difusifitas

LAPORAN

PRAKTIKUM DASAR TEKNIK KIMIA SEMESTER GANJIL TAHUN AKADEMIK 2012/2013

DISUSUN OLEH :

GILANG RHEZA P 121100064

DEDY RADIYAN P 121100109

LABORATORIUM PRAKTIKUM DASAR TEKNIK KIMIA

PRODI TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL VETERAN YOGYAKARTA

2012

i

LEMBAR PENGESAHAN

LAPORAN PRAKTIKUM DASAR TEKNIK KIMIA

ACARA

DIFUSIVITAS INTEGRAL

Laporan ini disusun untuk syarat Praktikum Dasar Teknik Kimia

Yogyakarta, Desember 2012

Disetujui

Asisten Pembimbing,

Ir.Wasir Nuri, MT

ii

INTISARI

Salah satu bentuk transfer massa adalah difusi dengan mekanisme

kecepatannya dipengaruhi oleh gaya dorong ( driving force ) yang disebabkan

oleh gradien suhu, konsentrasi, tekanan dan kecepatan aliran. ercobaan ini

bertujuan untuk mencari harga koefisien difusivitas campuran biner asam oksalat

air dengan variabel konsentrasi dan waktu. Asam oksalat dengan konsentrasi

tertentu dimasukkan ke dalam pipa kapiler, kemudian pipa kapiler dimasukkan ke

dalam bak air dan dialiri air. Pada selang waktu tertentu pipa kapiler tersebut

diambil dan konsentrasi asam oksalat yang tersisa dianalisa dengan cara titrasi

menggunakan NaOH yang telah distandarisasi untuk mengetahui konsentrasi

asam oksalat setelah difusi.

Dari percobaan yang dilakukan pada Asam Oksalat X1, diperoleh harga

koefisien difusivitas sebesar 0.0618 cm2/det dengan persamaan pendekatan secara

linier Y= 0.110352x + 3.89 dengan persen kesalahan rata rata sebesar 1.06 %.

Sedangkan pada Asam Oksalat X2, diperoleh harga koefisien difusivitas sebesar

0.043925 cm2/det dengan persamaan pendekatan secara linier Y = 0.0282853x +

3.7417 dengan persen kesalahan rata rata sebesar 5.86 %.

iii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa

yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penyusun dapat

menyelesaikan laporan praktikum dasar teknik kimia ini dengan baik.

Rangkaian ucapan terima kasih penyusun sampaikan kepada :

1. Ir. Gogot Haryono, M.T., selaku Kepala Laboratorium Dasar Teknik Kimia

Fakultas Teknologi Industri Jurusan Teknik Kimia UPN Veteran

Yogyakarta

2. Ir. Wasir Nuri, M.T., selaku asisten pembimbing yang telah banyak

membantu selama pelaksanaan praktikum.

3. Rekan rekan yang telah membantu, sehingga penyusunan laporan ini dapat

diselesaikan dengan baik.

4. Petugas dan staf laboratorium yang telah memberikan bantuan yaitu dengan

menyediakan alat-alat maupun sarana sehingga praktikum dapat berjalan

dengan semestinya.

5. Serta berbagai pihak yang tidak dapat penyusun sebutkan satu persatu.

Dalam penyusunan laporan ini, kami menyadari sepenuhnya bahwa

membuat laporan yang baik dan akurat adalah hal yang cukup sulit. Oleh karena

itu dalam penyusunan laporan ini Akhirnya penyusun berharap semoga laporan ini

dapat memberikan manfaat serta mampu menambah wacana pengetahuan kita.

Yogyakarta, Desember 2012

Penyusun

iv

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ..... LEMBAR PENGESAHAN ... INTISARI .............................. KATA PENGANTAR ...................................... DAFTAR ISI ......... DAFTAR TABEL ..... DAFTAR GAMBAR ........ DAFTAR LAMBANG.......

i ii iii iv v vi vii

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Tujuan Percobaan ..... 1 1.2. Latar Belakang ..... 1 1.3. Tinjauan Pustaka ...... 1

BAB II PELAKSANAAN PERCOBAAN 2.1 Bahan-bahan ...... 8 2.2 Alat-alat ..... 8 2.3 Gambar Alat ...... 9 2.4 Cara Kerja ...... 10 2.5 Diagram Alir Kerja .................................................... 11 2.6 Analisis Perhitungan .................................................. 14

BAB III HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN 3.1 Hasil Percobaan ......................................................... 16 3.2 Pembahasan ............................................................... 18

BAB IV KESIMPULAN ............................................................... 22

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................ 23

LAMPIRAN 24

v

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Volume pipa kapiler ... 24

Tabel 2. Volume asam standart dan normalitas

NaOH ..

24

Tabel 3.1 Volume NaOH sebelum dan setelah difusi untuk asam

oksalat X1.........................................................................

25

Tabel 3.2 Volume NaOH sebelum dan setelah difusi untuk

asam oksalat X2 ...............................................................

25

Tabel 4.1 Hubungan normalitas asam oksalat X1 sebelum dan

setelahdifusi dengan persentase

sisa asam oksalat .....

26

Tabel 4.2 Hubungan normalitas asam oksalat X2 sebelum dan

setelah difusi dengan persentase

sisa asam oksalat .....

27

vi

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1.

Mekanisme terjadinya difusi dari sistem

biner ................................................................................

3

Gambar 2. Rangkaian alat difusivitas

integral.........

9

Gambar 3. Grafik hubungan antara Log (t/L2) dan 2Log (100-E)

untuk normalitas asam oksalat

X1.....................................................................................

18

Gambar 4. Grafik hubungan antara Log (t/L2) dan 2Log (100-E)

untuk normalitas asam oksalat

X2 ....................................................................................

