laporan 2 sedimentasi

Upload: kevin-ardiansyah

Post on 06-Mar-2016

471 views

Category:

Documents


23 download

DESCRIPTION

Laporan praktikum Operasi Teknik Kimia Sedimentasi

TRANSCRIPT

LAPORAN RESMI OPERASI TEKNIK KIMIA

II. Sedimentasi

Disusun Oleh :Nama: Noni Ayu RizkaNo. Mhs: 12521004Hari / Kelompok / Jam: Jumat / 1 / 08:00Asisten: Iffa

LABORATORIUM PTKJURUSAN TEKNIK KIMIAFAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIJOGJAKARTA2014

19

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur saya panjatkan kehadirat Allah SWT. Karena atas berkat dan rahmat-Nya saya dapat menyelesaikan praktikum serta laporan resmi Sedimentasi.Saya juga tidak lupa untuk mengucapkan banyak terimakasih kepada dosen, asisten lab, laboran, dan teman teman yang telah membantu melaksanakan praktikum. Serta semua pihak yang telah membantu pembuatan laporan akhir ini.Laporan ini masih sangat jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu kritik serta saran yang membangun masih saya harapkan untuk penyempurnaan laporan ini. Saya mohon maaf atas segala kekurangan yang terdapat didalam laporan ini. Saya berharap laporan ini dapat bermanfaat bagi banyak pihak.

Yogyakarta, 24 Oktober 2014

Noni Ayu Rizka12521004

DAFTAR ISI

Kata PengantarIDaftar IsiIII. Tujuan Percobaan1II. Analisis Data1III. Alat dan Bahan4IV. Cara Kerja5V. Data Percobaan6VI. Perhitungan7VII. Pembahasan8VIII. Kesimpulan10IX. Daftar Pustaka11Lampiran Laporan1. Lampiran Grafik Hubungan ZL vs (menit) konsentrasi 140 gr/L2. Lampiran Grafik Hubungan ZL vs (menit) konsentrasi 160 gr/L3. Lampiran Grafik Hubungan VL vs (menit) konsentrasi 140 gr/L (free settling)4. Lampiran Grafik Hubungan VL vs (menit) konsentrasi 140 gr/L (hindered settling)5. Lampiran Grafik Hubungan VL vs (menit) konsentrasi 160 gr/L (free settling)6. Lampiran Grafik Hubungan VL vs (menit) konsentrasi 160 gr/L (hindered settling)7. Lampiran Grafik Hubungan CL vs (menit) konsentrasi 140 gr/L (free settling)8. Lampiran Grafik Hubungan CL vs (menit) konsentrasi 140 gr/L (hindered settling)9. Lampiran Grafik Hubungan CL vs (menit) konsentrasi 160 gr/L (free settling)10. Lampiran Grafik Hubungan CL vs (menit) konsentrasi 160 gr/L (hindered settling)

Grafik Ms. Excel1. Lampiran Grafik Hubungan ZL vs (menit) konsentrasi 140 gr/L2. Lampiran Grafik Hubungan ZL vs (menit) konsentrasi 160 gr/L3. Lampiran Grafik Hubungan ZL vs (menit) konsentrasi 140 gr/L (free settling)4. Lampiran Grafik Hubungan ZL vs (menit) konsentrasi 160 gr/L (free settling)5. Lampiran Grafik Hubungan ZL vs (menit) konsentrasi 140 gr/L (hindered settling)6. Lampiran Grafik Hubungan ZL vs (menit) konsentrasi 160 gr/L (hindered settling)7. Lampiran Grafik Hubungan VL vs (menit) konsentrasi 140 gr/L (free settling)8. Lampiran Grafik Hubungan CL vs (menit) konsentrasi 140 gr/L (free settling)9. Lampiran Grafik Hubungan VL vs (menit) konsentrasi 160 gr/L (free settling)10. Lampiran Grafik Hubungan CL vs (menit) konsentrasi 160 gr/L (free settling)11. Lampiran Grafik Hubungan VL vs (menit) konsentrasi 140 gr/L (hindered settling)12. Lampiran Grafik Hubungan CL vs (menit) konsentrasi 140 gr/L (hindered settling)13. Lampiran Grafik Hubungan VL vs (menit) konsentrasi 160 gr/L (hindered settling)14. Lampiran Grafik Hubungan CL vs (menit) konsentrasi 160 gr/L (hindered settling)

II. SEDIMENTASI

I. Tujuan Percobaan1. Untuk mendapatkan kecepatan sedimentasi dari suatu suspense dengan konsentrasi padatan atau kadar suspensi yang dapat divariasikan pada berbagai waktu.2. Hubungan VLvs dan CL vs .3. Menentukan porositas endapan yang terjadi.

