pengendalian ph

LAPORAN PRAKTIKUM

PENGENDALIAN PROSES

PENGENDALIAN pH

OLEH

Nama : Lukman Sukohadi

Nim : 1124401020

Kelas / Kelompok : 3B-RP / II (Dua)

Pembimbing : Elwina, ST, MT

Nip : 19730917 200212 2 001

JURUSAN TEKNIK KIMIA PROGRAM

STUDI TEKNIK KIMIA POLITEKNIK

NEGERI LHOKSEUMAWE

2013

LEMBAR TUGAS

Judul Praktikum : Pengendalian pH

Mata Kuliah : Praktikum Instrumentasi dan Pengendalian Proses

Jurusan/Prodi : Teknik Kimia

Nama Mahasiswa : Lukman Sukohadi

NIM : 1124401020

Kelas/Semester : 3B-RP / V (Lima)

Kelompok : 2 (Dua)

Anggota :

Ahmad Fauzi

Maulizan

Nuraini

Lia Fitri

Uraian Tugas :

1. Buat larutan dengan pH 2, berikan laju alir konstan untuk respon

stabil dengan laju alir 4 liter/menit. Catat data setiap 1 menit selama 10

menit.

2. Berikan respon tidak stabil dengan laju alir 4 liter/menit.

3. Berikan fungsi step pada laju alir 4 liter/menit.

4. Berikan fungsi ramp dengan variasi laju alir 2, 4, 6, 8 dan 10 liter/menit.

5. Berikan fungsi sinus pada laju alir 4 liter/menit.

6. Buat kurva untuk fungsi di atas.

Buket Rata, 27 November 2013

Ka. Laboratorium Dosen Pembimbing

Ir.Syafruddin, M. Si Elwina, ST, MT

NIP. 19650819 199802 1 001 NIP.19730917 200212 2 001

LEMBAR PENGESAHAN

Judul Praktikum : Pengendalian pH

Mata Kuliah : Praktikum Instrumentasi dan Pengendalian Proses

Jurusan/Prodi : Teknik Kimia/Teknik Kimia

Nama Mahasiswa : Lukman Sukohadi

NIM : 1124401020

Kelas/Semester : 3B-RP / V

Dosen Pembimbing : Elwina, ST, MT

NIP : 19730917 200212 2 001

Ka. Laboratorium : Ir. Syafruddin, M.Si

NIP : 19650819 199802 1 001

Tanggal Pengesahan :

Buket Rata, 5 Desember 2013 2013

Ka. Laboratorium Dosen Pembimbing

Ir.Syafruddin, M. Si Elwina, ST, MT

NIP. 19650819 199802 1 001 NIP.19730917 200212 2 001

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Tujuan Percobaan

1. Mengenal komponen-komponen Peralatan Pengendalian pH

2. Dapat dan mampu mengenal proses stabil atau tidak stabil pada

pengendalian pH

3. Dapat memberikan input fungsi step dan fungsi lainya pada pengendalian

pH

4. Mampu membedakan respon yang di timbulkan dari inpu-input yang

di berikan pada pengendalian pH

1.2 Bahan – bahan

1. Air (aquadest)

2. H2SO4

1.3 Alat – alat

1. Seperangkat Pengendalian pH

2. pH meter

3. Beaker glass 5000 ml

4. Kertas pH

5. Tissue

6. Pipet volume

7. Spatula

1.4 Prosedur Kerja

1. Diisi tangki main dengan larutan aquadest

2. Diisi tangki Noise dengan larutan pH yang di berikan pada lembaran tugas

3. Dipasang pH meter pada tangki pencampuran

4. Dihidupkan alat peralatan pengendali pH

5. Dialirkan cairan dari tangki main dengan laju alir sesuai yang di lembaran

tugas dan catat pH ( gunakan kertas pH sebagai pembanding) pada tangki

pencampuran tiap 10 detik sampai keadaan steady tercapai

6. Dialirkan cairan pada tangki noise dengan laju alir sesuai tugas dan catat

pH (gunakan kertas pH sebagai pembanding) pada tangki

pencampuran setiap 10 detik sampai keadaaan steady tercapai

7. Digambarkan grafik dari data yang di peroleh

8. Diberikan masukkan (input) step dan jenis lainya serta catat pH (gunakan

kertas pH sebagai pembanding) pada tangki pencampuran setiap 10 detik

sampai keadaaan steady tercapai

9. Digambarkan grafik – grafik dari data yang diperoleh

BAB II TNJAUAN

PUSTAKA

pH didefinisikan sebagai minus logaritma dari konsentrasi ion

hydrogen dalam larutan. Pengukuran pH dengan menggunakan pH-meter di

lakukan dengan menggunakan elektroda yang peka terhadap ion hydrogen H+,

pH- meter pada dasarnya mengukur tegangan arus dalam volt, bukan

maengukur pH secara langsung, sehingga pH meter harusa dikalibrasi agar dapat

di baca pH. Kalibrasi dilakukan dengan menggunakan larutan dapar pH 7,

kemudian dengan larutan

dapar lainya yang mempunyai pH yang mendekati pH sampel yang di analisa.