20

vii

DAFTAR LAMBANG

C = Konsentrasi (mol/L)

D = Koefisien Difusivitas (cm2/det)

DA = Koefisien difusi A ( cm2/det)

DAB = Difusivitas massa komponen A melalui B (cm2/det)

dZdCA = Gradien konsentrasi A dalam arah Z (g/cm2)

dYdCA = Gradien konsentrasi A dalam arah Y (g/cm2)

dYdCB = Gradien konsentrasi Bdalam arah Z (g/cm2)

E = Prosen Asam Oksalat dalam pipa kapiler ( % )

JA, JB = Kecepatan transfer massa A, B (g/cm2.det)

JAZ = Fluks molar A dalam arah Z (g/cm2. det)

L = Panjang pipa kapiler (cm)

N = Normalitas (N)

t = Waktu (detik)

V = Volume cairan (ml)

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Tujuan Percobaan Menentukan koefisien difusivitas integral (DAB) yang merupakan

perbandingan luas dengan waktu dalam satuan cm2/detik dari larutan asam

oksalat yang berbeda ke air.

1.2 Latar Belakang Transfer massa banyak dijumpai dimana mana, di dalam

kehidupan sehari hari, di dalam ilmu pengetahuan dan teknik. Misalnya

yaitu, asap dari cerobong asap mengepul ke udara sekeliling dengan jalan

difusi. Sama halnya dengan gula yang dimasukkan ke dalam air the akan

melarut dan menyebar di dalam air teh dengan jalan difusi.

Dengan mengetahui difusivitas ( koefisien difusi ) suatu zat, maka

akan dapat diketahui kemampuan penyebaran massa zat tersebut ke dalam fase

yang lain atau dalam suatu fase. Semakin besar harga difusivitas suatu zat

maka akan dapat dikatakan zat tersebut mempunyai kemampuan transfer

massa yang besar pula. Dalam industri kimia koefisien difusi berperan dalam

perhitungan waktu proses, yang selanjutnya digunakan dalam perancangan

kapasitas alat.

1.3 Tinjauan Pustaka Difusi adalah salah satu bentuk transfer massa yang disebabkan

oleh adanya gaya dorong ( driving force ) yang timbul karena gerakan-gerakan

molekul atau elemen fluida. Difusivitas cairan tergantung pada sifat sifat

komponen, temperatur serta konsentrasi dari cairan tersebut tetapi dalam

pelaksanaan percobaan ini faktor temperatur diabaikan karena perbedaan

temperatur yang kecil akan menyebabkan perbedaan densitas yang kecil,

sehingga menyebabkan massa tidak berubah.

2

Transfer massa berlangsung secara difusi antara dua fase atau

lebih, kebanyakan dalam operasi pemisahan konstituen dari campuran terdapat

dua fase yang saling bersinggungan yang dinamakan sebagai kontak fase.

Dinamika sistem sangat berpengaruh terhadap kecepatan transfer

massa. Sehingga dalam transfer massa dapat digolongkan menjadi dua, yaitu:

1. Difusi molekuler yaitu transfer massa yang disebabkan oleh gerakan

molekul secara acak dalam fluida yang diam atau bergerak secara laminer.

Difusi molekuler juga merupakan difusi yang berhubungan dengan

gerakan molekul-molekul melalui sesuatu zat yang disebabkan oleh tenaga

panasnya. Kecepatan rata-rata molekul tergantung pada suhunya. Molekul

bergerak melalui lintasan yang sangat zig-zag, sehingga kecepatan

difusinya, yaitu jarak bersih yang ditempuh dalam satu arah, hanya

merupakan bagian kecil dari panjang lintasan yang sesungguhnya.

Sehingga difusi molekuler berjalan dengan sangat lambat.

2. Difusi olakan yaitu transfer massa yang terjadi apabila ada suatu fluida

yang mengalir melalui sebuah permukaan dengan aliran turbulen, atau

transfer massa yang dibantu oleh dinamika aliran.

Dalam aliran fluida yang turbulen, mekanisme proses alir yang

meliputi gerakan olakan di inti turbulen tidaklah diketahui sepenuhnya.

Sebaliknya mekanisme difusi molekuler, sekurang-kurangnya untuk gas,

sudah diketahui dengan baik. Oleh karena itu sudah sewajarnya, apabila orang

berusaha untuk melukiskan kecepatan transfer massa melalui tiga zone, yaitu

zone laminer, buffer, dan turbulen seperti pada zone laminer itu sendiri.

Jika ditinjau sebuah gas yang mengalir secara turbulen melalui

sebuah permukaan dalam keadaan tetap, dan pada saat yang sama dalam aliran

tersebut terjadi difusi equimolar arus berlawanan. Komponen A mendifusi dari

permukaan dinding ke badan utama gas, sedangkan komponen B mendifusi

dari badan utama gas ke permukaan dinding.

(Hardjono, 1989)

3

Dalam mengamati aliran laminer dalam percobaan, prinsip

prinsip yang harus kita ketahui adalah partikel partikel fluida mengalir

secara teratur dan sejajar dengan sumbu tabung, hal ini dapat dilihat dari

besarnya bilangan Reynold ( Re ) pada aliran fluida tersebut. Sedangkan sifat

aliran turbulen partikel partikel tidak lagi mengalir secara teratur ( Re >

2000 ).

( Brown, 1950)

Dalam teori kinetik yang disederhanakan sebuah molekul bergerak

secara garis lurus dengan kecepatan yang seragam sampai bertumbukan

dengan molekul lain, maka terjadi perubahan kecepatan baik besarnya maupun

arahnya. Molekul bergerak secara zig zag namun tetap menuju arah tertentu

sesuai dengan perbedaan konsentrasi yang menyebabkannya. Karena

gerakannya berliku liku, menyebabkan waktu difusi menjadi lama dengan

adanya penurunan tekanan jumlah tumbukan akan berkurang sehingga

kecepatannya akan bertambah. Demikian pula dengan adanya penambahan

temperatur akan menyebabkan gerakan molekul bertambah cepat.