II. Analisis DataSedimentasi adalah suatu proses pemisahan suspense menjadi bagian bening (supernatant)dan slurry yang mengandung padatan dengan konsentrasi lebih besar daripada konsentrasi suspensi mula mula, dengan menggunakan gaya gravitasi. (Foust, 1980)Pada umumnya, sedimentasi digunakan pada pengolahan air minum, pengolahan air limbah, dan pada pengolahan air limbah tingkat lanjutan.Sedimentasi dipengaruhi oleh karakteristik cairan dan partikel-partikel padat dari dalam fluida secara gravitasi.Kecepatan sedimentasi dipengaruhi oleh ukuran partikel, konsentrasi partikel yang mengalami sedimentasi. Partikel yang ukuran lebih besar akan mempunyai kecepatan turun lebih besar. (Brown, 1950) Sedangkan konsentrasi suspensi sangat dipengaruhi densitas partikel, sifat sifat fluida, dan gaya gaya yang bekerja. Pada konsentrasi padatan yang cukup besar akan terjadi efek koagulasi yang mengakibatkan tahanan yang dialami partikel semakin besar. (Foust, 1980)Sedimentasi berdasarkan kecepatan jatuhnya terdiri dari dua tahap:1. Free settling (pengendapan bebas) Merupakan tahap dimana kecepatan jatuhnya relative konstan, kecepatan sedimentasi akan linier hingga waktu tertentu. Pada saat awal sedimentasi partikel yang jatuh dianggap hanya satu partikel, tidak dipengaruhi oleh partikel lain. Free settling pada umumnya berlangsung di awal proses sedimentasi dimana konsentrasi tumpukan partikel masih rendah sekali dan jatuhnya partikel hanya dipengaruhi gaya gravitasi.2. Hindered settling (pengendapan terintangi)Suatu keadaan dimana kecepatan jatuhnya semakin lambat karena ada pengaruh dari partikel-partikel lain. Kecepatan sedimentasi akan berkurang sejalan dengan waktu. Hindered settling mulai terjadi pada keadaan akhir proses sedimentasi dimana sudah mulai terbentuk zona dengan tumpukan partikel yang mengendap (Geankoplis, 1983).Alat sedimentasi di industri antara lain:1. Simple batch settling2. Continuous sedimentation3. Tray thickener4. Filter thickener

1. Menentukan VL dan CLa. Cara VisualDalam keadaan tersebut berlaku nerasa massa padatan

b. Cara Excell2. Menghitung Porositas

III. Alat dan BahanAlat: Gelas Ukur PiknometerBahan: Air Kapur halus

IV. V. Cara Kerja

Membuat suspensi padatan dalam air dengan konsentrasi kapur halus dan . Untuk membuat suspensi yang homogeny menuangkan padatan kedalam gelas ukur 250 mL yang berisi air kemudian mengaduk

Mencatat ketinggian batas suspensi dan cairan bening serta waktunyaWaktu pencatatan berakhir sampai dengan ketinggian suspensi tidak berkurang lagi

VI. Data PercobaanBerat piknometer: 13,6 gramBerat piknometer + Akuades: 22,6 gramBerat piknometer + Air: 22,7 gramSuhu percobaan: 28 C

Daftar 1. Ketinggian sludge (ZL) sebagai fungsi waktu untuk konsentrasi NoZL (cm)1 (menit)2 (menit)rata-rata (menit)

