Tugas Kelompok

Pengetahuan Bahan Kontruksi Teknik Kimia dan Korosi

Kaca

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memenuhi tugas mata kuliah

Pengetahuan Bahan Konstruksi Teknik Kimia dan Korosi

Disusun oleh :

Kelompok

2011A

Yoel Laksmito ( 21030111060050 )

Aji Rachmanto ( 20130111060051 )

Aji Bayu Kurniawan ( 21030111060052 )

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA

PROGRAM DIPLOMA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

2011

1

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah melimpahkan

rahmat, nikmat serta karunia sehingga tugas kelompok mata kuliah Pengetahuan

Bahan Kontruksi Teknik Kimia dan Korosi untuk pembuatan makalah yang

berjudul “kaca” ini selesai. Penulisan makalah ini untuk memenuhi tugas mata

kuliah Pengetahuan Bahan Kontruksi Teknik Kimia dan Korosi pada semester 2

PSD III Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro tahun 2010/2011

Penulis mengucapkan terima kasih kepada Heny Kusumayanti, ST, MT

selaku dosen pengampu mata kuliah Pengetahuan Bahan Kontruksi Teknik Kimia

dan Korosi yang telah membimbing serta memberi perhatian kepada mahasiswa.

Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada teman, kerabat, dan pihak-pihak

lain yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah sukarela dan ikhlas

membantu menyelesaikan penulisan makalah ini.

Makalah ini masih jauh dari kata sempurna, maka dari itu penulis sangat

mengharapkan kritik dan saran yang membangun bagi kesempurnaan makalah ini.

Semoga Makalah ini senantiasa memberikan manfaat bagi pembaca.

Semarang, Maret 2011

Tim Penyusun

2

DAFTAR ISI

Halaman Judul……………………………………………………......1

Kata Pengantar………………………………………………………..2

Daftar Isi……………………………………………………………...3

Bab I Pendahuluan………………………… ………………………...4

I.1 Latar belakang..………………… ………………………...4

I.2 Perumusan masalah…………………………………..…….4

I.3 Tujuan..............……………………………………….........4

Bab II Isi……………………………………………………………. ..5

II.1.Kaca............……................................................................5

II..2 Sifat-Sifat dan karasteristik Kaca.................................. 5

II.3 Jenis-jenis kaca...................................................................7

II.4 Bahan baku Pembuatan Kaca.............................................9

II.5.Proses Pembuatan Kaca ....................................................11

Bab III Penutup.................................................................................... 13

III.1. Kesimpulan......................................................................13

III.2. Saran............................................................………........13

Daftar Pustaka………………………………………………….… .....14

3

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kaca, suatu benda yang banyak kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari.

Hampir di semua tempat pasti terpajang kaca. Entah itu kaca cermin, kaca

spion kendaraan dan lain-lain.

Banyak cerita yang menyebutkan , sejak tahun 6000 hingga 5000 sebelum

masehi, bangsa mesir sudah membuat perhiasan dari kaca, hingga tahun 2000

sebelum masehi, dimulai membuat barang-barang tembikar. Sementara pada

zaman Romawi bahan kaca lebih banyak digunakan untuk botol dan gelas.

Kaca jendela baru dimulai pada abad ke dua masehi, berkembang menjadi seni

kaca berwarna pada abad ke-12. Negeri yang terkenal saat itu sebagai pembuat

kaca adalah Venice di Italia. Hingga tahun 1900 an proses pembuatan kaca

merupakan keahlian yang dirahasiakan namun masih berdasarkan pada

pengalaman dan coba-coba.

Kaca merupakan materi bening dan transparan (tembus pandang) yang

biasanya di hasilkan dari campuran silikon atau bahan silikon dioksida (SiO2),

yang secara kimia sama dengan kuarsa (bahasa Inggris: kwarts). Biasanya

dibuat dari pasir silika. Namun, banyak dari kita yang belum tahu bagaimana

kaca itu di buat, padahal setiap hari kita menggunakannya. Oleh karena itulah,

penulis akan mengangkat materi tentang kaca dan proses pembuatannya dalam

makalah ini.

I.2 Perumusan Masalah

Dari persoalan di atas, rumusan masalahnya adalah:

1.2.1 Apa saja sifat dan karasteristik kaca ?

1.2.2 Apa saja bahan baku yang digunakan untuk membuat kaca ?

1.2.3 Bagaimana proses pembuatan kaca ?

4

I.3 Tujuan

1.3.1 Tujuan Umum

Mengetahui penjelasan tentang kaca .