Mekanisme terjadinya difusi dari sistem biner ( dua komponen )

yang berbeda konsentrasinya dapat digambarkan dengan gambar sebagai

berikut :

CA K CB

Gambar.1 Mekanisme terjadinya difusi dari sistem biner.

4

Arah difusi dari A ke B pada awalnya mempunyai konsentrasi

yang berbeda, karena adanya fluks massa yaitu banyaknya suatu komponen

baik dalam satu satuan massa atau dalam satuan mol yang melintasi satu

satuan luas permukaan dalam satu satuan waktu, maka konsentrasi massa A

akan semakin berkurang dan konsentrasi B akan bertambah. Apabila proses

difusi berlangsung dalam waktu yang relatif lama, maka konsentrasi A dan B

akan seimbang atau CA = - CB.

Difusivitas adalah suatu faktor perbandingan yaitu difusivitas

massa atau komponen yang mendifusi melalui komponen pendifusi. Zat yang

terlarut akan mendifusi dari larutan yang konsentrasinya tinggi ke daerah

yang konsentrasinya rendah. Kecenderungan zat untuk mendifusi dinyatakan

dengan koefisien difusi. Koefisien difusi merupakan sifat spesifik sistem

yang tergantung pada suhu, tekanan dan komposisi sistem. DAB adalah

koefisien difusi untuk komponen A yang mendifusi melalui B. Dari

hubungan dasar difusi molekuler yaitu fluks molar relatif terhadap kecepatan

rata-rata molar JA. Yang pertama kali ditemukan oleh Fick untuk sistem

isotermal dan isobarik.

Yang dimaksud dengan fluks sendiri adalah banyaknya suatu

komponen, baik dalam satuan massa atau mol, yang melintasi satu satuan

luas permukaan dalam satu satuan waktu. Fluks dapat ditetapkan berdasarkan

sutatu koordinat yang tetap di dalam suatu ruangan, suatu koordinat yang

bergerak dengan kecepatan rata-rata massa, atau suatu koordinat yang

bergerak dengan kecepatan rata-rata molar.

Koefisien difusi dapat dijumpai pada persamaan hukum Fick :

JAx = - DAB dxdCA

dimana :

JAx : Fluks molar A dalam arah X ( g/cm2.detik )

DAB : Difusivitas massa A melalui B ( cm2/detik )

dxdCA : Gradien konsentrasi ( mol/Cm4)

Tanda negatif menunjukkan bahwa difusi terjadi dengan arah

yang sejalan dengan penurunan konsentrasi.

......... ( 1 )

5

Neraca Massa :

Massa Masuk Massa Keluar Massa Yang Bereaksi = Massa Akumulasi.

dxdCxA

dxdCAD

dxdCAD A

xx

AAB

x

AAB

0

Persamaan ( 2 ) dibagi dengan A dx, maka :

dxdC

dxdC

dxdD AAAB

dxdC

dxCdD AAAB 2

2

dxdC

DdxCd A

AB

A 1

2

2

Bila dalam percobaan digunakan asam oksalat

Konsentrasi asam oksalat mula mula dalam pipa kapiler adalah CAo

pada :

x = x

t = 0

CA = CAo

Konsentrasi asam oksalat dalam pipa kapiler pada waktu t = ~ :

x = x

t = ~

CA = 0

Pada ujung pipa kapiler yang tertutup tidak ada transfer massa :

x = 0

t = t

dxdCA = 0

Konsentrasi asam oksalat pada ujung kapiler pada setiap saat :

x = L

t = t

CA = CA

.. ( 2 )

.. ( 3 )

6

Penyelesaian persamaan differensial dari persamaan ( 3 ) adalah :

2

22

1 4)12(exp

)2()2(cos

)12()1(4

LtDn

LLn

nC AB

n

n

A

dimana :

CA = Konsentrasi asam oksalat (mol/L)

DAB = Difusivitas asam oksalat (g/cm2.detik)

t = Waktu difusi (menit)

L = Panjang pipa (cm)

Menghitung asam oksalat setelah difusi :

N = CA . V

dN = CA . dV + V . dCA ; CA = tetap

dN = CA . A . dx

N = CA . A . dx

Jumlah asam oksalat mula mula dalam pipa kapiler adalah :

No = CAo . A . L

Prosentase asam oksalat setelah difusi dalam pipa kapiler adalah :

E = 0N

N 100%

E =

LAC

dxCA

Ao

L

A0 100%

E = dxLC

CL

Ao

A

0

100%

....... ( 4 )

......................................................... ( 5 )

7

Persamaan ( 4 ) disubstitusikan ke persamaan ( 5 ), sehingga diperoleh :

E =

222

222 4

)12(exp)12(

1800L

tDnn

AB

n

Untuk DAB yang tetap dan DAB . t/L2 kecil, maka persamaan ( 6 ) dapat

didekati dengan :

E = 100 200 L

tDAB2

100 E = 200 L

tDAB2

log ( 100 E ) = log ( 200 D .AB. ) + 21 Log 2L

t

2 log ( 100 E ) = 2 log ( 200 D .AB. ) + Log 2Lt ..................( 7 )

dengan :

E = Perbandingan asam oksalat yang tertinggal

t = Waktu (menit)

L = Panjang pipa kapiler (cm)

DAB = Koefisien difusi (g/cm2.detik)

Sehingga persamaan dapat dibuat grafik hubungan antara Log 2Lt terhadap

Log ( 100-E ) dan juga persamaan diatas dapat diselesaikan dengan metode

Least Square, dengan persamaan pendekatan secara garis lurus sebagai

berikut :

y = a + b x

dimana :

y = 2 log ( 100 E )

a = 2 log ( 200 D .AB )

x = Log 2Lt

b = tan = gradien = 1

................. ( 6 )

8

BAB II

PELAKSANAAN PERCOBAAN

2.1 Bahan-bahan Air dalam bak difusi sebagai media pendifusi, Larutan asam oksalat ( H2C2O4

) sebagai zat yang akan ditentukan koefisien difusivitasnya, Aquadest,

Larutan NaOH, Indikator PP

2.2 Alat-alat Tangki Penampung Air, Kran Pengatur, Bak Difusi, Pipa pipa kapiler, Alat

Suntik, Buret, Erlenmeyer, Corong, Stopwatch, Penggaris, Termometer.