122,5000

2210,350,370,36

3200,650,630,64

4190,951,0160,983

5181,231,351,29

6171,5671,731,64

7161,7832,051,91

8152,032,32,16

9142,3832,582,48

10133,0832,933

11123,473,253,36

12113,653,673,66

13103,983,953,965

1494,3164,274,29

1584,6834,64,64

1674,954,964,95

1765,265,255,25

1855,535,585,5

1945,865,935,89

202,5888

Daftar 2. Ketinggian sludge (ZL) sebagai fungsi waktu untuk konsentrasi NoZL (cm)1 (menit)2 (menit)rata-rata (menit)

122,3000

2210,320,250,285

3200,570,470,52

4190,720,770,745

5180,851,050,95

6171,171,321,245

7161,331,721,525

8151,631,881,755

9141,832,232,03

10132,172,472,32

11122,282,822,55

12112,683,082,88

13102,93,43,15

1493,173,733,45

1583,373,983,67

1673,574,373,97

1763,724,634,2

1854,084,954,515

1944,45,254,825

203888

VII. VIII. Perhitungan1. Menentukan air suhu 28 C

2. Menentukan VL dan CL Untuk konsentrasi 140 gram/L1. Free SettlingTabel 1. Hubungan Zi, ZL, L, dan CLuntuk konsentrasi 140 gr/lNoZL (cm)L (menit)Zi (cm)VL (cm/menit)CL (gr/l)

1210.3621.92.5143.84

2200.6421.92.97143.84

3190.98321.92.95143.84

2. Hindered SettlingKonsentrasi= 140 gram/lTabel 2. Hubungan Zi, ZL, L, dan CLuntuk konsentrasi 140 gr/lNoZL (cm)L (menit)Zi (cm)VL (cm/menit)CL (gr/l)

184.6423.23.28135.78

274.9523.23.273135.78

365.2523.23.276135.78

Untuk konsentrasi 160 gram/L1. Free SettlingTabel 3. Hubungan Zi, ZL, L, dan CLuntuk konsentrasi 160 gr/lNoZL (cm)L (menit)Zi (cm)VL (cm/menit)CL (gr/l)

1200.5222.54.81158.58

2190.74522.54.70158.58

3180.9522.54.74158.58

2. Hindered SettlingKonsentrasi= 160 gram/lTabel 4. Hubungan Zi, ZL, L, dan CLuntuk konsentrasi 160 gr/lNoZL (cm)L (menit)Zi (cm)VL (cm/menit)CL (gr/l)

183.67203.27178.40

273.97203.27178.40

364.2203.33178.40

3. 4. Menghitung Least Square untuk Menghitung Kesalahan Relatifa. Konsentrasi 140 gr/L pada kondisi free settlingTabel 5. Menentukan y persamaan pada daerah free settling konsentrasi 140 gr/LNoZL = yL = xx.yx2

1210.367.60.130

2200.6412.80.410

3190.9818.70.966

601.98391.505

Jadi, ZLpersamaan =y = -3x + 22

Tabel 6. Kesalahan Relatif pada daerah free settlingNoL = xZL percobaanZL persamaan% Kesalahan

10.362120.920.38

20.642020.080.4

30.981919.050.27

b. c. Konsentrasi 160 gr/L pada kondisi free settlingTabel 7. Menentukan y persamaan pada daerah free settling konsentrasi 160 gr/LNoZL = yL = xx.yx2

1200.5210.40.270

2190.74514.1550.555

3180.9517.10.903

572.22421.728

Jadi, ZLpersamaan =y = -5x + 22

Tabel 8. Kesalahan Relatif pada daerah free settlingNoL = xZL percobaanZL persamaan% Kesalahan

10.522019.43.00

20.7451918.33.82

30.951817.34.17

d. e. Konsentrasi 140 gr/L pada kondisi hindered settlingTabel 9. Menentukan y persamaan pada daerah hindered settling konsentrasi 140 gr/LNoZL = yL x = ln Lx.yx2

184.641.5312.32.355

274.951.6011.22.558

365.251.669.92.750

214.79100.622.966

Jadi, ZL persamaan =y = 4x + 0,61

Tabel 10. Kesalahan Relatif pada daerah hindered settlingNoln L = xZL percobaanZL persamaan% Kesalahan

11.5386.7515.64

21.6077.010.11

31.6667.2420.72

f. g. Konsentrasi 160 gr/L pada kondisi hindered settlingTabel 11. Menentukan y persamaan pada daerah hindered settling konsentrasi 160 gr/LNoZL = yL x = ln Lx.yx2