Harga pH merupakan ukuran untuk konsentrasi ion hydrogen dalam

larutan akuatik. Harga pH menentukan apakah larutan bersifat asam atau

basa. Harga pH dapat ditentukan dengan 2 cara yaitu:

1. Pengukuran pH secara elektrometrik

2. Pengukuran ph secara indicator warna

pH- meter adalah suatu peralatan pengukuran voltase yang di rencanakan

untuk di gunakan dalam sel-sel dengan tahanan tinggi. Alat – alat

pembacaan langsung adalah voltameter elektronik dengan tahanan masukkan

yang sangat tinggi, rangkaian tersususun sedemikian hingga memberikan

pembacaan meteran sebanding pH.

Pengoprasian dari suatu pH adalah sangat mudah namun agak sedikit

berbeda dengan masing – masing contoh. Gangguan khusus yang menyebabkan

simpangan. Pembacaan pH meter adalah ion natrium, dalam larutan sampel, bila

pH ≥ 10, maka konsentrasi H+ semakin kecil sehingga ion Na+ akan

menempel pada dinding elektroda kaca.

Lakmus merupakan salah satu jenis indicator untuk membedakan sifat

asam atau basa suatu larutan. Ada 2 jenis lakmus yaitu lakmus merah, dan lakmus

biru.kedua jenis lakmus ini dapat berubah warna, jika lakmus di kenai

larutan yang bersifat asam (misalnya cuka), lakmus berubah menjadi merah tetapi

jika di

[ H+ ]

[ H]

kenai larutan basa (misalnya air kapur),lakmus tidak berubah warna.begitu

juga dengan lakmus merah. Asam dan basa adalah sekelompok senyawa yang

banyak ditemukan didalam kehidupan.

Asam adalah zat yang dapat melepaskan ion H+ jika dilarutkan dalam air

sehingga konsentrasi ion H+ didalam air meningkat.

Contoh :

1. HCL (aq) H+ (aq) +Cl-(aq)

2. HNO(aq) H+(aq) + HNO3- (aq)

3. H2SO4 (aq) 2H+ (aq) +SO4- (aq)

Basa adalah zat yang menghasilkan ion OH- jika dilarutka dalam air

sehingga konsentrasi ion OH- didalam larutan meningkat.

Contoh:

1. NaOH (aq) + H2O(aq) Na+ (aq) + OH–(aq)

2. Ca(OH) 2(s) + H2O(aq) Ca2+ (aq) + 2OH-

Besaran pH dan POH di definisikan sebagai negatif logaritma konsentrasi

molar ion hidroksida. Secara matematis, keduanya di ungkapkan sebagai berikut:

pH = -log

= log [ ]POH = -log

= log [ ]Lambang pH diambil dari bahasa prancis “Pourvior Hydrogen”

artinya eksponensial kekuatan hydrogen. Untuk negative logaritma tetapan

swaionisasi air, yaitu pKW yang memungkinkan nilai pH dan POH di gabungkan.

Kw = [H+] [OH-]

pKW = pH + POH

Gambar 2.1 kertas pH

Gambar 2.2 pH meter Lamotte

Gambar 2.3 pH meter Hanna

Kestabilan Proses

Gambar 2.4 memberikan ilustrasi dinamika jawaban (respon)

dinyatakan dengan nilai peubah X suatu proses sewaktu mengalami gangguan.

Pada saat t= to.harga x yang semula konstan mengalami perubahan karena

adanya gangguan (external disturbance) sehingga mengakibatkan osilasi.

Gambar 2.4 Respon Proses yang Stabil

Kebalikan prilaku yang diterapkan di atas terlihat pada gambar 2.5

pada gambar 2.5 terlihat bahwa setelah terjadinya gangguan, peubah Y tidak

dapat kembali ke harga semula (seperti terlihat pada kurva ABC).

Proses yang menunjukkan perilaku semacam ini sewaktu terkena gangguan

disebut proses yang tidak stabil.