1.3.2 Tujuan Khusus

1.3.2.1 Mengetahui sifat dan karasteristik kaca.

1.3.2.2 Mengetahui bahan – bahan pembuatan kaca.

1.3.2.3 Mengetahui proses pembuatan kaca

5

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Kaca

Kaca adalah amorf (non kritalin) material padat yang bening dan

transparan (tembus pandang), biasanya rapuh. ,kaca merupakan salah satu

material yang relative mudah di daur ulang karena dapat dilebur untuk

dibuat menjadi produk baru. Kaca memainkan peran penting dalam ilmu

pengetahuan dan industri. Karena struktur kimianya, fisik, dan khususnya

sifat optik kaca cocok untuk aplikasi optik dan bahan Optoelektronik,

peralatan laboratorium, isolator termal, bahan penguat, dan seni kaca (seni,

kaca studio).

Gambar 2.1 Kaca

Dipandang dari segi fisika kaca merupakan zat cair yang sangat

dingin. Disebut demikian karena struktur partikel-partikel penyusunnya

yang saling berjauhan seperti dalam zat cair namun dia sendiri berwujud

padat. Ini terjadi akibat proses pendinginan (cooling) yang sangat cepat,

sehingga partikel-partikel silika tidak “sempat” menyusun diri secara

teratur. Dari segi kimia, kaca adalah gabungan dari berbagai oksida

anorganik yang tidak mudah menguap , yang dihasilkan dari dekomposisi

dan peleburan senyawa alkali dan alkali tanah, pasir serta berbagai

penyusun lainnya. Kaca memiliki sifat-sifat yang khas dibanding dengan

golongan keramik lainnya. Kekhasan sifat-sifat kaca ini terutama

dipengaruhi oleh keunikan silika (SiO2) dan proses pembentukannya.

6

Hasil daur ulang kaca digunakan untuk membuat fiberglass, batu

kaca, dan ubin. Daur ulang kaca lebih hemat dibandingkan membuat kaca

baru dari materi mentah. Daur ulang kaca juga dapat mengurangi

kerusakan lingkungan akibat penambangan pasir, soda, dan batu gamping.

2.2 Sifat dan Karasteristik Kaca

Beberapa sifat-sifat kaca secara umum adalah:

a. Padatan amorf (short range order).

b. Berwujud padat tapi susunan atom-atomnya seperti pada zat cair.

c. Tidak memiliki titik lebur yang pasti (ada range tertentu)

d. Mempunyai viskositas cukup tinggi (lebih besar dari 1012 Pa.s)

e. Transparan, tahan terhadap serangan kimia, kecuali hidrogen fluorida.

Karena itulah kaca banyak dipakai untuk peralatan laboratorium.

f. Efektif sebagai isolator.

g. Mampu menahan vakum tetapi rapuh terhadap benturan.

h. Massa jenis kaca berkisar antara 2 hingga 8,1 g/cm3.

i. Kekuatan tekannya 6000 hingga 21 kg/cm2.

j. Kekutan tariknya 1 hingga 300 kg/cm2.

k. Titik pelembekan kaca berkisar antara 500 hingga 1700° C.

l. Muai panjang untuk kaca berkisar antara 5,5.10-7 hingga 150.10-7 per

derajat celcius.

( Dian : 2003 )

2.3 Jenis-jenis kaca dan kegunaannya.

2.3.1 Silika lebur.

Silika lebur atau silika vitreo dibuat melalui pirolisis silikon

tetraklorida pada suhu tinggi, atau dari peleburan kuarsa atau pasir

murni. Secara salah kaprah, kaca ini sering disebut kaca kuarsa (quartz

glass). Kaca ini mempunyai ciri-ciri nilai ekspansi rendah dan titik

pelunakan tinggi. Karena itu, kaca ini mempunyai ketahanan termal

lebih tinggi daripada kaca lain. Kaca ini juga sangat transparan terhadap

radiasi ultraviolet. Kaca jenis inilah yang sering digunakan sebagai

7

kuvet untuk spektrometer UV-Visible yang harganya sekitar dua jutaan

per kuvet.

2.3.2 Alkali silikat.

Alkali silikat adalah satu-satunya kaca dua komponen yang secara

komersial, penting. Untuk membuatnya, pasir dan soda dilebur

bersama-sama, dan hasilnya disebut Natrium silikat. Larutan silikat

soda juga dikenal sebagai kaca larut air (water soluble glass) banyak

dipakai sebagai adhesif dalam pembuatan kotak-kotak karton

gelombang serta memberi sifat tahan api.

2.3.3 Kaca soda gamping.

Kaca soda gamping (soda-lime glass) merupakan 95 % dari

semua kaca yang dihasilkan. Kaca ini digunakan untuk membuat segala

macam bejana, kaca lembaran, jendela mobil dan barang pecah belah.