183.671.3010.41.7

273.971.389.71.9

364.21.448.62.1

214.1186.416.9

Jadi, ZL persamaan = y = 5x + 1,1

Tabel 12. Kesalahan Relatif pada daerah hindered settlingNoln L = xZL percobaanZL persamaan% Kesalahan

11.3088.010.14

21.3878.4020.05

31.4468.6944.76

5. 6. Menghitung Porositasa. Pada konsentrasi Co= 35 gram/250mL = 0,14 gram/mLVolume Pikno= 25 mLs= 2,7062 gr/cm3Zo= 22,5cmZL= 2,5 cm

b. Pada konsentrasi Co= 40 gram/250mL = 0,16 gram/mLVolume Pikno= 25 mLs= 2,7062 gr/cm3Zo= 22,3cmZL= 3cm

IX. X. PembahasanSedimentasi adalah suatu proses pemisahan suspense menjadi bagian bening (supernatant) dan slurry yang mengandung padatan dengan konsentrasi lebih besar daripada konsentrasi suspensi mula mula, dengan menggunakan gaya gravitasi. (Foust, 1980). Kecepatan sedimentasi dipengaruhi oleh ukuran partikel, konsentrasi partikel yang mengalami sedimentasi. Sedangkan konsentrasi suspensi sangat dipengaruhi densitas partikel, sifat sifat fluida, dan gaya gaya yang bekerja. Percobaan ini bertujuan untuk mendapatkan kecepatan sedimentasi dari suatu suspense dengan konsentrasi padatan atau kadar suspensi yang dapat divariasikan pada berbagai waktu, mencari hubungan VLvs dan CL vs , dan menentukan porositas endapan yang terjadi. Pada percobaan digunakan kapur halus dan air. Percobaan dilakukan dengan menggunakan dua variasi konsentrasi suspensi, yaitu yang pertama konsentrasi 35 gram kapur halus / 250 mL air, dan 40 gram kapur halus / 250 mL air.Dalam percobaan diperlukan waktu 8 menit untuk kedua suspensi untuk benar benar turun. Kedua suspensi memiliki tinggi awal dan tinggi akhir yang berbeda. Untuk konsentrasi 140 gram/l memiliki tinggi awal sebesar 22,5 cm dan tinggi akhir sebesar 2,5. Sementara untuk konsentrasi 160 gram/l adalah sebesar 23,5 cm dan 3 cm. Perbedaan ketinggian ini terjadi karena perbedaan konsentrasi dari suspensi, semakin tinggi ketinggian akhir sedimentasi maka semakin pekat pula suspensi tersebut.Dari percobaan yang dilakukan diketahui bahwa semakin lama waktu dari sedimentasi maka semakin rendah atau jatuh pasir halus pada suspensi. Hal ini dikarenakan konsentrasi sludge yang tinggi sehingga sulit untuk pasir halus yang masih turun untuk turun lebih cepat lagi. Dari hasil penggambaran grafik ZL vs yang dibuat, diambil tiga titik yang membuat garis lurus pada bagian atas dan bawah kurva.Pengambilan titik ini bertujuan untuk menentukan free settling dan hindered settling. Pada grafik, free settling berada pada bagian atas kurva, sementara hindered settling berada pada bagian bawah kurva. Hal ini dikarenakan kondisi free settling terjadi pada awal percobaan, sementara hindered settling terjadi pada akhir dari percobaan.Free settling adalah tahap dimana kecepatan jatuhnya partikel relatif konstan, dimana jatuhnya partikel hanya dipengaruhi gaya gravitasi.Hindered settling suatu keadaan dimana kecepatan jatuhnya semakin lambat karena ada pengaruh dari partikel-partikel lain. Kecepatan sedimentasi akan berkurang sejalan dengan waktu. Hindered settling mulai terjadi pada keadaan akhir proses sedimentasi dimana sudah mulai terbentuk zona dengan tumpukan partikel yang mengendap (Geankoplis, 1983).Titik free settling dan hindered settling cenderung berada pada posisi yang sama untuk konsentrasi yang berbeda. Pada konsentrasi 140 gr/l tiga titik yang digunakan sebagai acuan untuk free settling adalah pada ketinggian 21, 20, 19 cm. Sementara itu, pada konsentrasi 160 gr/l adalah pada posisi ketinggian 20, 19, 18 cm. Dari data yang diperoleh diketahui bahwa konsentrasi mempengaruhi posisi free settling.Untuk hindered settlinguntuk konsentrasi 140 gr/l berada pada titik 8, 7, 6 cm. Untuk konsentrasi 160 gr/l juga berada pada ketiggian 8, 7, 6 cm.Dari tiga titik yang ditentukan sebagai free settling dan hindered settlingditarik garis lurus ke arah ZLuntuk ditentukan Zi pada free settling dan hindered settling. Dari titik tersebut dapat dihitung VL, dan CL. VLyang diperoleh dari perhitungan untuk konsentrasi 140 gram/l adalah pada free settling diperoleh VL sebesar 2,5 ; 2,97; 2,95. Sementara untuk CL pada konsentrasi yang sama dan free settling diperoleh 143,84. Dengan kesalahan relatif 0,35%.Sementara itu untuk konsentrasi 140 gram/lpadafree settling diperoleh VL sebesar 3,28; 3,273; 3,276. Dan untuk CL pada konsentrasi yang sama dan hindered settling diperoleh 135,78. Dengan kesalahan relatif 12,15%. Dan pada konsentrasi 160 gram/l pada free settling diperoleh VL sebesar 4,81; 4,70; 4,74.CL untuk konsentrasi 160 gram/L free settling diperoleh sebesar 158,58 dengan persen kesalahan relatif sebesar 15,64%. Dan pada hindered settling diperoleh VL sebesar 3,27; 3,27; 3,33. Dengan CLsebesar 178,40; dan persen kesalahan relatif sebesar 21,65%.Data VLyang telah diperoleh dari perhitungan lalu di plot dengan . Dari grafik yang dihasilkan dapat dilihat bahwa grafik cenderung naik. Dan untuk grafik CL vs konstan di tiap tiap menit.Dari hasil perhitungan, nilai VL semakin tinggi dengan tingginya konsentrasi. Nilai VL berubah terhadap waktu dan nilai CL adalah konstan.Dari perhitungan diketahui bahwa semakin besar konsentrasi maka semakin kecil porositas. Hal ini dibuktikan dengan hasil perhitungan pada konsentrasi yang berbeda beda.Porositas konsentrasi 140 gram/L adalah 0,433. Sementara untuk konsentrasi 160 gram/L adalah 0,0007.

