diktat otk 2

Laboratorium Unit Proses II Teknik Kimia Universitas Sriwijaya

PENUNTUN PRAKTIKUM

OPERASI TEKNIK KIMIA II

Disusun Oleh :

Korps Asisten Laboratorium Proses dan Operasi Teknik Kimia

Laboratorium Proses dan Operasi Teknik Kimia

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

Korps asisten OTK II


Biodiesel

I. Tujuan

1. Untuk mengetahui pengaruh rasio reaktan terhadap konversi minyak

menjadi metil ester.

2. Untuk mengetahui pengaruh dari temperatur reaksi terhadap pembentukan

metil ester.

3. Untuk mengetahui pengaruh dari waktu reaksi terhadap pembentukan

metil ester.

4. Untuk mengetahui prinsip dan cara kerja proses pembuatan Metil Ester.

II. Tinjauan Pustaka

Biodiesel adalah nama untuk jenis fatty ester, umumnya merupakan

monoalkyl ester yang terbuat dari minyak tumbuh – tumbuhan (minyak nabati).

Minyak nabati yang dapat digunakan sebagai bahan baku biodiesel dapat berasal

dari kacang kedelai, kelapa, kelapa sawit, padi, jagung, jarak, papaya dan banyak

lagi melalui proses transesterifikasi sederhana. (Mardiah, Agus Widodo, Alfi

Trisningwati, dan Aries Purijatmiko, 2006)

Biodiesel dicampur dengan bahan bahar diesel minyak bumi dalam

berbagai rasio. Jika 0,4 – 5 % biodiesel dicampur dengan bahan bakar diesel

minyak bumi, otomatis akan meningkatkan daya lumas bahan bakar. Biodiesel

mempunyai rasio keseimbangan energi yang baik. Rasio keseimbangan energi

biodiesel minimum 1 – 2,5. Artinya, untuk setiap satu unit energi yang digunakan

pada pupuk, pestisida, bahan bakar, pemurnian, proses, dan transportasi,

minimum terdapat 2,5 unit energi dalam biodiesel. Campuran 20 % biodiesel dan

80 % bahan bakar diesel minyak bumi disebut dengan B20. Campuran B20

merupakan bahan bajar alternatif yang terkenal di Amerika Serikat, terutama

untuk bis dan truk. B20 mengurangi emisi, harganya relatif murah, dan tidak

memerlukan modifikasi mesin. (Andi Nur Alam Syah, 2006).

Kajian bahwa biodiesel dapat didegradasi secara biologis empat kali

lebih cepat daripada bahan bakar diesel minyak bumi, yaitu mencapai 98 % dalam



tiga minggu. Akibat biodegradasi secara biologis, emisi dan bau yang tidak

sedazp dapat dikurangi.

Keuntungan dari biodiesel :

a. Campuran dari 20 % biodiesel dengan 80 % petroleum diesel dapat digunakan

pada unmodified diesel engine.

b. Sekitar setengah dari industri biodiesel dapat menggunakan lemak atau minyak

daur ulang.

c. Biodiesel tidak beracun.

d. Biodiesel memiliki cetane number yang tinggi (di atas 100, bandingkan dengan

bahan bakar diesel yang hanya 40).

e. Penggunaan biodiesel dapat memperpanjang umur mesin diesel karena

biodiesel lebih licin.

f. Biodiesel menggantikan bau petroleum dengan bau yang lebih enak.

Emisi biodiesel jauh lebih rendah daripada emisi diesel minyak bumi.

Biodiesel mempunyai karakteristik emisi seperti berikut :

a. Emisi karbon dioksida netto (CO2) baerkurang 100 %.

b. Emisi sulfur dioksida (SO2) berkurang 100 %.

c. Emisi debu berkurang 40 – 60 %.

d. Emisi karbon monoksida (CO) berkurang 10 – 15 %.

e. Emisi hidrokarbon berkurang 10 – 50 %.

f. Hidrokarbon aromatik polisiklik (PAH) berkurang, terutama PAH yang

beracun, seperti : phenanthren berkurang 97 %, benzofloroanthen berkurang 56

%, benzapyren berkurang 71 %, serta aldehida dan senyawa aromatik

berkurang 13 %.

Dengan mengembangkan metode yang murah. Diharapkan dapat

diproduksi biodiesel yang lebih murah, yang dapat bersaing secara ekonomi

dengan petroleum, dan menjadikan biodiesel sebagai salah satu bahan bakar

alternatif yang ramah lingkungan.



Metanol

Untuk membuat biodesel, ester dalam minyak nabati perlu dipisahkan

dari gliserol. Ester tersebut merupakan bahan dasar penyusun biodiesel. Selama

proses transesterifikasi, komponen gliseroldari minyak nabati digantikan oleh

alkohol, baik etanol maupun metanol. Etanol merupakan alkohol yang terbuat dari

padi – padian. Metanol adalah alkohol yang dapat dibuat dari batubara, gas alam,

atau kayu. (Yuli Setyo Indartono, 2006).

Metanol disebut juga metil alkohol merupakan senyawa paling sederhana

dari gugus alkohol. Rumus kimianya adalah CH3OH. Metanol berwujud cairan

yang tidak berwarna, dan mudah menguap. Metanol merupakan alkohol yang

agresif sehingga bisa berakibat fatal bila terminum, dan memerlukan kewaspadaan

yang tinggi dalam penanganannya. Jika menghirup uapnya cukup lamaatau jika

kena matadapat menyebabkan kebutaan, sedangkan jika tertelan akan

mengakibatkan kematian. ( Andi Nur Alamsyah, 2006 ).

Sebagian besar produksi metanol diubah menjadi formaldehid yang pada

akhirnya digunakan untuk membuat polimer, juga digunakan sebagai pelarut.

Memiliki berat molekul 32,042 , titik leleh – 98oC dan titik didih 64oC.

Alkohol yang paling umum digunakan untuk transesterifikasi adalah

metanol, karena harganya lebih murah dan daya reaksinya lebih tinggi

dibandingkan dengan alkohol rantai panjang, sehingga metanol ini mampu

memproduksi biodiesel yang lebih stabil. Berbeda dengan etanol, metanol tersedia

dalam bentuk absolut yang mudah diperoleh, sehingga hidrolisa dan

pembentukansabun akibat airyang terdapat dalam alkoholdapat diminimalkan.

