laporan rap kel 4

52
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Tujuan Percobaan 1.Menentukan konstanta kecepatan reaksi dan orde reaksi NaOH (0,05 M) dan CH 3 COOC 2 H 5 (0,05 M) pada Reaktor Alir Pipa. 2.Menentukan pengaruh laju alir terhadap perolehan konversi. 2.1. Dasar Teori 2.1.1. Reaktor kimia Reaktor dapat didefinisikan sebagai tempat berlangsungnya proses kimia/reaksi kimia. Bahan-banhan yang diperlukan dimasukkan dalam Reaktor kemudian dicampur, dipanaskan dan didinginkan serta perlakuan lain yang bertujuan untuk mendukung

Upload: andliani-linda-sari

Post on 14-Nov-2015

62 views

Category:

Documents


8 download

DESCRIPTION

Pilot Plant

TRANSCRIPT

BAB 1PENDAHULUAN

1.1. Tujuan Percobaan1. Menentukan konstanta kecepatan reaksi dan orde reaksi NaOH (0,05 M) dan CH3COOC2H5 (0,05 M) pada Reaktor Alir Pipa.2. Menentukan pengaruh laju alir terhadap perolehan konversi.

2.1. Dasar Teori2.1.1. Reaktor kimia Reaktor dapat didefinisikan sebagai tempat berlangsungnya proses kimia/reaksi kimia. Bahan-banhan yang diperlukan dimasukkan dalam Reaktor kemudian dicampur, dipanaskan dan didinginkan serta perlakuan lain yang bertujuan untuk mendukung proses yang terjadi didalam Reaktor. Pada awalnya produksi kimia dilaksanakan secara bertahab (diskontinyu) sesuai dengan percobaan dilaboratorium.a. Dilihat dari segi Operasi, Reaktor dapat dibedakan atas:1. Operasi reaksi secara Diskontinyu, disebut juga operasi Bertahap atau operasi Batch.2. Operasi reaksi Kontinyu atau Sinambung3. Operasi reaksi Semikontinyub. Tujuan pemilihan Reaktor adalah :1. Mendapat keuntungan yang besar2. Biaya produksi rendah3. Modal kecil/volume Reaktor minimum4. Operasinya sederhana dan murah5. Keselamatan kerja terjamin6. Polusi terhadap sekelilingnya (lingkungan) dijaga sekecil-kecilnya (Irfani, 2011).c. Pemilihan jenis Reaktor dipengaruhi oleh :1. Fase zat pereaksi dan hasil reaksi2. Tipe reaksi dan persamaan kecepatan reaksi, serta ada tidaknya reaksi samping3. Kapasitas produksi4. Harga alat (reaktor) dan biaya instalasinya5. Kemampuan Reaktor untuk menyediakan luas permukaan yang cukup untuk perpindahan panas. ( Irfani, 2011)d. Disamping melakukan pemilihan Reaktor yang tepat, adapun hal-hal yang diperhatikan dalam perancangan Reaktor yaitu:1. Bahan mentah, fase, konsentrasi, dan sifat fisis dari zat pereaksi.2. Kapasitas produksi optimum3. Katalis4. Kondisi operasi (temperatur, tekanan, pengadukan dan lain-lain)5. Proses (batch, kontinyu, dan semikontinyu)6. Tipe Reaktor7. Ukuran Reaktor8. Transfer energi dalam Reaktor9. Perlu Recyle (pengambilan produk untuk meningkatkan konsentrasi)1) Jenis-Jenis Reaktor a. Berdasarkan bentuknya1. Reaktor tangkiDikatakan reaktor tangki ideal bila pengadukannya sempurna, sehingga komposisi dan suhu didalam reaktor setiap saat selalu uniform. Dapat dipakai untuk proses Batch, semi Batch, dan proses alir. ( Irfani, 2011)2. Reaktor pipa Biasanya digunakan tanpa pengaduk sehingga disebut Reaktor Alir Pipa. Dikatakan ideal bila zat pereaksi yang berupa gas atau cairan, mengalir didalam pipa dengan arah sejajar sumbu pipa (Irfani, 2011).b. Berdasarkan prosesnya1. Reaktor Batch Reaktor Batch adalah tempat terjadinya suatu reaksi kimia tunggal, yaitu reaksi yang berlangsung dengan hanya satu persamaan laju reaksi yang berpasangan dengan persamaan kesetimbangan dan stokiometri. Reaktor batch ini biasanya untuk produksi berkapasitas kecil misalnya dalam proses pelarutan padatan, pencampuran produk, reaksi kimia, Batch distillation, kristalisasi, ekstraksi cair-cair, polimerisasi, fermentasi dan farmasi.Beberapa ketetapan penggunaan Reaktor Batch yaitu selama reaksi berlangsung tidak terjadi perubahan temperatur dan pengadukkan dilakukan dengan sempurna, konsentrasi disemua titik dalam Reaktor adalah sama atau homogen pada waktu yang sama. (Krismitro dkk, 2011).Menurut Irfani (2011) Reaktor batch memiliki keuntungan dan kerugian yaitu: a. Keuntungan Reaktor Batch: Lebih murah dibanding reaktor alir Lebih mudah pengoperasiannya Lebih mudah dikontrolb. Kerugian Reaktor Batch: Tidak begitu baik untuk reaksi fase gas (mudah terjadi kebocoran pada lubang pengaduk) Waktu yang dibutuhkan lama, tidak produktif (untuk pengisian, pemanasan zat pereaksi, pendinginan zat hasil, pembersihan reaktor, waktu reaksi)2. Reaktor Alir (Continous Flow) Ada 2 jenis :a. RATB (Reaktor Alir Tangki Berpengaduk)1. Keuntungan Suhu dan komposisi campuran dalam reaktor sama Volume reaktor besar, maka waktu tinggal juga besar, berarti zat pereaksi lebih lama bereaksi di reaktor.2. Kerugian Tidak effisien untuk reaksi fase gas dan reaksi yang bertekanan tinggi. Kecepatan perpindahan panas lebih rendah dibanding RAP Untuk menghasilkan konversi yang sama, volume yang dibutuhkan RATB lebih besar dari RAP.b. RAP (Reaktor Alir Pipa)