9

2.3 Gambar Rangkaian alat

Gambar 2. Rangkaian alat difusivitas integral

Keterangan gambar:

1. Bak penampung air

2. Kran pengatur aliran

3. Bak difusi

4. Pipa kapiler

5. Outlet

1 2

3

4

3

5

10

2.4 Cara Kerja Menentukan Volume Pipa Kapiler, dengan mula-mula menimbang berat

pipa kosong. Kemudian menimbang berat pipa yang telah diisi dengan aquades

dan kemudian menghitung berat aquades. Setelah itu mengukur panjang pipa.

Lalu mengukur suhu aquades serta mencari densitas aquades pada suhu terukur.

Selanjutnya menghitung volume pipa.

Mengukur tinggi masing-masing pipa kapiler dari ujung atas yang terbuka

sampai dasar pipa kapiler yang tertutup dimana masih dapat diisi aquadest.

Standarisasi larutan NaOH, pertama mengambil asam standart 10 ml

larutan, kemudian memasukkannya dalam erlenmeyer dan menambahnya dengan

indikator PP, setelah itu dititrasi dengan larutan NaOH. Kemudian mencatat

volume NaOH yang digunakan untuk titrasi dan melakukanya sebanyak 3 kali.

Standarisasi asam oksalat, dengan mula-mula mengambil 10 ml larutan

asam oksalat (X1) kemudian ditambahkan dengan indikator PP dan menitrasinya

dengan larutan NaOH. Kemudian mencatat volume NaOH yang digunakan

sebagai volume NaOH sebelum difusi.

Melakukan hal yang sama untuk asam oksalat (X2). Percobaan difusi,

dengan mula-mula mengisi pipa kapiler dengan asam oksalat dan mengusahakan

tidak ada gelembung udara. Lalu menyusun pipa kapiler dalam bak air dengan

mengurutkan dari posisi tertinggi ke rendah, lalu mengalirkan air dan mengatur

agar alirannya laminer. Pada saat air mencapai puncak pipa kapiler waktu dicatat

sebagai t = 0 .kemudian mengambil pipa kapiler setiap selang waktu 5 menit

secara berurutan.selanjutnya mengambil asam oksalat yang terdapat pada pipa

kapiler dengan menggunakan jarum suntik, memasukkannya ke dalam erlenmeyer

dan menambahkan aquades hingga volumenya mencapai 10 ml kemudian

menambahkan indikator PP dan menitrasinya dengan NaOH. Setelah itu

percobaan diulangi untuk asam oksalat X2

11

2.5 Diagram Alir Kerja a. Menentukan volume pipa kapiler

Menimbang berat pipa kapiler kosong

Menimbang berat pipa yang diisi dengan aquades, sehingga bisa diperoleh

berat aquades

Mengukur panjang pipa

Mengukur suhu aquades

Mencari densitas aquades berdasarkan suhu yang telah diukur

Menghitung volume pipa

Setelah menghitung volume pipa, dilanjutkan dengan mengukur

tinggi masing-masing pipa kapiler

12

b. Standardisasi larutan NaOH

Mengambil asam standard 10 ml larutan

Memasukkan asam standard ke dalam erlenmeyer dan menambahkannya

dengan indikator PP

Menitrasi larutan standard dengan larutan NaOH

Mencatat volume NaOH yang digunakan untuk titrasi

Melakukan percobaan sebanyak tiga kali

c. Standardisasi asam oksalat

Memasukkan sebanyak 10 ml larutan asam oksalat (X1) ke dalam

erlenmeyer dan menambahkannya dengan indikator PP

Menitrasi asam oksalat (X1) dengan larutan NaOH

Mencatat volume NaOH yang digunakan untuk titrasi

Melakukan percobaan yang sama untuk larutan asam oksalat (X2)

13

d. Percobaan difusi

Mengisi pipa kapiler dengan asam oksalat (X1) dan mengusahakan tidak ada

gelembung udara

Menyusun pipa kapiler dalam bak air dari posisi tertinggi ke yang terendah

Mengalirkan air dan mengatur agar alirannya laminer

Mencatat sebagai t = 0 pada saat air mencapai puncak pipa kapiler yang

tertinggi

Mengambil pipa kapiler setiap selang waktu 5 menit secara berurutan dari

yang tertinggi ke yang terendah

Mengambil asam oksalat (X1) dalam pipa kapiler dengan jarum suntik dan

memasukkannya ke dalam gelas ukur terlebih dahulu

Menambahkan aquades hingga volumenya mencapai 10 ml

Memasukkan asam oksalat (X1) yang telah dicampur dengan aquades, ke

dalam erlenmeyer

Menambahkan indikator PP, lalu menitrasinya dengan NaOH

Mengulangi percobaan untuk asam oksalat (X2)

14

2.6 Analisis Perhitungan

1. Volume pipa mV

Dimana : V = Volume pipa (ml)

m = Berat aquadest (gr)

= Densitas aquadest (gr/ml)

2. Menentukan Normalitas NaOH

V1 x N1 = V2 x N2

Dimana : V1 = Volume asam standart (ml)

N1 = Normalitas asam standart (N)

V2 = Volume NaOH (ml)

N2 = Normalitas NaOH (N)

3. Menentukan Normalitas asam oksalat sebelum dan setelah difusi

V1 x N1 = V2 x N2

Dimana : V1 = Volume asam standart (ml)




4. Menentukan prosentase asam oksalat

Untuk menentukan prosentase asam oksalat sisa (sebelum dan setelah

difusi) dapat dilihat dari perbedaan normalitas asam oksalat sebelum dan

setelah difusi.