Biaya untuk memproduksi etanol absolut cukup tinggi. Akibatnya, bahan bakar

diesel berbasis etanol tidak berdaya saing secara ekonomis dengan metil ester

asam lemak, sehingga membiarkan bahan bakar diesel fosil bertahan sendiri.

Disamping itu, harga alkohol juga tinggi sehingga menghambat penggunaannya

dalam produksi biodiesel dalam skala industri. (Erliza, dkk, 2007).



Katalis Natrium Hidroksida (NaOH)

Dari aspek ekonomi, proses transesterifikasi tanpa katalis tampaknya

sangat sulit karena ester yang akan dibakar dalam mesin diesel memerlukan input

energi yang tinggi, waktu reaksi yang lama, dan harga pasar yang rendah. Karena

itu agar hasil esternya memuaskan, produksi biodiesel secara umum perlu

menggunakan katalis. (Yuli Setyo Indartono, 2006).

Katalis adalah suatu bahan yang digunakan untuk memulai reaksi dengan

bahan lain. Katalis dimanfaatkan untuk mempercepat suatu reaksi, terlibat dalam

reakso tetapi tidak ikut terkonsumsi menjadi produk. Pemilihan katalis ini

sangatbergantung pada jenis asam lemak yang terkandung dalam minyak tersebut.

Jenis asam lemak dalam minyak sangat berpengaruh terhadap karakteristik fisik

dan kimia biodiesel, karena asam lemak ini akan membentuk ester atau biodiesel

itu sendiri. (Mardiah, Agus Widodo, Efi Trisningwati, dan Arie Purijatmiko,

2006).

Kandungan lemak bebas yang tinggi (lebih dari 0,5 % - 1 %), dan

kandungan air (moisture) dalam reaktan (minyak nabati) akan menyebabkan

terbentuknya sabun, sehingga membentuk emulsi dengan metanol dan minyak.

Terbentuknya emulsi ini mengakibatkan reaksi metanolisis tidak dapat terjadi,

menurunkan yield ester dan mempersulit pemisahan ester dan glyserol yang

mungkin terbentuk. Kehadiran asam lemak bebas dalam minyak juga akan

mengkonsumsi katalis sehingga menurunkan efisiensi katalis. (Mardiah, Agus

Widodo, Efi Trisningwati, dan Arie Purijatmiko, 2006).

Rekasi penyabunan merupakan reaksi samping yang tidak dikehendaki.

Hal ini terlihat pada ekstraksi adanya gumpalan – gumpalan putih yang melekat

pada dinding corong pemisah akibat proses ekstraksi menjadi sulit dan

memerlukan ekstraksi yang berulang – ulang. Dengan adanya reaksi samping

yang berupa penyabunan inilah konversi minyak menjadi ester (biodeisell)

menjadi kecil.

Karena itu, reaksi transesterifikasi dengan katalisator KOH dan NaOH

disarankan untuk minyak nabati yang melewati tahapan deasifikasi,sehingga kadar

air kurang dari 0,3 % dan kadar FFA kurang dari 0,5 %. Sedangkan pada



katalisator asam tidak menyebabkan reaksi penyabunan sepeti halnya pada

katalisator biasa. (Tim Biodiesel Jurusan Teknik Kimia UGM, 2006)

Esterifikasi

Jika bahan baku yang digunakan adalah minyak mentah yang memiliki

kadar FFA tinggi (> 5 %), seperti minyak jelantah, PFAD, CPO low grade, dan

minyak jarak, proses transesterifikasiyang dilakukan untuk mengkonversi minyak

menjadi biodiesel tidak akan efisien. Bahan – bahan di atas, perlu melalui proses

pra – esterifikasi untuk menurunkan kadar FFA hingga di bawah 5 %.

Umumnya, proses esterifikasi menggunakan katalis asam. Asam – asam

pekat seperti asam sulfat (sulphuruic acid) dan sam klorida (cloride acid) ada;ah

jenis asam yang sekarang ini banyak digunakan sebagai katalis. Pada tahap ini

akan diperoleh banyak minyak dengan campuran metil ester kasar dan metanol

sisi yang kemudian dipisahkan. Proses esterifikasi dilanjutkan dengan proses

esterifikasi alkalin (transesterifikasi) terhadap produk tahap pertama di atas

dengan menggunakan katalis alkalin. Pada proses ini digunakan sodium

hidroksida 1 wt % dan alkohol (umumnya metanol) 10 wt %. Kedua proses

esterifikasi inidilakukan pada temperatur 70oC.

Transesterifikasi

Transesterifikasi merupakan suatu proses penggantian a;kphp; dari suatu

gugus ester (trigliserida) dengan ester lain atau mengubah asam – asam lemak ke

dalam bentuk ester sehingga menghasilkan alkyl ester. Proses tersebut dikenal

sebagaiproses alkoholisis. Proses alkoholisis ini merupakan reaksi yang biasanya

berjalan lambat namun dapat dipercepat dengan bantuan suatu katalis. Katalis

yang biasanya digunakan adalah katalis asam seperti HCl dan H2SO4, dan katalis

basa NaOH dan KOH. (Yuli Setyo Indartono, 2006).

Proses ini dapat dijalankan secara batch atau sinambung, dimana pada

proses batch menggunakan labu leher tiga atau autoclave. Selain itu, dalam

autoclave proses dapat berjalan pada suhu tinggi dalam fase cair, sehingga akan

bisa berlangsung lebih cepat. Proses sinambung dilaksanakan dalam reaktor



CSTR dengan alat pencampur yang berupa pengaduk atau gas inert. Proses ini

lebih sulit dikarenakan perlu bahan baku yang lebih banyak dan waktu yang lebih

panjang.

