1. BAB IPENDAHULUAN1. 1 Latar BelakangPada industri kimia proses pemisahan sangat diperlukan, baik dalampenyiapan umpan ataupun produk. Umumnya memisahkan dari campuran produkyang keluar dari reaktor. Berbagai cara pemisahan dapat digunakan, teknikpemisahan yang umumnya banyak dipakai adalah; sedimentasi, kristalisasi,distilasi, ekstraksi, absorpsi, adsorpsi, filtrasi dan penukar ion.Dalam percobaan ini teknik yang dilakukan adalah dengan cara sedimentasi.Proses sedimentasi itu sendiri dilakukan dengan cara mengendapkan partikel zatpadat yang tersebar atau tersuspensi dalam cairan dalam waktu tertentu sehinggacairan jernih dapat dipisahkan dari zat padat yang menumpuk didasarnya. Teknikpemisahan dengan cara ini selain lebih mudah dalam pengoperasiannya, dilihat darisegi ekonomi juga jauh lebih murah.1. 2 Tujuan Percobaan Mampu melakukan peneraan pada neraca. Dapat mengetahui kecepatan pengendapan kapur (CaCO3) dalamcairan dengan menggunakan kolom sedimentasi. Mampu membandingkan konsentrasi suspensi dengan percobaan dan denganmenggunakan hukum Kynchdengan mengggunakan hukum Kynch. Mampu menganalisis keberlakuan hukum Stokes. Mempelajari faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatanpengendapan.

2. 1. 3 Ruang Lingkup Proses pemisahan suatu suspensi dapat dilakukan dengan berbagai macamcara diantaranya dengan filtrasi, kristalisasi, distilasi, ekstraksi, sedimentasi,adsorpsi, absorpsi, dan penukar ion. Pada percobaan ini teknik pemisahan yangdilakukan yaitu dengan cara sedimentasi. Sedimentasi itu sendiri ialah turunnyapartikel zat padat yang menumpuk didasarnya.partikel zat padat yang digunakanadalah kapur (CaCO3). Proses sedimentasi ini dilakukan bertujuan untuk menghitung besarnyakecepatan pengendapan partikel zat padat yaitu dengan mengukur jarak turunnyalapisan atas (ZB) dan jarak naiknya lapisan bawah (ZD) terhadap waktu. 3. BAB IITINJAUAN PUSTAKA2. 1 Peneraan neracaAlat analitik yang biasa digunakan pada percobaan memiliki kesalahanalat yang biasa disebut ketelitian atau ketidaksamaan. Seperti pada termometer,ketelitian neraca juga terletak pada bagian garis skala terkecil. Pada neraca analitikketelitiannya adalah 1/10 mg. Pada muatan yang lebih berat, ketelitiannya akanberkurang.Dalam peneraan neraca, langkah-langkah yang biasa digunakan adalahsebagai berikut :1. Cawan porselin dipanaskan dalam oven pemanasTujuannya adalah agar uap air yang melekat pada cawan tersebut hilangsehingga cawan porselin benar-benar bebas uap air.2. Memasukkan cawan porselin kedalam eksikatorTujuannya adalah agar cawan porselin tidak kontak langsung dengan udaradisekitar.3. Peneraan dimulai dengan penimbangan yang dilakukan sampai beratnyakonstan dengan empat angka dibelakang koma. Hal ini disebabkan kontakdengan udara luar yang mengandung H2O dan pada saat penimbanganberat yang diperoleh bukan benar-benar berat dari cawan tersebut.2. 2 SedimentasiSedimentasi adalah suatu peristiwa turunnya partikel zat padat yangtersebar atau tersuspensi dalam cairan karena gaya berat sehingga cairan jernihdapat dipisahkan dari zat padat yang menumpuk didasarnya.Berdasarkan kemampuan untuk mengendap, sedimentasi dibedakan menjadi:1. Plain sedimentasiAdalah proses pengendapan dimana partikel-partikelnya memiliki kemampuanuntuk mengatasi gaya apung. 4. 2. KoagulasiPartikel-partikelnya halus, sulit mengatasi gaya apung(sulit mengendap)sehingga proses koagulasi dilakukan untuk memperbesar diameter partikelnyaagar mudah mengendap.Berdasarkan ukuran partikel, sedimentasi dibedakan menjadi :1. Discrete particleSelama proses pengendapan bentuk, ukuran, dan densitas partikel tidak berubah.2. Flacentate particleSelama proses pengendapan bentuk, ukuran, dan densitas partikel berubah.Berdasarkan pengaruh dari partikel lain, sedimentasi dibedakan menjadi:1. Free settlingPartikel bergerak tidak dipengaruhi oleh partikel lain, dapat diperoleh jikakonsentrasinya rendah atau encer.2. Hinder settlingPartikel bergerak mendapat pengaruh oleh partikel lain.Percepetan Hindersettling dipengaruhi oleh :Floculated settling (pembentukan flok)Zona settling (pembentukan zona)Compressing settling (partikel atas menekan partikel dibawahnya) Kecepatan pengendapan pada tiap partikel selalu berubah-ubah tergantungukuran partikel yang terdistribusi dalam larutan, partikel yang berukuran lebih besarmemiliki kecepatan pengendapan yang lebih besar daripada partikel yang berukuranlebih kecil.2. 