E = 00100NoN

Dimana : E = % sisa asam oksalat

N = Normalitas asam oksalat setelah difusi

No= Normalitas asam oksalat sebelum difusi

15

5. Menentukan Difusivitas

Dapat ditentukan dari rumus:

2

..200100

LtDE AB

Yang dijabarkan menjadi:

)200(2)100(2 2 ABDLogLtLogELog

Persamaan diatas dapat diselesaikan dengan metode Least Square:

y = a + bx

dimana : y = 2 log (100-E)

x = log ( 2Lt )

b = intercept = 2 log ( ABD200 )

dengan : E = Perbandingan asam oksalat yang tertinggal

t = waktu

L = panjang pipa kapiler

DAB = koefisien difusivitas

6. Menentukan persen kesalahan

0000 100

Ydata

YhitungYdataKesalahan

16

BAB III

HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

3.1 Hasil Percobaan

3.1.1 Menentukan Volume Pipa Kapiler

- Suhu aquadest : 28 0C

- Densitas aquadest : 0.996233 g/ml

Tabel 1. Volume pipa kapiler

No

Panjang

pipa

Berat pipa

kosong

Berat

pipa isi

Berat

Aquades

Volume

pipa

( cm ) ( gr ) ( gr ) ( gr ) ( ml )

1 10.3 8.1896 10.8571 2.6675 2.67759

2 10.1 8.0261 10.5120 2.4859 2.49530

3 10 4.7885 7.5325 2.7440 2.75438

4 9.9 8.5284 11.2212 2.6928 2.70298

5 8.7 6.9482 9.1591 2.2109 2.21926

3.1.2 Standarisasi Larutan NaOH - Normalitas asam standard = 0.1 N

Tabel 2. Volume asam standart dan Normalitas NaOH

No

Volume

NaOH Volume Asam Normalitas

( ml ) Standard ( ml ) NaOH ( ml )

1 33.5 10 0.029851

2 32.8 10 0.030488

Volume NaOH rata-rata = 33.15 ml

Normalitas NaOH rata-rata = 0.0301695 N

17

3.1.3 Standarisasi Asam Oksalat Normalitas NaOH = 0.0301695 N

Selang Waktu = 5 menit

Volume asam oksalat = volume pipa kapiler

Maka dengan asam oksalat normalitas X1 diperoleh:

Tabel 3.1. Volume NaOH sebelum dan setelah difusi Asam Oksalat

(X1 )

No waktu Volume NaOH ( ml ) Volume Asam

Normalitas Asam

Oksalat

(menit)

Sebelum

Difusi

Sesudah

Difusi Oksalat ( ml )

Sebelum

Difusi

Sesudah

Difusi

1 5 10.1 2.8 10 0.030471 0.008447

2 10 9.6 1.6 10 0.028963 0.004827

3 15 10.5 2.7 10 0.031678 0.008146

4 20 10.2 1.6 10 0.030773 0.004827

5 25 10.1 1.9 10 0.030471 0.005732

Tabel 3.2.Volume NaOH Sebelum dan setelah Difusi Asam Oksalat

( X2 )

No waktu Volume NaOH ( ml ) Volume Asam

Normalitas Asam

Oksalat

(menit)

Sebelum

Difusi

Sesudah

Difusi Oksalat ( ml )

Sebelum

Difusi

Sesudah

Difusi

1 5 10.3 2.3 10 0.032646 0.006939

2 10 10.2 2.2 10 0.032329 0.006637

3 15 9.4 2.9 10 0.029793 0.008749

4 20 9.6 2.6 10 0.030427 0.007844

5 25 9.7 2.1 10 0.030744 0.006336

18

3.2 Pembahasan

1. Harga normalitas dan harga koefisien difusifitas asam oksalat X1 Harga normalitas asam oksalat X1 sebelum dan setelah difusi dan harga

koefisien difusifitas asan oksalat X1 dapat diperoleh berdasarkan table 3.1

Maka diperoleh:

Tabel 4.1 Hubungan Normalitas asam oksalat X1 sebelum dan setelah difusi

dengan % sisa asam oksalat

No waktu

Normalitas Asam

Oksalat

Prosentase sisa asam

oksalat (E%)

(menit)

Sebelum

Difusi

Setelah

Difusi

1 5 0.030471 0.008447 27.72

2 10 0.028963 0.004827 16.67

3 15 0.031678 0.008146 25.72

4 20 0.030773 0.004827 15.69

5 25 0.030471 0.005732 18.81

Dan dapat dibuat grafik seperti gambar 3.

Gambar 3. Grafik hubungan antara Log (t/L2) dengan 2 Log (100-E) Asam

Oksalat X1

19

Hubungan antara Log (t/L2) dengan 2 Log (100-E) pada gambar menghasilkan

persamaan dengan metode least square Y = 0.110352x + 3.89 . Dari persamaan

yang diperoleh dapat diketahui persen kesalahan sebesar 1.06 %, dan DAB sebesar

0.0618 cm2/det.

2. Harga normalitas dan harga koefisien difusivitas asam oksalat X2

Harga normalitas asam oksalat X2 sebelum dan setelah difusi dan harga

koefisien difusivitas asam oksalat X2 dapat diperoleh berdasarkan data Tabel

3.2. Maka diperoleh:

Tabel 4.2 Hubungan Normalitas asam oksalat X2 sebelum dan setelah

difusi dengan % sisa asam oksalat

No waktu

Normalitas Asam

Oksalat

Prosentase sisa

asam oksalat (E%)

(menit)

Sebelum

Difusi

Setelah

Difusi

1 5 0.032646 0.006939 21.26

2 10 0.032329 0.006637 20.53

3 15 0.029793 0.008749 29.37

4 20 0.030427 0.007844 25.78

5 25 0.030744 0.006336 20.61

Dan dapat dibuat grafik seperti gambar 4.