Proses ini dapat dijalankan secara batch maupun sinambung, dimana pada

proses batch menggunakan labu leher tiga atau autoclave. Selain itu dalam

autoclave proses dapat berjalan pada suhu tinggi dalam fase cair, sehingga akan

bisa berlangsung lebih cepat. Proses sinambung dilaksanakan dalam reactor CSTR

dengan alat pencampur yang berupa pengaduk atau gas inert. Proses ini lebih sulit

dikarenakan perlu bahan baku yang lebih banyak dan waktu yang lebih panjang.

Metanolisis merupakan reaksi pembentukan metal ester dengan

menggunakan methanol dimana reaksinya seimbang dan kalor reaksinya kecil.

Untuk menggeser reaksi ke kanan biasanya menggunakan metanol berlebihan

disbanding gliserida, maka reaksi yang terjadi bisa dianggap reaksi searah.

Mekanisme reaksi transesterifikasi minyak nabati dengan methanol atau disebut

juga dengan metanolisis yang terlihat di bawah ini, (Andi Nur Alam Syah, 2006) :

CH2COOR1 NaOH CH2OH

CHCOOR2 + 3 CH3OH 3 RCOOCH3 + CHOH

CH2COOR3 CH2OH

Trygliseride Methanol Methyl Ester Glycerol

Upper Phase Lower Phase

Kinetika Reaksi

Reaksi antara methanol dan minyak jarak pagar berlangsung menurut reaksi

sebagai berikut :

CH2COOR1 CH2OH

CHCOOR2 + 3 CH3OH 3 RCOOCH3 + CHOH

CH2COOR3 CH2OH

Trygliseride Methanol Methyl Ester Glycerol



A + 3B C + D

Karena reaksi ini menggunakan methanol yang berlebihan, maka reaksi dapat

dianggap searah dan berorde satu terhadap minyak, sehingga reaksinya menjadi :

A + 3B C + D

Persamaan reaksinya menjadi :

(1)

(2)

(3)

Dengan mensubstitusikan persamaan (3) kedalam persamaan (2) maka didapatkan

:

(4)

Dengan mengintegralkan persamaan (4) diperoleh persamaan :

(5)



III. Metodologi

Peralatan dan Bahan

Keterangan :

1. Heating mantle

2. Magnetic stirrer

3. Labu leher tiga

4. Thermometer

5. Condenser

6. Pipet hisap

7. Pompa

8. Ember

Persiapan Bahan Baku

a. Minyak

Minyak yang digunakan dapat berupa minyak goring, minyak jelantah,

minyak CPO.

b. Metanol

c. Katalis NaOH

Analisa Bahan Baku

Analisa bahan baku dilakukan untuk mengetahui asam lemak bebas, asam lemak

total, dan berat jenisnya.

Prosedur Pembuatan Metil Ester :

1.) Reaksi Esterifikasi

1. Cairkan bahan baku terlebih dahulu bila bahan baku berwujud padat

hingga mencapai ukuran 100 ml.



2. Setelah minyak berbentuk liquid, masukkan minyak ke dalam labu leher

tiga yang telah dilengkapi dengan thermometer, pemanas, dan condenser.

Kemudian dipanaskan sampai suhu mencapai 70◦C. Reaksi ini

berlangsung secara batch.

3. Campurkan methanol dan katalis dalam jumlah tertentu kedalam minyak

yang telah dipanaskan tersebut.

4. Reaksikan campuran tersebut selama 1 jam.

5. Setelah 1 jam minyak tersebut diangkat dan didinginkan.

2.) Reaksi Trans Esterifikasi

Setelah minyak didinginkan dan dihilangkan alkoholnya, kemudian

dilanjutkan dengan reaksi transesterifikasi yaitu

1. Minyak yang telah terbentuk pada reaksi esterifikasi dipanaskan kembali

pada suhu 70◦C.

2. Setelah mencapai temperature 70◦C, minyak tersebut ditambahkan dengan

campuran methanol dan katalis KOH dalam jumlah tertentu.

3. Reaksikan campuran minyak, alcohol dan KOH tersebut selama 1 jam,

reaksi ini berlangsung pada kondisi batch.

4. Setelah 1 jam minyak tersebut diangkat dan didinginkan, serta dihilangkan

alkoholnya.

5. Diamkan selama 24 jam agar terlihat dua lapisan yaitu lapisan atas metal

ester dan lapisan bawah berupa gliserol, kemudian kedua lapisan tersebut

dipisahkan dengan corong pemisah.

6. Metil ester yang telah terpisah kemudian dicuci dengan cara

mencampurkan air yang telah dipanaskan pada suhu 50◦ C.

7. Diamkan sampai terbentuk dua lapisan, kemudian dua lapisan tersebut

dipisahkan dengan corong pemisah. Lakukan hal ini beberapa kali hingga

hasil cucian terakhir terlihat bersih.

8. Terakhir lakukan pemanasan pada metal ester (biodiesel) sampai suhu 100◦

C untuk menghilangkan kadar alcohol yang masih ada pada biodiesel.



9. Lakukan percobaan yang sama untuk variasi minyak & methanol (1:1,

1:1,5, 1:2), perbandingan katalis H2SO4 (1%, 2%, dan 3%) serta

perbandingan katalis KOH (1%, 2%, dan 3%)

10. Metil Ester (biodiesel) dapat dianalisa.

KOROSI

I. Tujuan

1. Untuk mengetahui laju korosi pada logam besi , aluminium dan tembaga

yang telah mengalami perlakuan , yaitu : digores, dipukul, atau tidak

mengalami perlakuan, bila dimasukkan dalam media asam , basa , ataupun

netral.

2. Untuk mengetahui pengaruh terjadinya korosi pada setiap logam.

3. Untuk mengetahui cara menghitung laju korosi.

4. Mengetahui macam – macam korosi dan pengaruhnya pada industri kimia.

II. Tinjauan pustaka

Korosi merupakan suatu bentuk reaksi elektrokimia akibat interaksi

antara logam dan logam , atau sebagai suatu bentuk degradasi logam dari

keadaan berenergi tinggi ke energi rendah.

Korosi dapat didefinisikan sebagai kerusakan atau penurunan kualitas

material yang disebabkan oleh reaksi dengan lingkungan atau kebalikan dari

proses metalurgi ekstraktif.