Dikatakan ideal jika zat pereaksi dan hasil reaksi mengalir dengan kecepatan yang sama diseluruh penampang pipa.1. Keuntungan Memberikan volume yang lebih kecil daripada RATB, untuk konversi yang sama2. Kerugian Harga alat dan biaya instalasi tinggi. Memerlukan waktu untuk mencapai kondisi steady state. Untuk reaksi eksotermis kadang-kadang terjadi Hot Spot (bagian yang suhunya sangat tinggi) pada tempat pemasukan . Dapat menyebabkan kerusakan pada dinding reaktor (Irfani, 2011).3. Reaktor semi BatchBiasanya berbentuk tangki berpengaduk, cara pengoprasiannya dengan memasukkan sebagian zat pereaksi kedalam Reaktor dan sisanya dimasukkan secara kontinyu kedalam Reaktor, sedang hasilnya dapat dikeluarkan secara kontinyu maupun secara Batch hingga diperoleh konversi yang diinginkan (Irfani, 2011).4. Adapun proses yang terjadi pada Reaktor adalah sebagai berikut:1. Preoses BacthPada proses ini semua bahan-bahan yang diperlukan untuk reaksi di masukkan dan dicampur dalam reaktor. Campuran berada selama waktu reaksi didalam reaktor. Selain itu seluruh massa reaksi yang terjadi dari produk reaksi yang terbentuk, bahan baku reaksi, bahan pelarut, katalisator, dan produk samping dikeluarkan dari reaktor dan diolah.2. Proses KontinyuPada reaktor Kontinyu proses operasi berlangsung kontunyu. Komponen-komponen sama dengan komponen yang lainnya dimasukkan secara kontinyu kedalam reaktor. Pada proses kontinyu baik produk maupun umpan yang masuk dan yang keluar dialirkan secara kontinyu dan kondisi operasi seperti tekanan, temperatur, laju alir, dan pengisian dalam reaktor harus dipertahankan tetap/konstan.3. Proses SemikontinyuPada reaksi kimia banyak digunakan reaktor yang mempunyai baik proses bacth atau kontinyu. Operasi kontinyu terjadi apabila suatu reaksi terdapat bagian yang mempunyai berat jenis berbeda dimana berat seluruh bagian yang lebih ringan ditambah (kembali dikeluarkan) secara kontinyu.c. Jenis Reaktor berdasarkan keadaan operasinya 1 Reaktor isotermal.Dikatakan isotermal jika umpan yang masuk, campuran dalam reaktor, aliran yang keluar dari reaktor selalu seragam dan bersuhu sama.2. Reaktor adiabatis. Dikatakan adiabatis jika tidak ada perpindahan panas antara reaktor dan sekelilingnya. Jika reaksinya eksotermis, maka panas yang terjadi karena reaksi dapat dipakai untuk menaikkan suhu campuran di reaktor. ( K naik dan rA besar sehingga waktu reaksi menjadi lebih pendek).3. Reaktor Non-AdiabatisDalam reaktor ini terjadi pemasukkan dan pengeluaran panas sehingga terjadi perpindahan panas.2.1.2. Reaktor Alir PipaReaktor alir pipa merupakan reaktor di mana cairan bereaksi dan mengalir dengan cara melewatitube(tabung) dengan kecepatan tinggi, tanpa terjadi pembentukan arus putar pada aliran cepat. Reaktor alir pipa pada hakekatnya hampir sama dengan pipa dan relatif cukup mudah dalam perancangannya. Reaktor ini biasanya dilengkapi dengan selaput membran untuk menambah yield produk pada reaktor. Produk secara selektif ditarik dari reaktor sehingga keseimbangan dalam reaktor secara kontinu bergeser membentuk lebih banyak produk.