20

Gambar 4. Grafik hubungan antara Log (t/L2) dengan 2 Log (100-E) asam

Oksalat X2

Hubungan antara Log (t/L2) dengan 2 Log (100-E) pada gambar menghasilkan

persamaan dengan metode least square Y = 0.0282853x + 3.7417 . Dari

persamaan yang diperoleh dapat diketahui persen kesalahan sebesar 5.86 %, dan

DAB sebesar 0.043925 cm2/det.

Percobaan ini bertujuan untuk menentukan koefisien difusivitas

cairan ( DAB ). Dimensi difusivitas cairan adalah panjang berpangkat dua dibagi

dengan waktu. Koefisien difusivitas tergantung pada temperatur, tekanan dan

komposisi sistem. Pada percobaan yang telah dilakukan yang berbeda adalah

konsentrasi sistemnya, sedangkan temperatur dan tekanan tetap. Dari percobaan

didapat hubungan antara asam oksalat yang terdifusi dengan waktu difusi,

sehingga dengan persamaan :


Didapat grafik berupa garis lurus yaitu grafik hubungan

antara 2)100(2 LtVsLogELog dengan intercept = 2 log ( ABD200 ).

Perhitungan konstantanya dengan menggunakan metode Least Square.

21

Dari percobaan yang telah dilakukan serta dari perhitungan interceptnya maka

harga koefisien difusivitas dapat dicari. Dari percobaan dapat diketahui bahwa

konsentrasi yang besar, maka akan diperoleh harga difusivitas yang besar pula.

Hal ini dapat dijelaskan sebagai berikut :

Pada konsentrasi yang lebih besar, maka fluks molar yang melintasi satu

satuan luas permukaan dalam satu satuan waktu semakin besar, maka semakin

besar pula kemampuan molekul itu untuk menyebar atau mendifusi.

Penggunaan aquades hingga volume larutan asam oksalat yang akan dititrasi

sebanyak 10 ml dimaksudkan untuk mempermudah proses titrasi, karena

sedikitnya asam oksalat yang dapat diambil dari pipa kapiler yang disebabkan

oleh kecilnya volume pipa kapiler.

Dari percobaan diketahui pada konsentrasi yang lebih besar diperoleh harga

difusivitas yang besar pula.

22

BAB IV

KESIMPULAN

1. Larutan asam oksalat X1 diperoleh N rata-rata sebelum difusi = 0.030471 N

dan sesudah difusi = 0.006395934 N. Harga koefisien difusivitas sebesar

0.0618 cm2/det dengan metode Least Square : Y= 0.110352x + 3.89 dengan

persen kesalahan rata rata sebesar 1.06 %.

2. Larutan asam oksalat X2 diperoleh N rata-rata sebelum difusi = 0.031188 N

dan sesudah difusi = 0.007301019 N. Harga koefisien difusivitas sebesar

0.0145 Cm2/det dengan metode Least Square : Y = 0.0282853x + 3.7417

dengan persen kesalahan rata rata sebesar 5.86 %.

3. Persamaan yang didapat merupakan fungsi linier dari 2 Log (100 E) vs Log

(t/L2) yang menunjukkan semakin lama waktu operasi difusi maka akan

semakin banyak asam oksalat yang terdifusi ke dalam air.

4. Pada percobaan kami semakin kecil normalitas suatu larutan atau senyawa

maka koefisien difusivitasnya semakin kecil.

23

DAFTAR PUSTAKA

Hardjono. 1989. Diktat Kuliah Operasi Teknik Kimia II . Hal 1 4. Fakultas

Teknik Jurusan Teknik Kimia. UGM Yogyakarta.

Brown, G.G., 1950, Unit Operation, John Willey and Sons, Inc. New York

24

LAMPIRAN

1. Menentukan volume pipa kapiler Suhu aquadest : 28 oC

Densitas aquadest : 0.996233 g/ml

Berat aquadest = Berat pipa isi berat pipa kosong

= (10.8571-8.1896) gram

= 2.6675 gr

Volume pipa kapiler = uadestDensitasAq

estBeratAquad

Volume pipa kapiler = 0.996233

2.6675 = 2.67759 ml

Dengan cara yang sama diperoleh Tabel 1

NO Panjang pipa (cm) Berat pipa

kosong

(gr)

Berat pipa

isi (gr)

Berat

Aquadest

(gr)

Volume

pipa (ml)

1 10.3 8.1896 10.8571 2.6675 2.67759

2 10.1 8.0261 10.5120 2.4859 2.49530

3 10 4.7885 7.5325 2.7440 2.75438

4 9.9 8.5284 11.2212 2.6928 2.70298

5 8.7 6.9482 9.1591 2.2109 2.21926

2. Menentukan Normalitas NaOH Normalitas asam standart = 0.1 N

Volume asa satandart = 10 ml

V1 x N1 = V2 x N2

N2 = VNV2

11

25

Dimana :

V1 = Volume asam standart (ml)




Pada sampel 1, jika volume NaOH = 33.5 ml

N2 = 5.33

1.010 x = 0.029851 N

Dengan cara yang sama diperoleh Tabel 2

NO V1 asam standart (ml) Normalitas

asam

standart (N)

V2 NaOH

(ml)

Normalitas

NaOH (N)

1 10 0.1 33.5 0.029851

2 10 0.1 32.8 0.030488


3. Menentukan Normalitas asam oksalat sebelum difusi ( N2 )


Volume NaOH rata-rata = 33.15 ml

V1 x N1 = V2 x N2 Dimana :