2.3.4. Kaca timbal.

Dengan menggunakan oksida timbal sebagai pengganti kalsium

dalam campuran kaca cair, didapatlah kaca timbal (lead glass). Kaca

ini sangat penting dalam bidang optik, karena mempunyai indeks

refraksi dan dispersi yang tinggi. Kandungan timbalnya bisa mencapai

82% (densitas 8,0, indeks bias 2,2). Kandungan timbal inilah yang

memberikan kecemerlangan pada “kaca potong” (cut glass). Kaca ini

juga digunakan dalam jumlah besar untuk membuat bola lampu,

lampu reklame neon, radiotron, terutama karena kaca ini mempunyai

tahanan (resistance) listrik tinggi. Kaca ini juga cocok dipakai sebagai

perisai radiasi nuklir.

2.3.5 Kaca borosilikat.

Kaca borosilikat biasanya mengandung 10 sampai 20% B2O3,

80% sampai 87% silika, dan kurang dari 10% Na2O. Kaca jenis ini

mempunyai koefisien ekspansi termal rendah, lebih tahan terhadap

8

kejutan dan mempunyai stabilitas kimia tinggi, serta tahanan listrik

tinggi. Perabot laboratorium yang dibuat dari kaca ini dikenal dengan

nama dagang pyrex. Kaca borosilikat juga digunakan sebagai isolator

tegangan tinggi, pipa lensa teleskop seperti misalnya lensa 500 cm di

Mt. Palomer (AS).

2.3.6 Kaca khusus.

Kaca berwarna , bersalut, opal, translusen, kaca

keselamatan,fitokrom, kaca optik dan kaca keramik semuanya

termasuk kaca khusus. Komposisinya berbeda-beda tergantung pada

produk akhir yang diinginkan.

2.3.7 Serat kaca (fiber glass).

Serat kaca dibuat dari komposisi kaca khusus, yang tahan terhadap

kondis cuaca. Kaca ini biasanya mempunyai kandungan silika sekitar

55%, dan alkali lebih rendah.

( Austin, Goerge T. 1984 )

2.4 Proses Pembuatan Kaca

2.4.1 Bahan Baku Pembuatan Kaca

2.4.1.1 Dolomite (CaO.MgO.H2O )

Dolomite digunakan sebagai sumber CaO dan MgO.

Dolomite ini biasanya berupa mineral tambang berwarna putih.

Penggunaan dolomite sangat penting karena dapat mempermudah

peleburan (menurunkan temperatur peleburan) serta mempercepat

proses pendinginan kaca.

Gambar 2.2 Dolomit

2.4.1.2 Soda Ash

9

Soda Ash adalah senyawa kimia berbentuk bubuk putih

dengan rumus Na2CO3 ( natrium karbonat). Soda Ash ini

digunakan sebagai sumber Na2O dan K2O. Fungsi dari Na2O

adalah menurunkan titik lebur. Secara umum, penggunaan Soda

Ash adalah mempercepat pembakaran, menurunkan titik lebur,

mempermudah pembersihan gelembung dan mengoksidasi besi.

Gambar 2.3 Soda Ash

2.4.1.3 Pasir Silika

Pasir Silika merupakan bahan utama. Pasir silika

merupakan sumber dari SiO2. Pasir silika yang digunakan sebagai

bahan baku kaca adalah pasir silika yang tidak banyak

mengandung pengotor, baik dari bahan organik maupun bahan

anorganik. Pasir silika berguna untuk membentuk cairan gelas

yang sangat kental yang memiliki ketahanan terhadap perubahan

temperatur yang mendadak.

Gambar 2.2 Pasir Silikat

2.4.1.4 Cullet

Cullet adalah pecahan-pecahan kaca, didapatkan dari kaca-

kaca bekas dan produk kaca gagal selama proses. Cullet

merupakan sisa – sisa dari pecahan kaca yang dapat digunakan

10

sebagai salah satu bahan baku utama dari produksi kaca. Tujuan

dari penggunaan cullet ini adalah mengurangi 3 bahan baku utama

di atas sehingga biaya produksi dapat semakin kecil. Komposisi

kimia dari cullet sama dengan komposisi kimia kaca yang

diproduksi. Selain itu, penggunaan cullet ini dapat memperkecil

melting point atau titik lebur dari pembuatan kaca, sehingga dapat

menghemat penggunaan bahan bakar.