Gambar 2.1 Reaktor alir Pipa

Pada umumnya reaktor alir pipa dilengkapi dengan katalisator. Seperti sebagian besar reaksi pada industry kimia, reaksinya membutuhkan katalisator secara signifikan pada suhu layak (standar). Dalam RAP, satu atau lebih reaktan dipompakan ke dalam suatupipa. Biasanya reaksi yang digunakan pada reaktor ini adalah reaksifasagas. Reaksi kimia berlangsung sepanjang pipa sehingga semakin panjang pipa maka konversi yield akan semakin tinggi. Namun tidak mudah untuk menaikkan konversi karena di dalam RAP konversi terjadi secaragradien. Pada awalnya kecepatan reaksi berlangsung secara cepat namun setelah panjang pipa tertentu atau pipa bertambah panjang maka jumlah reaktan akan berkurang dan kecepatan reaksi berlangsung lebih lambat dan akan semakin lambat seiring panjangnya pipa. Artinya, untuk mencapai konversi 100% panjang pipa yang dibutuhkan adalah tak terhingga.Beberapa hal penting dalam reaktor alir pipa adalah:1. Perhitungan dalam model RAP mengasumsikan tidak terjadi pencampuran (mixing) dan reaktan bergerak secara aksial bukan radial.2. Katalisator dapat dimasukkan melalui titik yang berbeda dari titik masukan dimana katalisator ini diharapkan dapat mengoptimalkan reaksi dan terjadi penghematan.3. Umumnya RAP memiliki konversi yang lebih besar dibandingkan dengan reaktor alir tangki berpengaduk (RATB) dalam volume yang sama. Artinya, dengan waktu tinggal yang sama reaktor alir pipa memberikan hasil yang lebih besar dibandingkan RATB.

Di dalam reaktor alir pipa, fluida mengalir dengan perlakuan yang sama sehingga waktu tinggal () sama untuk semua elemen fluida. Fluida sejenis yang mengalir melalui reaktor ideal ini disebut denganplug. Saatplugmengalir sepanjang reaktor alir pipa, fluida bercampur sempurna dalam arah radial bukan dalam arah axial (dari arah depan atau belakang). Setiapplugdengan volume berbeda dinyatakan sebagai kesatuan yang terpisah-pisah (hampir sepertibatch reaktor) dimanaplugmengalir turun melalui pipa reaktor ini.Reaktor alir pipa juga dikenal sebagi reaktor aliran piston atau reaktor aliran turbular. Reaktor-reaktor tersebut memiliki persamaan diferensial biasa, dimana pemecahan persamaan tersebut dapat diselesaikan jikaboundary conditiondiketahui.Model reaktor alir pipa digunakan untuk berbagi jenis fluida, seperti: cairan, gas, danslurry. Walaupun aliran turbulen dan difusi aksial menyebabkan pencampuran arah axial pada berbagai reaktor namun pada reaktor alir pipa kondisi ini memiliki efek yang kecil dan diabaikan.Pada kasus model reaktor alir pipa yang paling sederhana, beberapa asumsi pokok harus dibuat untuk menyederhanakan masalah ini. Perlu diperhatikan bahwa tidak semua asumsi ini perlu, namun pemindahan asumsi ini menambah kerumitan masalah.Model reaktor alir pipa dapat digunakan pada reaksi lipat ganda (multiple reaction) serta reaksi yang melibatkan perubahan suhu, tekanan dan densitias fluida. Walaupun kerumitan ini diabaikan, namun selalu relevan dalam proses industri.Adapun asumsi yang diguanakan pada model reaktor ini sebagai berikut:1. Aliranplug(plugflow)2. Keadaansteady state3. Densitas fluida konstan (untuk cairan dan juga berlaku untuk gas yang tidak mengalami penurunan tekanan, perubahan mol dan perubahan temperatur).4. Diameter pipa konstan5. Reaksi tunggal (singlereaction)6. Zat mengalir di dalam pipa dengan distribusi kecepatan datar7. Kecepatan pengadukan ke arah radial berlangsung sangat cepat sehingga pada setiap penampang pipa R, T,P dan komposisi fluida selaluuniform(seragam), dan perbedaan terjadi di sepanjang pipa R8. Setiap partikel fluida yg mengalir mempunyai waktu tinggal sama9. Fluida dalam fasa gas berlangsung pada tekanan tetap dan fluida dalam fasa cair berlangsung pada volume dan tekanan tetapDalam aplikasinya, reaktor alir pipa digunakan pada reaksi:a. Reaksi skala besarb. Reaksi cepatc. Reaksi homogen atau heterogend. Reaksi kontinue. Reaksi pada temperatur tinggi