Biji besi yang terdapat di alam dalam bentuk oksida berada dalam

tingkat energi yang rendah karena mempunyai ikatan kimia yang stabil.

Untuk mengubahnya menjadi produk jadi seperti baja lembaran ataupun pipa,

diperlukan energi yang sangat besar, terutama pada waktu peleburan.

Sehinggga produk berada pada tingkat energi yang tinggi atau bentuk antara

yang tidak stabil.



Semua proses alam cenderung untuk merubah secara spontan kea rah

tercapinya suatu kesetimbangan. Oleh karena itu produk yang berada pada

tingkat energi tinggi cenderung berubah kembali menjadi bentuk asalnya.

Dalam industri dan konstruksi, korosi menjadi masalah terutama karena

menurunnya kekuatan logam atau tidak berfungsinya suatu sistem

sebagaimana mestinya. Misalnya pipa yang bocor akibat korosi erosi , tangki

yang bocor akibat korosi sumuran, lambung kapal menipis dan akhirnya

pecah akibat korosi merata, sebuah jembatan runtuh akibat korosi retak

tegang , dan lainnya.

Prinsip dasar korosi , adanya reaksi kimia disertai transfer elektron; meliputi

terpenuhinya empat syarat pokok, yaitu :

1. Hubungan listrik

2. Logam anoda

3. Logam katoda

4. Elektrolit

skema reaksi elektrokimia

Korosi baru terjadi bila terdapat keempat syarat ini terpenuhi :

1. Logam anoda

Logam dengan potensial antarmuka yang relatif lebih negatif dari logam

terhadapa mana ia berhubungan.

2. Logam katoda

logam dengan potensial antarmuka yang relatif lebih positif dari

terhadap mana ia berhubungan.

3. Hubungan listrik



Media yang dapat menghasilkan arus listrik yang berlangsung antara

anoda dan katoda. Pada umumnya hubungan listrik ini berupa

sambungan logam.

4. Elektrolit

Media pada mana logam yang anodik dan katodik berada. Elektrolit

dalam korosi dapat berupa air, tanah , dan udara basah.

Korosi , karena tidak seragamnya partikel logam timbul beda potensial antara

bagian yang aktif dan yang pasif.

Di anoda

Oksidasi : M M+n + ne-

Di Katoda

Reduksi :

2H+ + 2e- H2 Pelepasan Hidrogen

O2 + 4H+ +4e- 2H2O Reduksi Oksigen dalam larutan asam

O2 + 2H2O +4e- 4OH Reduksi Oksigen dalam lar. Basa /

netral

Mk+ + l e- Mk-l Reduksi ion logam

M+n + n e- M Pengendapan logam

Bentuk – Bentuk korosi

1. Korosi Merata (uniform corrosion)

Korosi yang menyerang logam secara merata pada semua bagian

permukaan logam, sehingga diperoleh laju korosi yang cenderung sama

di semua bagian.

2. Korosi Celah (crevice corrosion)

korosi yang terjadi pada daerah celahan, yaitu daerah yang terdapat pada

antara dua permukaan yang dilapiskan. korosi ini timbul karena

perbedaan konsentrasi oksigen di dalam dan di luar celah.



3. Korosi Erosi (erosion / abrasion corrosion)

Korosi yang disebabkan oleh adanya gerakan relatif antara fluida dengan

permukaan logam. Ada dua teori mengenai korosi ini; wear- oxidation,

korosi yang didahului keausan lalu oksidasi; dan oxidation-wear.

4. Korosi Sumuran (pitting corrosion)

Korosi yang menyerang logam secara lokal , yang terjadi pada daerah

anodik logam yang berlangusng secara terus – menerus.

5. Korosi Retak Tegang (stress corrosion cracking)

Korosi yang terjadi akibat interaksi antara tiga hal pokok , adanya

tegangan , adanya linkungan yang korosif dan adanya logam yang rawan

korosi lokal pada lingkungan yang dimaksud.

6. Korosi Batas Butir (Intergranular corrosion)

Korosi yang menyerang batas butir logam, terjadi pada baja tahan karat

yang mengalami pemanasan pada suhu kurang lebih setengah dari

temperatur cair sehingga batas butir berbentuk karbida.

7. Korosi Selektif (selective corrosion)

korosi yang menyerang satu unsur logam dari sebuah logam paduan.

8. Kosori Galvanik

Korosi yang menyerang dua logam yang berbeda jenis yang saling

berhubungan. Perbedaan jenis logam menyebabkan perbedaan potensial

antarmuka kedua logam.

9. Penggetasan Hidrogen (hydrogen embrittlement)

Perubahan sifat mekanik logam akibat disusupi hidrogen. Penyusupan

ion hidrogen ini terjadi bila konsentrasi ion hidrogen dekat permukaan

logam cukup tinggi , terdapat pendorong untuk masuk ke logam.

10. Differential aeration corrosion

11. Freeting corrosion

12. Filiform corrosion

13. Corrosion fatique

14. Microbial corrosion

15. Dew point corrosion.



Gambar bentuk – bentuk Korosi



Teknik Pengendalian Korosi



Proses korosi dapat dikendalikan dengan menekan laju reaksi oksidasi atau

reduksi atau dengan mencegah kontak langsung antara lingkungnan dengan bahan

konstruksi logam yang bersangkutan. Pada dasarnya kalau di dalam sistem tidak

terjadi perpindahan elektron, proses elektrokimia tidak akan berlangsung.

Bertolak dari kenyataan itu , teknik – teknik pengendalian korosi yakni :

1. Design

Mencegah dengan pengaturan bentuk, letak , agar terhindar jebakan

elektrolit.

2. Material selection

Digunakan bahan yang tahan terhadap zat yang akan di-handle.