V1 = Volume NaOH sebelum difusi

N1 = Normalitas NaOH

V2 = Volume asam oksalat

N2 = Normalitas asam oksalat

Jika pada sampel 1 ,volume NaOH (V1 ) = 10.1 ml

Volume asam oksalat (V2 ) = 10 ml

26

Maka Normalitas asam oksalat pada sampel 1 adalah

V1 x N1 = V2 x N2 10.1 x 0.0301695 = 10 x N2

N2 = 0.030471 N

Analog dengan cara perhitungan diatas, diperoleh Tabel 3.1 dan Tabel 3.2

NO Volume NaOH (ml) Volume asam oksalat X1 (ml)

Normalitas asam

oksalat X1 (N)

1 10.1 10 0.030471

2 9.6 10 0.028963

3 10.5 10 0.031678

4 10.2 10 0.030773

5 10.1 10 0.030471

NO Volume NaOH (ml) Volume asam oksalat X2 (ml)

Normalitas asam

oksalat X2 (N)

1 10.3 10 0.032646

2 10.2 10 0.032329

3 9.4 10 0.029793

4 9.6 10 0.030427

5 9.7 10 0.030744

4.Menentukan Normalitas asam oksalat sesudah difusi ( N2 )

Asam oksalat X1 NO Ukuran pipa Volume asam oksalat X1

(ml)

Volume NaOH setelah

difusi (ml)

1 10.3 10 2.8

2 10.1 10 1.6

3 10 10 2.7

4 9.9 10 1.6

5 8.7 10 1.9

27

Perhitungan normalitas asam oksalat X1 sesudah difusi pada sampel 1


Volume asam oksalat = 10 ml

Volume NaOH setelah difusi pada sampel 1 = 2.8 ml

Dengan rumus :


V1 = Volume NaOH sesudah difusi

N1 = Normalitas NaOH rata-rata




V1 x N1 = V2 x N2 2.8 x 0.0301695 = 10 x N2

N2 = 0.008447 N


NO Ukuran

pipa

Volume asam

oksalat X1 (ml)

Volume NaOH

setelah difusi (ml)

Normalitas asam

oksalat (N)

1 10.3 10 2.8 0.008447

2 10.1 10 1.6 0.004827

3 10 10 2.7 0.008146

4 9.9 10 1.6 0.004827

5 8.7 10 1.9 0.005732

28

Asam oksalat X2

NO Ukuran pipa Volume asam oksalat X1 (ml)

Volume NaOH setelah

difusi (ml)

1 10.3 10 2.3

2 10.1 10 2.2

3 10 10 2.9

4 9.9 10 2.6

5 8.7 10 2.1

Perhitungan normalitas asam oksalat X2 sesudah difusi pada sampel 1


Volume asam oksalat = 10 ml

Volume NaOH setelah difusi pada sampel 1 = 2.3 ml

Dengan rumus :


V1 = Volume NaOH sesudah difusi

N1 = Normalitas NaOH rata-rata




V1 x N1 = V2 x N2 2.3 x 0.0301695 = 10 x N2

N2 = 0.006939 N

29


NO Ukuran

pipa

Volume asam

oksalat X1 (ml)

Volume NaOH

setelah difusi (ml)

Normalitas asam

oksalat (N)

1 10.3 10 2.3 0.006939

2 10.1 10 2.2 0.006637

3 10 10 2.9 0.008749

4 9.9 10 2.6 0.007844

5 8.7 10 2.1 0.006336

5. Menentukan persentase asam oksalat sisa (E)

E = NN

x 100%

Dimana : E = % Sisa asam oksalat

N = Normalitas asam oksalat setelah difusi

No = Normalitas asam oksalat sebelum difusi

Untuk Asam Oksalat X1

Jika N = 0.008447 N

No = 0.030471 N

E = N 0.030471N 0.008447 x 100% = 21.26 %

Dengan cara yang sama diperoleh Tabel 4.1 dan 4.2

NO Ukuran pipa Normalitas oksalat

(N)

Normalitas oksalat

(N0 )

Persentase asam

oksalat (E)

1 10.3 0.008447 0.030471 27.72 %

2 10.1 0.004827 0.028963 16.67 %

3 10 0.008146 0.031678 25.72 %

4 9.9 0.004827 0.030773 15.69 %

5 8.7 0.005732 0.030471 18.81 %

30

Untuk Asam Oksalat X2

Jika N = 0.006939 N

No = 0.032646 N

E = N 0.032646N 0.006939 x 100% = %

Dengan cara yang sama diperoleh Tabel 4.1 dan 4.2

NO Ukuran pipa Normalitas oksalat

(N)

Normalitas oksalat

(N0 )

Persentase asam

oksalat (E)

1 10.3 0.006939 0.032646 21.26 %

2 10.1 0.006637 0.032329 20.53 %

3 10 0.008749 0.029793 29.37 %

4 9.9 0.007844 0.030427 25.78 %

5 8.7 0.006336 0.030744 20.61 %

6. Menentukan koefisien difusifitas ( DAB ) Untuk menghitung DAB asam oksalat normalitas X1 diperoleh data seperti :

Tabel 5.1 Harga Log 2Lt Vs 2Log(100-E) asam oksalat X1

No. E % t(menit) L (cm) 2Log(100-E) log 2Lt

1 27.72 5 10.3 3.718 -1.3267

2 16.67 10 10.1 3.842 -1.0086

3 25.72 15 10 3.742 -0.8239

4 15.69 20 9.9 3.852 -0.6902

5 18.81 25 8.7 3.819 -0.4811

31

Tabel 5.2 Harga Log 2Lt Vs 2Log(100-E) asam oksalat X2

No. E % t(menit) L (cm) 2Log(100-E) log 2Lt

1 21.26 5 10.3 3.792 -1.3267

2 20.53 10 10.1 3.800 -1.0086

3 29.37 15 10 3.698 -0.8239

4 25.78 20 9.9 3.741 -0.6902

5 20.61 25 8.7 3.800 -0.4811

Dari data Tabel 5.1 dan 5.2 dan rumus dibawah ini :

E = 100 200 L.tDAB

2.