1.2.3 Bahan yang Digunakan10. NaOH (Natrium Hidroksida) Natrium hidroksida (NaOH), juga dikenal sebagai soda kaustik atau sodium hidroksida, adalah sejenis basa logam kaustik. Natrium Hidroksida terbentuk dari oksida basa Natrium Oksida dilarutkan dalam air. Natrium hidroksida membentuk larutan alkalin yang kuat ketika dilarutkan ke dalam air. Ia digunakan di berbagai macam bidang industri, kebanyakan digunakan sebagai basa dalam proses produksi bubur kayu dan kertas, tekstil, air minum, sabun dan deterjen. Natrium hidroksida adalah basa yang paling umum digunakan dalam laboratorium kimia. Natrium hidroksida murni berbentuk putih padat dan tersedia dalam bentuk pelet, serpihan, butiran ataupun larutan jenuh 50%. Ia bersifat lembap cair dan secara spontan menyerap karbon dioksida dari udara bebas. Ia sangat larut dalam air dan akan melepaskan panas ketika dilarutkan. Ia juga larut dalam etanol dan metanol, walaupun kelarutan NaOH dalam kedua cairan ini lebih kecil daripada kelarutan KOH. Ia tidak larut dalam dietil eter dan pelarut non-polar lainnya. Larutan natrium hidroksida akan meninggalkan noda kuning pada kain dan kertas. Sifat fisik Natrium hidroksida (NaOH) : Berbentuk putih padat dan tersedia dalam bentuk pelet, serpihan, butiran ataupun larutan jenuh 50%. Bersifat lembab cair Secara spontan menyerap karbon dioksida dari udara bebas. Sangat larut dalam air dan akan melepaskan panas ketika dilarutkan. Larut dalam etanol dan metanol Tidak larut dalam dietil eter dan pelarut non-polar lainnya Sangat basa, keras, rapuh dan menunjukkan pecahan hablur. NaOH membentuk basa kuat bila dilarutkan dalam air Densitas NaOH adalah 2,1 Senyawa ini sangat mudah terionisasi membentuk ion natrium dan hidroksida (Anonim, 2013)2. Etil AsetatEtil asetat adalah senyawa organik dengan rumus CH3COOC2H5. Senyawa ini merupakan ester dari etanol dan asam asetat. Senyawa ini berwujud cairan tak berwarna, memiliki aroma khas. Senyawa ini sering disingkat EtOAc, dengan Et mewakili gugus etil dan OAc mewakili asetat. Etil asetat diproduksi dalam skala besar sebagai pelarut.Etil asetat adalah pelarut polar menengah yang volatil (mudah menguap), tidak beracun, dan tidak higroskopis. Etil asetat merupakan penerima ikatan hidrogen yang lemah, dan bukan suatu donor ikatan hidrogen karena tidak adanya proton yang bersifat asam (yaitu hidrogen yang terikat pada atom elektronegatif seperti flor, oksigen, dan nitrogen. Etil asetat dapat melarutkan air hingga 3%, dan larut dalam air hingga kelarutan 8% pada suhu kamar. Kelarutannya meningkat pada suhu yang lebih tinggi. Namun demikian, senyawa ini tidak stabil dalam air yang mengandung basa atau asam. (Anonim, 2013)Etil asetat disintesis melalui reaksi esterifikasi Fischer dari asam asetat dan etanol dan hasilnya beraroma jeruk (perisa sintesis), biasanya dalam sintesis disertai katalis asam seperti asam sulfat.CH3CH2OH + CH3COOH CH3COOCH2CH3 + H2OReaksi di atas merupakan reaksi reversibel dan menghasilkan suatu kesetimbangan kimia. Karena itu, rasio hasil dari reaksi di atas menjadi rendah jika air yang terbentuk tidak dipisahkan. Di laboratorium, produk etil asetat yang terbentuk dapat dipisahkan dari air dengan menggunakan aparatus Dean-Stark.Etil asetat dapat dihidrolisis pada keadaan asam atau basa menghasilkan asam asetat dan etanol kembali. Katalis asam seperti asam sulfat dapat menghambat hidrolisis karena berlangsungnya reaksi kebalikan hidrolisis yaitu esterifikasi Fischer. Untuk memperoleh rasio hasil yang tinggi, biasanya digunakan basa kuat dengan proporsi stoikiometris, misalnya natrium hidroksida. Reaksi ini menghasilkan etanol dan natrium asetat, yang tidak dapat bereaksi lagi dengan etanol: CH3COOC2H5 + NaOH C2H5OH + CH3COONa