Hastelloy = HCl panas

Pb = H2SO4 encer

Cu/ Al = lingkungan atmosfer

Titanium = oksidator kuat

Tantalum = untuk ketahanan prima

Baja = H2SO4 pekat

Stainless steel = HNO3

Ni / Ni alloy = caustic

Monel = HF

Sn = Air aquadest

3. Coating (pelapisan)

Dilakukan dengan cara :

o Dipping ( pencelupan untuk logam yang berukuran kecil )

o Spraying ( penyemprotan untuk logam yang berukuran besar )

o Cladding (pembungkusan )

o Vapror deposisiton ( penempatan zat dalam serbut zat pelindung )

o Electrodeposition ( zat dilindungi di katoda, zat pelindung di anoda ,

dialirkan listrik selama waktu tertentu )

o Diffusion ( logam yang akan melindungi terdifusi ke permukaan

karena suhu tinggi ).



4. Pengaturan lingkungan

o Menurunkan suhu

o Flowrate diperkecil

o Menurunkan konsentrasi elektrolit (O2 dalam air dengan O2

Scavenger, hidrazin, Na2SO3)

o Penggunaan Inhibitor (bahan kimia yang jika ditambahkan dalam

lingkungan yang dapat mengkorosikan logam, dengan penambahan

sedikit saja efektif untuk mencegah korosi)

5. Proteksi katodik dan Proteksi anodik

Proteksi Katodik : mengubah struktur menjadi katoda semua dengan

member arus listrik DC dari luar atau anoda korban.

Proteksi Anodik : mengubah struktur menjadi anoda, yakni dengan

menggunakan logam yang dapat membentuk lapisan protektif seperti

stainless steel, titanium, vanadium, kromium.

Identifikasi dan pengukuran korosi

Ada dua macam cara identifikasi dan pengukuran kecepatan atau tingkat korosi :

1. Cara tidak merusak (Non Destruktive Test)

o Pengamatan visual

o Pengukuran dengan Micrometer

o Dye Penetration Test (PT)

o Magnetic Particle Test (MT)

o Ultrasonografi Test (UT)

o Eddy Current Test (ET)

o Radiografi (RT)

o Acoustic Emission (AE)

2. Cara merusak (Destruktive Test)

o Weight Loss Test

o Microscopic Investigation

o Cara Elektrokimia



III. Metodologi

ALAT DAN BAHAN

I. Alat :

1. Beker Gelas

2. Logam : Besi, Tembaga, Aluminium

3. Amplas

4. Dryer

5. Solder

6. Timah Solder

II. Bahan :

1. Aquadest

2. Larutan HCl 1 N, H2SO4 1 N, NaOH 1 N

PROSEDUR PERCOBAAN

I. Kasus Beda Potensial Logam yang Direkayasa.

1. Amplas logam yang akan digunakan, lalu cuci dengan aquadest

kemudian celupkan ke dalam HCl. Keringkan logam dengan

menggunakan dryer.

2. Timbang berat awal logam setelah dibersihkan.

3. Rangkai logam yang telah dibersihkan dengan baterai yang telah

disiapkan.

4. Siapkan 2 cawan berisi larutan yang telah ditentukan (HCl 1 N, H2SO4 1

N, NaOH 1 N) dengan volume yang memadai untuk pengujian.

5. Masukkan logam yang telah dirangkai dengan baterai ke dalam cawan

yang berisi larutan.

6. Masukkan logam pembanding dalam cawan berbeda dengan larutan yang

sama. Perlu diingat bahwa logam pembanding ini sama dengan logam

yang dirangkai dan dicelup pada waktu yang bersamaan.



7. Catat waktu pencelupan jenis logam, jenis larutan dan phenomena yang

terjadi pada logam.

8. Angkat benda uji dari cawan setelah waktu yang ditentukan.

9. Bersihkan logam dari produk korosi (oksida) dengan cara diamplas dan

dicuci dengan aquadest, kemudian keringkan.

10. Timbang lagi berate benda uji setelah dibersihkan.

II. Kasus Hubungan Dwi Logam.

1. Amplas logam yang akan digunakan, lalu cuci dengan aquadest

kemudian celupkan ke dalam HCl. Keringkan logam dengan

menggunakan dryer.

2. Timbang berat awal logam setelah dibersihkan.

3. Rangkai logam yang telah dibersihkan dengan logam penggandeng

(Tembaga, seng) yang telah disiapkan.

4. Siapkan 2 cawan berisi larutan yang telah ditentukan (HCl 1 N, H2SO4 1

N, NaOH 1 N) dengan volume yang memadai untuk pengujian.

5. Masukkan logam yang telah dirangkai ke dalam cawan yang berisi

larutan.

6. Masukkan logam pembanding dalam cawan berbeda dengan larutan yang

sama. Perlu diingat bahwa logam pembanding ini sama dengan logam

yang dirangkai dan dicelup pada waktu yang bersamaan.

7. Catat waktu pencelupan jenis logam, jenis larutan dan phenomena yang

terjadi pada logam.

8. Angkat benda uji dari cawan setelah waktu yang ditentukan.

9. Bersihkan logam dari produk korosi (oksida) dengan cara diamplas dan

dicuci dengan aquadest, kemudian keringkan.

10. Timbang lagi berate benda uji setelah dibersihkan.



HASIL PENGAMATAN

Kasus Beda Potensial Logam yang Direkayasa.

Waktu pencelupan :

Waktu pengambilan :

1. Larutan HCL 1 N

No. Jenis Bahan Berat Awal Berat Akhir W1

1.

2.

Besi + Baterai

Besi

2. Larutan H2SO4 1 N


1.

2.

Besi + Baterai

Besi

3. Larutan NaOH 1 N


1. Besi + Baterai



2. Besi

Safonifikasi

I. Tujuan

1. Mengetahui prinsip dan proses Safonifikasi

2. Mengetahui cara menghitung konversi dan yield safonifikasi

3. Mengetahui cara menghitung neraca massa dan neraca panas safonifikasi

II. Tinjauan Pustaka

Safonifikasi adalah proses hidrolisis dari alkali pada lemak yang disengaja,

biasanya dilakukan dengan penambahan basa kuat (kaustik soda) membuat

alcohol dan garam dan sisanya asam.

Lemak + basa kuat sabun + gliserol

(gliserida) (garam) (alkohol)

Atau secara singkat safonifikasi merupakan suatu reaksi yang terjadi antara lemak

dan kaustik soda atau peristiwa dari ester- ester.