100 E = 200 L.tDAB

2.

log ( 100 E ) = log ( 200 D .AB. ) + 21 log

Lt2

2 log ( 100 E ) = 2 log ( 200 D .AB. ) + log Lt2

Y = a + b X

Y = 2 log ( 100 E )

X = log Lt2

a = 2 log ( 200 D .AB. )

Untuk X1 :

a = 3.89

2 log ( 200 ) =

3.89 D .AB.

32

log ( 200 ) =

1.945

( ) =

0.44052

DAB = 0.194058

DAB = 0.0618 cm2/det

Untuk X2 :

DAB = 0.043925 cm2/det

7. Mencari persamaan garis dengan Metode Least Square:

2

..200100L

tDE AB


Y = a + b X

Dimana : Y = 2 log (100-E)

X = log ( 2Lt )

a = intercept = 2 log ( ABD200 )

D .AB.

D .AB.

33

Tabel 6.1 Hubungan Log )100(22 ELogVsLt

asam oksalat X1

No. E (%)

t

( menit) L (cm) X Y X2 XY

1 27.72 5 10.3 -1.3267 3.718 1.7601 -4.9327

2 16.67 10 10.1 -1.0086 3.842 1.0174 -3.8748

3 25.72 15 10 -0.8239 3.742 0.6788 -3.0829

4 15.69 20 9.9 -0.6902 3.852 0.4764 -2.6586

5 18.81 25 8.7 -0.4811 3.819 0.2315 -1.8373

-4.3306 18.972 4.1642 -16.3864

Dengan metode Least Square diperoleh :

22 xxnyxxynb

24.3306-4.16425

18.9724.3306-16.3864-5

b

= 2.8534

nxbya

5

4.3306-8534.218.972a

= 5.1464

Sehingga diperoleh persamaan garis :

Y = a + b X

Y = 5.1464 + 2.8534 X

Dari persamaan diatas dapat dibuat grafik seperti pada gambar 3.

34

Tabel 6.2Hubungan Log )100(22 ELogVsLt

asam oksalat X2

No. E (%)

t

(menit) L (cm) X Y X2 XY

1 21.26 5 10.3 -1.3267 3.792 1.7601 -5.0314

2 20.53 10 10.1 -1.0086 3.800 1.0174 -3.8333

3 29.37 15 10 -0.8239 3.698 0.6788 -3.0468

4 25.78 20 9.9 -0.6902 3.741 0.4764 -2.5822

5 20.61 25 8.7 -0.4811 3.800 0.2315 -1.8279

-4.3306 18.831 4.1642 -16.3216

Dengan Metode Least Square diperoleh :

a = 3.2502

b = 0.9964

Sehingga diperoleh persamaan garis :

Y = 3.2502 + 0.9964x

Dari persamaan diatas dapat dibuat grafik seperti pada gambar 2

35

8. Mencari Persen Kesalahan Dari persamaan Y = 5.1464 + 2.8534 X

Dapat diperoleh persen kesalahan

0000 100

Ydata


Tabel 7.1 % Kesalahan pada persamaan asam oksalat X1

% kesalahan rata-rata = 6.2784 %

No X Y Yhit % Kesalahan

1 -1.3267 3.718 3.3732 9.27

2 -1.0086 3.842 3.6913 3.91

3 -0.8239 3.742 3.8760 3.59

4 -0.6902 3.852 4.0097 4.10

5 -0.4811 3.819 4.2188 10.47

-4.3306 18.972 Rata-rata 6.27

36

Dari persamaan Y = 3.2502 + 0.9964x

Dapat diperoleh persen kesalahan

0000 100

Ydata


Tabel 7.2 % Kesalahan pada persamaan asam oksalat X2

No X Y Yhit % Kesalahan

1 -1.3267 3.792 3.3512 11.63

2 -1.0086 3.800 3.6692 3.45

3 -0.8239 3.698 3.8540 4.22

4 -0.6902 3.741 3.9876 6.59

5 -0.4811 3.800 4.1968 10.46

-4.3306 18.831 Rata-rata 7.27

% kesalahan rata-rata = 7.27 %

37

HASIL DISKUSI

1. Jelaskan tentang aliran laminar dan turbulen?

Aliran laminar merupakan aliran fluida yang tidak terjadi olakan dan

sifatnya mendekati linera dan biasanya akibat tidak terjadinya

perubahan penampang yang tiba-tiba.

Aliran turbulen merupakan aliran fluida yang terjadi olakan atau

gumpalan ataupun gelombang saat mengalir. Penyebab terjadinya

turbulence sangat banyak. Namun yang pasti ketika fluida mengalir

dari suatu penampang 1 ke penampang yang lebih kecil maka besar

kemungkinan akan terjadi turbulence.

2. Mengapa pada gambar grafik yang didapat berbentuk seperti itu dan apa

itu R?

Karena skala yang digunakan pada gambar kecil maka grafik yang

didapat terlihat zig-zag, dan mungkin bila skala diperkecil skala

gambar mungkin grafik dapat terlihat menjadi semakin naik.

Kemudian R didalam grafik berarti persen kesalahan grafik terhadap

garis linear. Karena R semakin mendekati 1 maka percobaan

dinyatakan mendekati benar.

3. Kenapa pipa tingginya berbeda-beda dan kenapa saat menjalankan waktu

saat pipa tertinggi tercelup air?

Karena tinggi pipa tersebut menyatakan perbedaan terjadinya difusi

pada tiap tinggi dimana saat percobaan dimulai.

Pipa tertinggi berposisi pada t=0,karena akan menjadi awal difusi

antara cairan bak dengan larutan yang berada didalam pipa.

difusifitas

Documents