1.2.4Hubungan Konversi Terhadap Waktu Pada Reaksi Dengan Kecepatan Tertentu Persamaan hubungan konversi atau konsentrasi suatu bahan dalam reaktor dengan waktu reaksi dapat dinyatakan berdasarkan neraca massa dalam reaktor yang digunakan. Misalkan suatu larutan A dengan konsentrasi CA0 gmol/L dalam reaktor batch dengan volume larutan V L bereaksi membentuk B dengan persamaan reaksi A B, reaksi merupakan reaksi order 1 dengan kecepatan reaksi rA= kCA, maka dapat dibuat persamaan hubungan konversi dengan waktu menggunakan neraca massa pada reaktor batch :

Kecepatan kecepatan = Kecepatan bahan masuk bahan keluar bahan bereaksi + akumulasi

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .(1.20)

apabila volume larutan dianggap konstan maka :

. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . .(1.21)

. . . . . . . . . . . . . (1.22)

Jadi persamaan hubungan konsentrasi A dengan waktu :

. . . . . . . . . . . . .. . . . . .(1.23)Dengan persaman ini dapat diketahui konsentrasi A (CA) pada setiap saat. Atau bisa dinyatakan hubungan antara konversi dengan waktu :

. . . . . . . . . . . . (1.24)

. . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . (1.25)Konversi juga dapat ditentukan dengan persamaan :. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (1.26)1.2.5 Faktor-faktor yang mempengaruhi harga kPersamaan Arhenius :. . . . . . . . . . . . (1.27)1. Frekuensi tumbukanPengadukan akan memperbesar tumbukan partikel sehingga akan menaikan energi aktifasi,jika energi aktivasi naik, maka kecepatan reaksi juga naik2. Energi aktivasiEnergi aktiv+asi merupakan energi minimum yang diperlukan bagi reaksi untuk berlangsung. Semakin rendah energi aktivasi, maka reaksi akan berjaan semakin cepat.3. SuhuSemakin tinggi suhu, maka reaksi akan berjalan semakin cepat.4. KatalisKatalis dapat mempercepat reaksi karena kemammpuannya mengadakan reaksi dengan paling sedikit satu molekul reaktan untuk menghasilkan senyawa yang lebih aktif. Interaksi ini akan meningkatkan laju reaksi.

BAB IIMETODOLOGI

2.1Alat dan Bahan2.1.1 Alat yang digunakan :a. Satu set reaktor tangki alir pipa (RAP)b. Gelas Kimia 1000 mlc. Gelas Ukur 50 mld. Labu Ukur 100 mle. Pipet ukur 10 mlf. Pipet Volume 50 mlg. Botol Semprot2.1.1 Bahan yang digunakan :a. NaOH 0,05 Mb. CH3COOC2H5 0,05 Mc. Aquadest