Proses Pembuat Sabun

Gliserida atau lemak ketel dipanasi dengan menggunakan pipa uap dan

selanjutnya ditambahkan NaOH sehingga terjadi reaksi penyabunan. Sabun yang

terbentuk (Na-asetat) dapat diambil pada lapisan teratas dari campuran sabun,

gliserol dan sisa basa. Agar sabun mengendap dan dapat dipisahkan dengan cara

penyaringan, NaCl ditambahkan ke dalam campuran.



A. Jenis Sabun

Jenis sabun yang sering ditemui adalah:

1. Sabun Keras

Sabun keras adalah reaksi antara asam alkanoat suhu tinggi dengan NaOH

yang menghasilkan garam natrium.

2. Sabun Lunak

Sabun lunak adalah reaksi antara asam alkanoat dengan KOH yang

menghasilkan garam kalium.

B. Minyak dan Lemak

Minyak dan lemak merupakan campuran ester-ester gliseril dari asam

lemak (fatty acid) atau trigliserda. Ada bermacam – macam sumber aslinya yang

berbeda dan tergantung dari sifat – sifat fisis dan kimia dari campuran ester. Ester

- ester tersebut dapat berbentuk solid (padatan), liquid (cairan), volatile saturated

(uap jenuh yang mudah menguap) dan sebagian senyawa yang unsaturated (tidak

jenuh). Komposisi trigliserida terdiri dari ester 5% gliserida dan 95% fatty acid

(asam lemak) yang merupakan gabungan dari ester-ester.

Formula dari gliserida

R = R’ = R”

Gugus tersebut diatas adalah merupakan ester-ester dari lemak atau gliserida.

Lemak-lemak adalah ester dari gliserol atau asam palmitat atau asam stearat.

Gugus alkyl (R), untuk masing- masing R, R’, R” bisa sama di dalam ikatan

molekulnya dan juga R = R’ = R”. Hal ini tergantung dari ikatan molekul asam


H

H

H

OOCR

OOCR’

OOCR’’

H

C

C

C

H


lemak itu sendiri. Ester – ester lemak suku tinggi dari asam lemak jenuh lebih

stabil. Sebagai contoh :

Karena sumber fatty acid merupakan bagian yang penting dari molekul –

molekul gliserida dan merupakan bagian yang aktif maka sifat – sifat fisis dan

kimia dari lemak sebagian besar tergantung dari sifat – sifat fisis dan kimia setiap

komponen fatty acid.

Hasil dari hidrolisa lemak akan diperoleh gliserol dan fatty acid. Bila

ditambahkan kaustik soda kedalam larutan tersebut akan diperoleh sabun dari

asam lemak.

Reaksinya :

Gliseril tristearat + 3 NaOH Sodium tristearat + Gliserol

C. Soap (Sabun) dan Detergen

Istilah agen permukaaan aktif adalah meliputi soap (sabun) dan detergen,

wetting agent (agen basa) dan penetransts. Masing – masing mempunyai aktifitas

dan sifat khusus yang berbeda pada kontak dua fase.

Surface active agent merupakan gabungan antara water attracting atau

hidrofilik group terhadap suatu molekul lainya. Detergen secara umum dapat

diartikan sebagai pembersih. Untuk memulai pengertian tentang detergen, dapat

dimulai dari sabun. Dimana sabun merupakan produk kaustik. Lemak


H

CH OOC15H31

CH OOC15H31

CH OOC15H31

H

H

CH OOC17H35

CH OOC17H35

CH OOC17H35

H


merupakan campuran dari gliserida dimana komposisinya berbeda-beda sesuai

dengan sumbernya. Trigliserilasetat adalah ester-ester yang terjadi bila glycerol

alcohol terhidrat digabungkan dengan asam lemak yang mempunyai sifat khusus

tetapi natural fat (lemak alami).

Angka penyabunan adalah suatu bilangan yang menunjukan jumlah

milligram dari potassium hidroksida yang diperlukan untuk menyabun 1 gram dari

berat lemak/minyak. Minyak atau lemak terdiri dari asam – asam lemak yang

mempunyai berat molekul reandah melalui proses safonifikasi menjadi berat

molekul tinggi dari asam lemak pada gliserida. Disamping pentingnya angka

penyabunan dalam proses pembuatan sabun, masih ada beberapa bilangan lainya

yang serta sekali hubunganya dengan proses pembuatan sabun. Bilangan tersebut

adalah:

a. Acid Value

Adalah jumlah milligram KOH yang diperlukan untuk menetralkan asam

lemak bebas didalam 1 gram minyak atau lemak.

b. Hanner Value

Adalah bilangan yang menyatakan persentase asam - asam lemak yang tidak

larut dalam lemak atau minyak.

Mekanisme Kerja Sabun

Kotoran yang melekat pada kulit atau pakaian ataupun benda - benda

lainya, pada umunya berasal dari lemak, minyak dan keringat, butir - butir tanah

dan sebagainya.

Zat - zat tersebut sangat sukar larut dalam air karena bersifat non polar.

Untuk itu diperlukan sabun untuk membersihkanya.

Suatu gugus sabun terdiri dari bagiam muka berupa gugus - COONa yang

polar serta bagian ekor berupa rantai alkyl yang bersifat non polar. Ketika sabun

dimasukan kedalam air maka sabun akan mengalami ionisasi. Gugus - gugus ini

akan membentuk buih, dimana akan mengarah kepada air (karena sama - sama

polar), sedangkan bagian yang lain akan mengarah kepada kotoran (karena sama -

sama non polar). Karena itu kotoran - kotoran terikat pada sabun dan terikat pada



air, maka dengan adanya gerakan tangan atau mesin cuci, kotoran tersebut akan

tertarik atau terlepas. Jika berupa minyak atau lemak, maka akan membentuk

emulsi minyak dalanm air dan sabun sebagi emulgator.

Jika sabun bertemu dengan kotoran tanah, maka akan diabsorbsi oleh

sabun dan membentuk suspensi butiran tanah, air dimana sabun sebagai zat

pembentuk suspensi. Lemak adalah senyawa yang tak larut dalam air, dapat larut

dalam pelarut polar, misalnya eter atau chloroform. Secara kimiawi lemak dapat

diartikan sebagai trimester gliserol yang biasa disebut trigliserida.