XI. KesimpulanKualitatif1. Semakin lama waktu dari sedimentasi maka semakin rendah atau jatuh pasir halus.2. Grafik VL vs cenderung naik.3. Nilai CLadalah konstan di tiap tiap menit.4. Free settling terjadi pada awal sedimentasi.5. Hindered settling terjadi pada akhir sedimentasi dimana sebagian besar padatan telah mengendap.6. Titik free settling dan hindered settling cenderung berada pada posisi yang sama untuk konsentrasi yang berbeda.7. Semakin besar konsentrasi maka semakin kecil porositas.

Kuantitatif1. ZLuntuk konsentrasi 140 gram/L free settling adalah 21, 20, 19 dalam satuan cm.2. Untuk konsentrasi 140 gram/L free settling diperoleh VL sebesar 2,5 ; 2,97; 2,95.3. CL untuk konsentrasi 140 gram/L free settling diperoleh sebesar 143,84.4. Dengan persen kesalahan relatif sebesar 0,35%5. ZLuntuk konsentrasi 140 gram/L hindered settling adalah 8, 7, 6 dalam satuan cm.6. Untuk konsentrasi 140 gram/L hindered settling diperoleh VL sebesar 3,28; 3,273; 3,276.7. CL untuk konsentrasi 140 gram/L hindered settling diperoleh sebesar 135,78.8. Dengan persen kesalahan relatif sebesar 12,15%9. ZLuntuk konsentrasi 160 gram/L free settling adalah 20, 19, 18 dalam satuan cm.10. Untuk konsentrasi 160 gram/L free settling diperoleh VL sebesar 4,81; 4,70; 4,74.11. CL untuk konsentrasi 160 gram/L free settling diperoleh sebesar 158,58.12. Dengan persen kesalahan relatif sebesar 15,64%13. ZLuntuk konsentrasi 160 gram/L hindered settling adalah 8, 7, 6 dalam satuan cm.14. Untuk konsentrasi 160 gram/L hindered settling diperoleh VL sebesar 3,27; 3,27; 3,33.15. CL untuk konsentrasi 160 gram/L hindered settling diperoleh sebesar 178,40.16. Dengan persen kesalahan relatif sebesar 21,65%.17. Porositas konsentrasi 140 gram/L adalah 0,433.18. Porositas konsentrasi 160 gram/L adalah 0,0007.