3 Hukum StokesSetiap benda yang bergerak dalam suatu fluida akan mendapat gaya geseryang disebabkan oleh kekentalan fluida tersebut.Gerak butiran partikel pada proses pengendapan fluida diam dipengaruhi olehgaya-gaya : 5. 1. Gaya apung (Fa)Gaya apung yang bekerja berdasarkan gaya Archimedes dan benda dicelupkan kedalam zat cair akan mendapat gaya keatas sebesar zat cair kedalam yang dipindahkan oleh benda yang dicelupkan.2. Gaya seret (Fd)Gaya yang timbul akibat adanya gerakan partikel yang bersinggungan dengan fluidanya.3. Gaya berat (Fg) Merupakan gaya yang bekerja dipengaruhi oleh gaya berat tiap-tiap partikel.Ketiga gaya tersebut merupakan suatu gaya luar partikel :FaFd Fg Gaya apung Fa = w .g .V p Gaya seretw C d Vt 2 A p Fd =2 Gaya gravitasiFg = m.g = p .V p .gPartikel jatuh mengalami dua periode :1. Period of acceleration fallSuatu periode singkat dimana berlangsung percepatan yaitu selama waktu kecepatan itu meningkat dari nol sampai kecepatan terminalnya2. Period of constant velocity fall (terminal settling velocity) 6. Periode dimana partikel itu berada dalam kecepatan terminalnya, dalampengendapan dibawah pengaruh oleh gaya gravitasi selalu konstan. Gaya seretselalu meningkat bersamaan dengan kecepatan. Percepatan berkurang menurutwaktu dan lama-lama menuju nol.Partikel akan segera mencapai suatu kecepatan tetap (kecepatan maksimal),pengendapan dibawah pengaruh gaya gravitasi membuat dV/dt =0.F = F g Fa Fdm.dV / dt = Fg Fa Fd = 0C d .Vt 2 .w . A p0 = p .V p .g w .g .V p ...............(1)2Untuk partikel yang berbentuk bola : m p =V p .p 3 4 1 = D p . p 3 2 =D 3 .p ................( 2)p 6 1 A p = .D p ...........(3)2 4Substitusi persamaan (2) & (3) ke persamaan (1), maka : 4.g .D p .( w p )Vt 2 = 3.C d . wCd = f (NRe)Cd = Koefisien hambatanNRe = w.Dp.vtNRe = Bilangan ReynoldNre = w.D Untuk aliran 7. Laminer : NRe < 1 24Cd = N Re Transisi : 1 104Cd=0,44Sehingga untuk aliran laminer,1 g .( p w ).D p2Vt =................( HukumStokes ) 18Untuk mengetahui besarnya kecepatan mengendap maka dilakukanpercobaan secara tampak pada kolom sedimentasi : (a) (b)(c)(d)Keterangan :(a) Suspensi seragam pada keadaan awal(b) Zona-zona settling setelah waktu tertentu(c) Kompresi zona D setelah zona B dan C hilang (titik kritis)(d) Akhir pengendapanZona A = Cairan jernihZona B = Suspensi dengan konsentrasi awalZona C = Daerah peralihanZona D = Suspensi terpadatkan 8. Pada mulanya seluruh partikel tersebar pada zona B, kemudian partikel mengendap dengan laju yang sama sehingga terbentuk zona A dan zona D yang terdiri dari partikel-pertikel yang mengendap didasar. Sedang zona C merupakan daerah transisi dimana padatan bergerak dari zona B ke zona D dan sebaliknya. Setelah selang waktu tertentu, zona B dan C akan menghilang, hanya tinggal zona A dan D (terbentuk 2 zona). Pada saat ini disebut keadaan kritik.2. 4 Teori Kynch Asumsi dasar teori Kynch : 1. Konsentrasi partikel seragam pada tiap lapisan horizontal 2. Pengaruh dari dinding dapat diabaikan 3. Tidak ada perubahan bentuk, ukuran, dan komposisi partikel pada akhirpenngendapan 4. Kecepatan pengendapan partikel hanya tergantung dari konsentrasi partikel itusendiri 5. Konsentrasi awal akan meningkat seiring dengan turunnya endapan.Pengaruh laju pengendapan terhadap konsentrasi dengan lapisan yang terbentuk pada waktu pengendapan dapat ditentukan dengan melakukan uji coba pengecekan pengendapan secara batch.CL.A (VL + VL ) tL = Co.A.Zo..(1) Z (ketinggian) 9. t (waktu)Z0-x = Kurva gerak batas atas lapisan B0-x = Kurva gerak batas atas lapisan DZi-x = Garis singgung pada kurva Z0-xX(tL-ZL) = koordinat titik x (titik kritis)Dimanaslope : - dZ/dt = vLIntersept : Zi (tL,ZL) Jika tinggi setiap lapisan ZL diplotkan terhadap tL, maka persamaan denganhubungan diatas diperoleh kecepatan pengendapanZLVL = .....................( 2)tLDengan mensubstitusi persamaan (2) ke (1), maka C O .Z OCL = .......................(3) Z L +V L .t LIntersep pada Z = ZL Zi Z L tg =0 tLt = index untuk titik potong garis singgung sumbu koordinat 10. Z i Z L = L .tg = t L .V L t Z i = t L .V L + Z L ..............................( 4)Dengan mensubstitusi persamaan (3) ke (4), maka CL.Zi = C0.Z0..(5)dimana :Zi = tinggi lapisan dengan konsentrasi CL yang memuat semua partikel dalam lapisan awalC0 = konsentrasi mula-mula pada tinggi Z0 dan t=02. 5 Kriteria Rezim Pengendapan Untuk menentukan daerah mana gerakan partikel itu terletak maka kecepatandieliminasi ke NRe sehingga diperoleh kriteria k : K = Dp[ p w ] 1/ 3 2jika dari perhitungan diperoleh harga k