2.2 ProsedurKerja2.2.1 Kalibrasi Pompaa. Memasukkan bahan ke dalam reactor NaOH dan CH3COOC2H5 b. Menghidupkan pompa I (NaOH) c. Mengatur skala pompa pada skala 200d. Menampung air keluaran tangki pada gelas ukur 50 ml sebanyak 10 mle. Mencatat waktu dari awal umpan keluar sampai volume 10 mlf. Melakukan hal yang sama untuk skala pompa 300, 400, 500 dan 600g. Membuat grafik debit (Q) sumbu Y dan speed pompa X. Dibuat dalam satu grafik pompa I dan pompa IIh. Mengulang hal yang sama untuk kalibrasi pompa CH3COOC2H5

2.2.2 Membuat Larutan Standar dan Mengukur Konduktivitas NaOH dan CH3COOC2H5a. Membuat larutan standar NaOH 0.01 M, dengan cara memipet 20 ml larutan NaOH 0.05 M dan memasukkannya ke dalam labu ukur 100 ml, himpitkan sampai tanda batas menggunakan aqudest kemudian menghomogenkan.b. Melakukan hal yang sama untuk membuat larutan NaOH 0.02M, 0.03M, 0.04M dengan memipet secara berturut-turut 40 ml, 60 ml, dan 80 ml.c. Mengukur konduktivitas masing-masing larutan.d. Melakukan hal yang sama untuk membuat larutan standar CH3COOC2H5.

2.2.3 Membuat Larutan Campuran dan Mengukur Konduktivitas Larutan Campuran antara NaOH dan CH3COOC2H5 dengan Konsentrasi dan Volume yang Sama.a. Mencampur 10 ml larutan NaOH 0.05 M dan 10 ml CH3COOC2H5 lalu mengukur konduktivitasnya.b. Melakukan hal yang sama untuk konsentrasi 0.01 M, 0.02 M, 0.03 M. 0.04 M.2.2.4 Mengoperasikan Reaktor Alir Pipaa. Menyambungkan kabel-kabel peralatan ke stop kontak.b. Menghidupkan reactor dengan menekan tombol ON.c. Memasukan Conductivity meter kedalam reaktor sampai tercelup kedalam larutan.d. Memasukkan larutan NaOH (0,05 M) dan larutan CH3COOC2H5 (0,05 M) kedalam tangki reactor sebanyak bagian.e. Mengatur skala pompa masing-masing sehingga memiliki laju alir volumetric yang sama.f. Menampung bahan yang keluar dari reactor dengan menggunakan gelas kimia 1000 ml.g. Mencatat perubahan konduktivitas dari produk setiap 5 menit.h. Jika nilai konduktivitas dari produk sudah konstan 3x berturut-turut, maka proses dianggap sudah dalam keadaan steady state dan proses untuk variasi pertama sudah selesai.i. Melakukan hal yang sama untuk skala 300, 400, 500 dan 600.

BAB IIIPENGOLAHAN DATA

3.1 Data PengamatanTabel 3.1.1 Data Kalibrasi Pompa I (NaOH) dan Pompa II (CH3COOC2H5)Pompa I (NaOH)Pompa II (CH3COOC2H5)

SkalaVolume(ml)Waktu(detik)Q(ml/detik)SkalaVolume(ml)Waktu(detik)Q(ml/detik)

20010590,169520010850,1176

300290,3448300340,2941

400170,5882400210,4762

500160,7692500160,6250

600081,2500600130,7692

Tabel 3.1.2 Data Penyesuaian Pompa I (NaOH) dan Pompa II (CH3COOC2H5)Pompa I (NaOH)Pompa II (CH3COOC2H5)

SkalaQ (ml/detik)SkalaQ (ml/detik)

2000,16952290,1695

3000,34483390,3448

4000,58824910,5882

5000,76926040,7692

6001,25009051,2500

Tabel 3.1.3 Konduktivitas Melawan Konsentrasi NaOH dan CH3COOC2H5NaOHCH3COOC2H5

KonsentrasiKonduktivitas (mS)KonsentrasiKonduktivitas (mS)

0,012,280,010,11

0,024,450,020,11

0,036,520,030,12

0,048,600,040,12

0,0510,420,050,12

Tabel 3.1.4 Konduktivitas Melawan Konsentrasi untuk Larutan Campuran antara NaOH dan CH3COOC2H5Konsentrasi (M)Konduktivitas (mS)

0,0050,12

0,012,04

0,0152,92

0,023,60

0,0254,60

Tabel 3.1.5 Konduktivitas Melawan Waktu untuk Larutan Campuran NaOH dan CH3COOC2H5 pada Reaktor Alir PipaSkala NaOHWaktu (menit)Konduktivitas (mS)