Gambar 2.5 Cullet

Bahan baku kaca tidak hanya terdiri dari 3 bahan di atas,

tapi ada juga bahan pendukung lainnya, seperti Feldspar, Calumite,

Sodium Nitrate, Blue Dust, Nickel Oxide, Cobalt Oxide, Salt Cake,

Nepheline dan Sodium Selenite. Feldspar digunakan sebagai

sumber alumina (Al2O3) dan besi (Fe). Feldspar yang digunakan

harus memiliki kemurnian cukup tinggi dan mudah melebur.

Feldspar meleleh pada suhu 1100oC – 1200oC. Alumina berfungsi

untuk meningkatkan elastisitas dan kekuatan kaca terhadap

lingkungan, sedangkan Fe digunakan untuk memberikan bias

kehijauan sehingga dapat menaikkan persen transmitan dari kaca.

Sumber Al2O3 dan Fe dapat diperoleh juga dari Nepheline dan

Blue Dust. Kaca dapat juga diwarnai dengan menambahkan oksida

– oksida pewarna. Akan tetapi, bahan – bahan pewarna ini hanya

digunakan sedikit sekali dalam komposisi kaca. Bahan pewarna

yang digunakan untuk menghasilkan kaca berwarna hitam adalah

Blue Dust, Cobalt Oxide, dan Nickel Oxide. Untuk menghasilkan

kaca berwarna coklat digunakan bahan pewarna Blue Dust, Cobalt

Oxide, Sodium Selenite. Bahan pewarna yang digunakan untuk

11

menghasilkan kaca berwarna biru adalah Blue Dust, dan Cobalt

Oxide. ( Damar : 2002 )

2.4.2 Proses Pembuatan Kaca

Reaksi yang terjadi dalam pembuatan kaca secara ringkas adalah sebagai berikut:

Na2SO3 + SiO2 Na2O.SiO2 + CO2

CaCO3 + SiO2 CaO.SiO2 + CO2

Na2SO4 + SiO2 + C Na2O.SiO2 + SO2 + SO2 + CO

Walaupun saat ini terdapat ribuan macam formulasi kaca yang dikembangkan dalam 30 tahun terakhir ini namun gamping, silika dan soda masih merupakan bahan baku dari 90 % kaca yang diproduksi di dunia.

Sumber : ( Barsounan, Michael. 1997) .

BAB III

12

Pencampuran pasir silika dengan soda ash dan kapur dengan oksida timah

Pencampuran kembali oleh cullet, dolomit dan saltcake, kemudian campuran dilelehkan dalam tungku pembakaran

Setelah menyatu dan mencair, lalu dialirkan ke dalam sebuah ruang terapung

Kaca akan mengapung di atas lelehan timah dan mendinginkannya

Setelah agak dingin, kaca dialirkan ke pipa air yang dingin. Lalu dilakukan penyemprotan air pada kaca

Jika benar-benar sudah dingin, baru dipotong sesuai kebutuhan

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Kaca adalah amorf (non kritalin) material padat yang bening dan

transparan (tembus pandang). Kaca memilki beberapa sifat diantaranya

Berwujud padat tapi susunan atom-atomnya seperti pada zat cair. Tidak

memiliki titik lebur yang pasti (ada range tertentu). Transparan, tahan

terhadap serangan kimia, kecuali hidrogen fluorida.. Efektif sebagai isolator.

Jenis kaca antara lain kaca soda gamping, kaca timbal, sampai fiber glass.

Bahan Baku pembuatan kaca yang utama adalah pasir silikat, soda ash,

dolomit, dan cullet. Prinsip pembuatan kaca adalah pencampuran bahan , lalu

dipanaskan hingga meleleh untuk kemudian didinginkan.

3.2 Saran

Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi pembaca terutama bagi

pembaca yang ingin mengetahui tentang kaca. baik dari sifat, maupun jenis

hingga pembuatan kaca.

Daftar Pustaka

13

1. Austin, Goerge T. 1984. SHEREVE’S CHEMICAL PROCESS

INDUSTRIES.The Mc-Graw Hill inc.

2. Barsounan, Michael. 1997. FUNDAMENTALS OF CERAMIC. The Mc-

Graw Hill inc. Singapore.

3. Damar 2003.Pengetahuan umum tentang kaca. http://damzone89.wordpress.com/2011/06/17/pengetahuan-umum-tentang-kaca/. Jumat 13/04/2012 pukul 6 : 59 AM

4. Dian. 2002. Jenis-jenis kaca dan aplikasinya.

http://industri15dian.blog.mercubuana.ac.id/2011/01/14/jenis-jenis-kaca-

dan-aplikasinya/. Jumat 13/04/2012 pukul 6 : 59 AM.

14