

Membran C

Hasil

Grafik Hasil Pengukuran pH Katolit dalam Proses Elektrolisis selama 120 Menit

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 20 40 60 80 100 120 140

pH

Waktu (Menit)

pH Katolit dalam Proses Elektrolisis Larutan NaCl 5 M selama 120 Menit

Membran A

Membran B

Membran C

Hasil

No Jenis Sampel Kadar Ion Klorida (mg/L)

Membran A Membran B Membran C

1 Anolit Awal 202.350 202.350 202,350

2 Katolit Awal 0 0 0

3 Anolit Akhir 139.958,75 148.390 180.428,75

4 Katolit Akhir 47.215 40.834,23 20.235

Rejeksi Ion Klorida (%) 76,67 79,82 90,00

Tabel hasil pengukuran kadar ion klorida dalam larutan anolit dan katolit sebelum dan sesudah proses elektrolisis selama 120 menit

Hasil Penentuan Kadar Ion Klorida Sebelum dan Sesudah Proses Elektrolisis

Keterangan : Anolit 95 mL Larutan NaCl 5 M Katolit 95 mL Aqua DM

Hasil

KESIMPULAN 3

Kesimpulan

Membran poli(vinil formal) yang diteliti dalam penelitian ini dapat digunakan sebagai penahan ion klorida dalam elektrolisis

larutan NaCl. Membran yang memiliki persen rejeksi ion klorida paling tinggi adalah membran C, yaitu membran poli(vinil

formal) dengan perbandingan komposisi polivinil alkohol (PVA) : pati jagung = 50 : 50. Persen rejeksi ion klorida yang dimiliki

oleh membran ini mencapai 95,19 %. Membran A, B, dan C juga diaplikasikan pada elektrolisis larutan NaCl 5 M selama 120

menit. Persen rejeksi ion klorida paling tinggi pada elektrolisis dimiliki oleh membran C, yaitu 90%.

End of Slides