20052,21

103,12

152,82

203,12

253,15

303,29

353,29

403,27

453,27

503,27

30053,46

104,30

153,50

203,46

253,46

303,46

40053,66

103,42

153,40

203,38

253,38

303,38

50053,62

103,63

153,63

203,63

60053,33

103,22

153,14

203,14

253,14

3.2 Data Hasil Perhitungan Tabel 3.2.1 Perhitungan nilai , CA0, CA, Xa, F NaOH, Skala NaOH(detik)CA0 (M)CA (M)Xa

2001157,8171090,0250,01790,284

300569,17053360,0250,01880,248

400333,64501870,0250,01840,264

500225,13520540,0250,01960,216

6001570,0250,01730,308

F NaOH(mol/s)V/F(Ls/mol)-rA(mol/Ls)LogrALogCA

8,475x10-646312,684375x10-6-5,3010-1,7471

1,724x10-522766,821351,4286x10-6-5,8451-1,7258

2,941x10-513345,800753,2x10-6-5,5229-1,7352

3,846x10-510205,408225x10-6-5,301-1,7077

6,25x10-562804,6875x10-6-5,3291-1,7619

BAB IVPEMBAHASAN

Praktikum ini berjudul reaktor tangki berpengaduk. Praktikum ini bertujuan untuk menentukan konstanta kecepatan reaksi dan orde reaksi NaOH (0,05 M) dan CH3COOC2H5 (0,05 M) pada reaktor tangki berpengaduk serta mengetahui pengaruh laju alir terhadap perolehan konversi. Pada percobaan tarjadi reaksi sebagai berikut :NaOH + CH3COOC2H5 CH3COONa + C2H5OHPada reaksi diatas, terjadi reaksi penyabunan antara ester dengan basa kuat NaOH yang menghasilkan garam dan alkohol. NaOH bertindak sebagai reaktan pembatas yang lebih dulu habis bereaksi karena NaOH merupakan jenis basa kuat sedangkan CH3COOC2H5 merupakan jenis senyawa ester. Dari praktikum ini diperoleh data konsentrasi campuran NaOH dan CH3COOC2H5 dan konduktivitas campuran. Dari data-data yang diperoleh ini dapat dibuat kurva standar. Dari kurva standar tersebut diperoleh persamaan y=210.4x - 0.5. Dari persamaan ini dapat di peroleh konsentrasi (Ca) untuk setiap skala pompa NaOH dengan memasukkan variabel y sebagai konduktivitas dan x sebagai konsentrasi. Kemudian dari konsentrasi (Ca) tersebut diperoleh nilai konversi dari masing-masing skala pompa NaOH dan dibuat kembali grafik antara konsentrasi (Ca) melawan V/F yang telah diperoleh sebelumnya untuk mendapatkan rA. Dibuat pula grafik antara log rA melawan log Ca dan didapatkan persamaan y = -2.7284x - 10.195. Dari persamaan tersebut maka didapatkan orde reaksi yaitu -2.7284 dan nilai konstanta kecepatan reaksi 6,3826 x 10 -11 L2/mol2.menit. Dari literatur yang disampaikan oleh Ishri Arju Syafangah dan Siti Fatimah menyatakan untuk reaksi di atas memiliki orde reaksi 2. Namun dari hasil percobaan, orde reaksi yang diperoleh adalah orde -3, hal ini berbeda dengan literature karena data conductivity yang diperoleh pada praktikum ini semakin tinggi skala pompa semakin kecil nilai conductivitynya. Hal ini tidak sesuai dengan literature dimana semakin tinggi skala pompa semakin tinggi kosentrasi sehingga semakin besar nilai conductivitynya dikarenakan volume yang bereaksi antara komposisi NaOH dan CH3COOC2H5 yang masuk kedalam reactor semakin banyak per satuan waktu yang ditentukan, sehingga jika nilai conductivitynya semakin menurun maka orde yang di dapat juga akan menjadi negative. Kemungkinan tidak sesuainya data conductivity dari praktikum ini karena kalibrasi alat yang tidak baik dan bahan kosentrasi dari NaOH dan CH3COOC2H5 yang tercampur dengan pengotor.Konstanta kecepatan reaksi bergantung pada komposisi dan temperatur campuran reaksi, sedangkan tetapan konstanta kecepatan reaksi hanya bergantung pada temperatur dan tidak bergantung pada konsentrasi pereaksi maupun produk (Atkins, 1999). Konstanta kecepatan reaksi ini bersifat tetap, dia hanya akan berubah apabila terdapat perubahan temperatur (Labuza, 1982). Dari hasil percobaan diperoleh nilai konstanta kecepatan reaksi yaitu 6,3826 x 10 -11 L2/mol2.menit.Dalam praktikum ini juga diperoleh nilai konversi dan waktu tinggal yang naik dan turun (tidak konstan). Dimana seharusnya semakin cepat laju alir maka nilai konversi semakin kecil dan waktu tinggal semakin besar. Karena waktu tinggal didefinisikan sebagai ratio volume reaktor terhadap kecepatan aliran yang dinyatakan dalam volume per satuan waktu.