XII. Daftar PustakaSedimentasi. Diakses 25 Oktober 2014 16:36http://oncomkreatip.blogspot.com/2012/02/sedimentasi.html

Sedimentasi. Diakses 25 Oktober 2014 16:33http://bhupalaka.files.wordpress.com/2010/12/sedimentasi.pdf

Lampiran Grafik Hubungan ZL vs (menit) konsentrasi 140 gr/LNorata - rata (menit)ZL (cm)

1022.5

20.3621

30.6420

40.98319

51.2918

61.6417

71.9116

82.1615

92.4814

10313

113.3612

123.6611

133.96510

144.299

154.648

164.957

175.256

185.55

195.894

2082.5

Lampiran Grafik Hubungan ZL vs (menit) konsentrasi 160 gr/LNorata - rata (menit)ZL (cm)

1022.3

20.28521

30.5220

40.74519

50.9518

61.24517

71.52516

81.75515

92.0314

102.3213

112.5512

122.8811

133.1510

143.459

153.678

163.977

174.26

184.5155

194.8254

2083

Lampiran Grafik Hubungan ZL vs (menit) konsentrasi 140 gr/L (free settling)Norata - rata (menit)ZL (cm)

10.28521

20.5220

30.74519

Lampiran Grafik Hubungan ZL vs (menit) konsentrasi 160 gr/L (free settling)Norata - rata (menit)ZL (cm)

10.5220

20.74519

30.9518

Lampiran Grafik Hubungan ZL vs (menit) konsentrasi 140 gr/L (hindered settling)Norata - rata (menit)ZL (cm)

14.648

24.957

35.256

Lampiran Grafik Hubungan ZL vs (menit) konsentrasi 160 gr/L (hindered settling)Norata - rata (menit)ZL (cm)

13.678

23.977

34.26

Lampiran Grafik Hubungan VL vs (menit) konsentrasi 140 gr/L (free settling)Free Settling

NoL (menit)VL (cm/menit)

10.362.5

20.642.97

30.9832.95

Lampiran Grafik Hubungan CL vs (menit) konsentrasi 140 gr/L (free settling)Free Settling

NoL (menit)CL (gr/l)

10.36143.84

20.64143.84

30.983143.84

Lampiran Grafik Hubungan VL vs (menit) konsentrasi 160 gr/L (free settling)Free Settling

NoL (menit)VL (cm/menit)

10.524.81

20.7454.70

30.954.74

Lampiran Grafik Hubungan CL vs (menit) konsentrasi 160 gr/L (free settling)Free Settling

NoL (menit)CL (gr/l)

10.52158.58

20.745158.58

30.95158.58

Lampiran Grafik Hubungan VL vs (menit) konsentrasi 140 gr/L (hindered settling)Hindered Settling

NoL (menit)VL (cm/menit)

14.643.28

24.953.27

35.253.28

Lampiran Grafik Hubungan CL vs (menit) konsentrasi 140 gr/L (hindered settling)Hindered Settling

NoL (menit)CL (gr/l)

14.64135.78

24.95135.78

35.25135.78

Lampiran Grafik Hubungan VL vs (menit) konsentrasi 160 gr/L (hindered settling)Hindered Settling

NoL (menit)VL (cm/menit)

13.673.27

23.973.27

34.23.33

Lampiran Grafik Hubungan CL vs (menit) konsentrasi 160 gr/L (hindered settling)Hindered Settling

NoL (menit)CL (gr/l)

13.67178.40

23.97178.40

34.2178.40