III. Metodologi

3.1 Alat Dan Bahan

Alat yang digunakan, yaitu :

Beaker glass 1000 ml 2 buah

Beaker glass 100 ml 1 buah

Termometer 1 buah

Gelas ukur 100 ml 1 buah

Pengaduk Kayu

Pemanas (water bath)

Neraca Analitis

Mortar

Bahan yang digunakan, yaitu :

Garam 15 gram

Aquadest 50 gram

Minyak sayur 225 gram

NaOH 75 Gram

Pewarna secukupnya

3.2 Prosedur Percobaan

1. Haluskan garam.

2. Panaskan air di waterbath, kemudian larutkan garam di dalamnya.

3. Campur minyak dan NaOH dan dipanaskan dalam water bath pada

temperature 800C sampai mendidih sambil diaduk terus.

4. Tambahkan larutan garam (dalam keadaan panas) dan pewarna ke

dalam campuran minyak dan NaOH sambil diaduk terus sampai

kental dan timbul minyak.



5. Pisahkan minyak dari campuran bahan dan timbang berat minyak

tersebut.

6. Campuran yang telah dipisahkan dimasukan kedalam wadah plastik

(yang ditimbang terlebih dahulu) dan timbang berat campuran dengan

wadah plastik.

7. Tunggu sampai 2 hari, kemudian timbang.



Water Treatment

1. Tujuan

a. Untuk mengetahui proses-proses yang terjadi dalam suatu peralatan water

treatment.

b. Mengetahui jenis-jenis peralatan dalam pengolahan air.

c. Mengetahui prinsip kerja dan manfaat dalam aplikasi kehidupan dan dalam

lingkungan pabrik.

2. Dasar Teori

Air yang berasal dari alam (ex.sungai) mengandung kotoran (impurities).

Impurities dalam air dapat dikelompokan menjadi dua jenis yaitu :

1. Impurities yang tidak larut (suspended solid).

Contoh : Partikel – partikel halus yang menyebabkan air keruh, gas-gas

terlarut (ex: Oksigen, Karbondioksida, Hidro Sulfida, dan

ammonia. Mikroorganisme yang menimbulkan bau,dll.

2. Impurities yang larut (Dissolved solid)

Contoh : Calcium Bikarbonat, Natrium Klorida, Calcium Sulfat,

Magnesium Bikarbonat, garam-garam silikat, dll.

Metoda yang dipakai untuk kedua jenis impurities tersebut berbeda yaitu :

Suspended solid yang dihilangkan melalui proses : klarifikasi dan filtrasi.

Dissolved solid dihilangkan melalui proses : softening dan demineralisasi.

Klarifikasi adalah proses penghilangan suspended solid melalui

mekanisme : KOAGULASI, FLOKULASI dan SEDIMENTASI.

Clarifier dilengkapi dengan alat pengaduk (Mixer) sehingga proses

pencampuran dapat berlangsung dengan baik (homogen). Mixer tersebut

ada yang putaran cepat (high speed mixer) dan putaran lambat (low speed

mixer).



Didalam Clarifier terjadi proses :

- Koagulasi

- Flokulasi

- Sedimentasi

Koagulasi : adalah suatu mekanisme penetralan dimana partikel

partikel koloid yang bermuatan (ionic) dinetralkan muatannya, setelah

muatannya netral maka partikel – partikel tersebut bias / akan saling

mendekat / menempel satu sama lain dan mulai terbentu floc yang kecil

(pin floc).

Flokulasi : adalah suatu mekanisme dimana floc kecil yang sudah

terbentuk dalam proses koagulasi tadi, melalui suatu media flokulan

(ex.Poly-Electrolyte) digabungkan menjadi floc yang lebih besar sehingga

cukup berat untuk bias mengendap (settling).

Sedimentasi : adalah suatu mekanisme dimana floc yang sudah cukup

besar tadi akan mengendap dan turun ke bawah permukaan air dibawah

pengaruh gaya gravitasi.

PROSES KOAGULASI

Chemical’s Alumunium Sulfat Al2(SO4)3 . 18 H2O (KOAGULAN)

Alumunium Sulfat (alum) sebagai koagulan diinjeksikan kedalam

clarifier dengan dosis berkisar antara (45 – 50) ppm, tergantung dari

kualitas raw water intakenya.

Fungsi alum adalah membentuk flok inti (pin – floc)

Reaksi kimia yang terjadi adalah sebagai berikut :

Al2(SO4)3 + 3 Ca(OH)3 ---------> 2 Al(OH)3 + 3 Ca(SO4)4



Al2(SO4)3 + 3 Ca(OH)3 ---------> 2 Al(OH)3 + 3 Ca(SO4)4

Proses Koagulasi berlangsung melalui 3 tahapan sebagai berikut :

1. Tahap pengadukan cepat (rapid-mixing) antara koagulan dengan air.

Faktor ini sangat penting dan diperlukan agar :

- Probability tumbukan antara partikel untuk netralisasi cukup besar

sehingga netralisasi sempurna.

- Distribusi koagulan dalam air cukup baik dan merata.

- Ada input energi yang cukup untuk tumbukan antara partikel dari

partikel – partikel yang telah netral, sehingga bisa terbentuk pin-

floc.

2. Netralisasi muatan

3. Dengan adanya input energi dari pengadukan (mixing) tadi, partikel

yang telah dinetralkan, bertubrukan satu sama lain dan mulai terbentuk

floc kecil (pin-floc).

PROSES FLOKULASI

Pin-floc halus yang dihasilkan pada proses awal koagulasi masih belum

cukup besar untuk bisa mengendap (settling) dengan baik dibawah

pengaruh gravitasi.

Penggabungan pin-floc dapat dibantu / dipercepat dengan suatu

flokulan (bisa disebut coagulant aid = flocculant), yaitu suatu senyawa

polimer yang berantai panjang dan mempunyai berat molekul tinggi.