BAB IVPENUTUP

5.1 Kesimpulan Dari hasil praktikum dapat disimpulkan 1. Orde reaksi pada praktikum ini adalah -2.7284 dengan konstanta kecepatan reaksi adalah 6,3826 x 10 -11 L2/mol2.menit.2. Nilai konversi yang diperoleh tidak konstan.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim1, 2013, Natrium Hidroksida, http://id.wikipedia.org diakses pada tanggal 20Desember 2013 pukul 13.20 WITA.Anonim2, 2013, Etil Asetat, http://id.wikipedia.org diakses pada tanggal 20Desember 2013 pukul 13.40 WITA.Anonim3, 2013, Modul TRK, http://elista.akprind.ac.id diakses pada tanggal 20Desember 2013 pukul 15.00 WITA.Cairns.D, 1997, Intisari Kimia Farmasi, Buku Kedokteran EGC; Jakarta.Irfani,2011, Reaktor, achmadirfani.files.wordpress.com/2007/11/reaktor.doc Keenan.C, Kleinfelter.D, Wood.J, 1984, Kimia Untuk Universitas Edisi Keenam, Erlangga; Jakarta.Krismitro dkk, 2011, Batch Reaktor, http://muthiaelma.zoomshare.com/files/Marpaung.N, 2011, Laju-Reaksi, http://pesona97.files.wordpress.com Novi, Y. 2013. http://iamnovhie-yovita.blogspot.com/2013/04/v-behaviorurldefaultvmlo_24.html. Diakses pada tanggal 18 maret 2015, jam 16.00 WITA.Syahrir.I, 2013, Modul Ajar Teknik Reaksi Kimia, Politeknik Negeri Samarinda; Samarinda.Syafangah,I.A. dan Fatimah,S. 2013. PENENTUAN TETAPAN LAJU REAKSI PENYABUNAN ETIL ASETAT. http://4301411020.blogspot.com/2013/12/v-behaviorurldefaultvmlo.html. Lab. Kimia Fisika Jurusan Kimia Universitas Negeri Semarang. Diakses pada tanggal 18 maret 2015, jam 16.10 WITA.Tim penyusun, 2013, Penuntun Praktikum Laboratorium Satuan Operasi Politeknik Negeri Samarinda; Samarinda

LAMPIRAN

PERHITUNGAN

1. Menghitung waktu tinggal ()Volume reaktor = r2 L = 3,14 x (0,25 cm)2 x 2000 cm = 392,5 cm3

Qtotal = QNaOH + QCH3COOC2H5 = 0,1695 ml/s + 0,1695 ml/s = 0,339 ml/s = = = 1157,817109 s2. Menghitung konsentrasi NaOH mula-mula (CA0)CA0 = x CA0 f = x 0,05 M = 0,025 M3. Menghitung NaOh akhir/sisa (CA)Persamaan garis grafik hubungan konduktivitas vs konsentrasi (CA) adalahy = 210.4x - 0.5, R2 = 0.9581Dimana y = konduktivitas x = konsentrasi (CA) Untuk skala 200, y = 3,27CA = = 0,0179 M

4. Menghitung NaOH yang terkonversi XAXA = = = 0,2845. Menghitung F NaOHFNaOH = CA0 f x QNaOH= 0,05 mol/L x 0,1695 mL/s x 1 L/1000 mL= 8,475 x 10-6 mol/s

6. Menghitung V/F = = 46312,68437 L.s/mol

7. Menghitung rACari grafik hubungan konversi vs V/F diperoleh x untuk skala 300x = = = 5x10-6

8. Menghitung konstanta kecepatan reaksi dari orde reaksi Grafik hubungan log rA vs log CA. y = -2.7284x - 10.195 R = 0.0575 Slope = orde reaksi (n)= -3 Intersep = log k Log k = -10,195k = anti logk = 6,3826 x 10 -11 L2/mol2.menit