Sifat polimer flokulan biasanya tidak bermuatan (non-ionik) atau

sedikit kationik (slighty cationic) ataupun sedikit anionic (slightly

anionic).

Rantai yang panjang dan banyak cabangnya (BM-tinggi) adalah

persyaratan utama bagi flokulan, dengan rantai yamg panjang dan

bercabang tersebut, flokulan dapat berfungsi sebagai “jembatan

penhubung” bagi pin-floc untuk membentuk suatu flok yang lebih

besar.



Jika mekanisme flokulasi diatas telah dipahami maka dapat terlihat

dengan jelas bahwa rantai flokulan tersebut harus diusahakan agar tidak

pecah / terputus dalam pemakaiannya.

Apabila rantainya putus menajdi pendek, maka jumlah pin-floc yang

bisa diikat menjadi lebih sedikit sehingga floc yang terjadi tidak cukup

besar.

Proses Sedimentasi

Dasar teori yang dipakai untuk proses sedimentasi adalah hukum

STOKES dengan rumus sebagai berikut :

V = 18.5 D2 ( S1 – S2) / Z ….. Hukum Stokes

Dengan :

V = kecepatan jatuhnya partikel (pengendapan).

D = diameter partikel

S1 = densitas partikel

S2 = densitas media (fluida)

Z = viskositas media (fluida)

Dibagian atas Clarifier akan terbentuk air yang relatif sudah bersih,

untuk kemudian dialirkan dengan cara di over flowkan untuk kemudian

dialirkan ke unit filtrasi.

Proses filtrasi terjadi di Unit Sand Filter.

FILTRASI (penyaringan) dilakukan dengan menggunakan pasir

(sand), koral (gravel), dan anthrasit untuk menghilangkan / merduksi

zat tersuspensi (pin-floc) yang terikut bersama air umpan (dari outlet

clarifier). Secara periodik (24 jam), saringan harus di backwash untuk

menghilangkan flok yang tersaring di permukaan filter.

Air yang keluar dari sand filter kemudian dipompakan ke tangki

pengumpul (storage tank).

Untuk menjaga agar pH air bersih tersebut on specification (7.5-8.5)

maka diinjeksikan NaOH liquid.



Sedangkan kumpulan flok yang turun mengendap akan dibuang secara

intermitten melalui blowdown dengan tetap menjaga keseimbangan flok

di dalam clarifier agar tidak pecah/rusak ataupun jangan sampai flok

berlebihan.

Produk air bersih (treated water) ditampung pada storage tank dan siap

didistribusikan.

Distribusi air bersih (treated water) sbb :

1. Proses lebih lanjut untuk :

- Air minum (drinking water).

- Air Umpan Boiler (demineralized water)

2. Air Pendingin Sirkulasi (circulated cooling water).

3. Service water, penggunaan air dalam kilang.

Faktor – faktor yang mempengaruhi proses Clarifier adalah sebagai

berikut ;

Dosis Koagulan dan Floakulan.

Pengadukan (Rapid Mixing).

Temperature.

pH (derajat keasaman).

warna raw water intake.

Level interface lumpur di Clarifier.

Blowdown dari Clarifier, dll.

FUNGSI CARBON ACTIVE FILTER (CAF)

Mengurangi / menghilangkan kandungan senyawa organik dengan cara

adsorpsi.

Mengurangi / menghilangkan kandungan oksidator (ex Chlorin, dll)

Mengurangi / menghilangkan zat padat (solid) yang tersuspensi dalam

air.



3. Alat dan Bahan

Alat :

- Clifier.

- Sand Filter.

- Batang Pengaduk.

- pH meter.

Bahan ;

- Tawas.

- Alumunium Sulfat.

- Air Comberan 4500 ml.

- Air Rawa 4500 ml.

4. Prosedur Percobaan.

a. Persiapkan peralatan Water Treatment agar dapat digunakan.

b. Persiapkan air yang akan dimasukkan ke dalam Water Treatment.

c. Analisa pH meter serta bagaimana kondisi air.

d. Masukkan air kedalam Clarifier lalu diberikan Alumunium Sulfat

sebanyak 7 gram.

e. Aduk air dalam Clarifier dengan pelan sampai zat pengotor dalam air

mengendap.

f. Uji pH meter pada air di Clarifier.

g. Masukkan air kedalam sand filter, sebelumnya ditimbang dulu air yang

akan dimasukkan.

h. Setelah air melalui sand filter, analisa bau, warna serta pH air tersebut.

i. Timbang berta air yang telah melalui sand filter.

j. Hitung % yield air tersebut.

k. Buat hasil gambar sebagai pembanding.



DAFTAR PUSTAKA

Coulson, J.M, J.F. Richardson, J.R Backhurst, dan J.H. Harker. 1991. Coulson

Richardson’s Chemical Engineering Series, Volume 2: Particle

technology And Separation Processes. Fouth edition. Butterworth

Heinenmann.

Coulson, J.M,. J.F. Richardson, J.R. Backhurst, dan J.H Harker. 1979. Coulson

Richardson’s Chemical Engineering Series, Volume 5. Solutions to the

Problem Chemical Engineering Volume 2. Pergamon Press.

Holland, F.A. dan F.S Chapman. 191966. Liquid Mixing and Processing in

Stirred Tanks, New York: Reinhold Publishing Coorporation.

Ludwig, E.E. 1979. Applied Process Design for Chemical and Petrochemical

Plant Volume II. Second Edition. Houston, Texas. Gulf Publishing

Company.

McCabe,Warren L. Julian C.Smith, dan Peter Harriot. 1993. Unit Operations of

Chemical Engineering. Fifth Edition. United states of America: McGraw

Hill.

Perry, Robert H dan Don Green. CH.1999. Perry’s Chemical Engineers

Handbook. Edisi Ketujuh USA: McGraw-Hill.

Snnott,R.1983.Coulson Richardson’s Chemical Engineering Series, Volume 6:

Chemical Engineering Design. Second Edition Rev Pergamon Press.

Treyball,Robert E.1987. Mass Transfer Operation. Edisi Ketiga, USA: McGraw-

Hill Company.


diktat otk 2

Documents