Gambar 2.5 Perilaku Proses yang tidak Stabil

Respon sistem pada beberapa macam masukkan

1. Masukkan fungsi steep

Fungsi steep dinyatakan dengan persamaan matematis sebagai berikut:

X(t) = A(t) …………………………………………………… (2.1)

Fungsi ini apabila di gambarkan seperti terlihat pada gambar 2.6

Gambar 2.6 Fungsi Step

2. Masukkan fungsi ramp

Fungsi ramp dapat dinyatakan dengan persamaan matematis

sebagai berikut:

X(t) = t U(t)

T merupakan unit step

X = 0, t < 0

X = t , t ≥ 0

Fungsi ini digambarkan seperti terlihat pada gambar 2.7

Gambar 2.7 Fungsi Ramp

3. Masukkan fungsi sinus

Fungsi sinus dapat dinyatakan dalam persamaan matematis

sebagai berikut:

X = 0 ,t < 0

X = A sin ωt ,t≥0

Fungsi sinus dapat digambarkan sebagai berikut :

Gambar 2.8 Fungsi Sinus

Pada kasus thermometer, apabila memperoleh masukkan fungsi sinus

dapat dijelaskan, missal mula-mula thermometer dalam keadaan

setimbang dengan temperature cairan dalam bak X5. Mulai saat t=0, temparatur

cairan dalam bak di ubah mengikuti bentuk fungsi sinus.

BAB III

DATA PENGAMATAN

3.1 Respon Stabil

Tabel 3.1 Hasil pembacaan pH terhadap respon proses stabil pada laju alir

4 L/menit

Waktu (menit)pH yang terbaca

Elektrik Kertas pH1 6.05 52 6.08 53 6.11 54 6.13 55 6.15 56 6.17 57 6.19 58 6.20 59 6.21 510 6.25 5

3.2 Respon Tidak Stabil

Tabel 3.2 Hasil pembacaan pH terhadap respon proses tidak stabil laju alir

4 L/menit



3.3 Respon Terhadap Fungsi Step

Tabel 3.3 Hasil pembacaan pH terhadap respon fungsi step laju alir

4 L/menit



3.4 Respon Terhadap Fungsi Ramp

Tabel 3.4 Hasil pembacaan pH terhadap respon fungsi ramp pada laju alir 2, 4, 6,

8 dan 10 L/menit setiap 2 menit sekali

Laju Alir(L/menit)

pH yang terbaca

Elektrik Kertas pH2 4.68 54 4.82 56 5.34 68 5.70 610 6.01 6

3.5 Respon Terhadap Fungsi Sinus

Tabel 3.5 Hasil pembacaan pH terhadap respon fungsi sinus pada laju alir

4 L/menit



pH t

erba

ca

BAB IV

PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN

4.1 Pembahasan

7

6.5

6

5.5

5

Elektrik

Kertas pH

4.5

0 2 4 6 8 10

Waktu (menit)

Grafik 4.1 Respon Proses Stabil

Dari grafik respon proses stabil di atas memperlihatkan bahwa, perubahan

pH selama berjalannya waktu proses pengendalian berlangsung secara stabil dan

menuju pada pH netral (antara 6 – 7). Hal tersebut dapat dilihat pada grafik 4.1 di

atas dimana hasil pembacaan pH meter (elektrik) mengalami kenaikan yang stabil

menuju pH netral. Tetapi hasil pembacaan pH pada kertas lakmus

berangsur konstan selama waktu 10 menit yaitu pada pH 5, hal tersebut

dikarenakan kertas lakmus kurang spesifik dalam membaca pH dibandingkan

dengan pH meter. Kestabilan proses dan hasil bacaan berupa pH netral di

atas dipengaruhi oleh bukaan tangki main yang berisi aquades pada alat

pengendalian pH. Akibat dari bukaan tangki main tersebut larutan yang keluar

dari tangki memiliki harga pH netral karena konsentrasi larutan aquades

yang mengalir dari tangki main membuat suasana larutan dalam kondisi pH

menjadi netral.

pH t

erba

capH

ter

baca

3.5

3

2.5

2

Elektrik

Kertas pH

1.5

0 2 4 6 8 10

Waktu (menit)

Grafik 4.2 Respon Proses tidak Stabil

Dari grafik respon tidak stabil di atas memperlihatkan bahwa harga

pH selama berjalannya waktu menuju suasana asam. Hal ini dikarenakan larutan

asam dalam tangki noise dialirkan. Sehingga menyebabkan larutan yang

mengalir menjadi bersifat asam. Pada hasil pembacaan pH meter (elektrik)

penurunan harga pH menuju suasana asam dari pH 3,16 menuju pH 2,08

berlangsung secara teratur selama berjalannya waktu dibandingkan dengan

harga pH yang ditunjukan oleh kertas lakmus, hal ini dikarenakan pembacaan

pH meter (elektrik) lebih spesifik

dibandingkan dengan kertas lakmus.

6

5

4

3 Elektrik

2 Kertas pH

1

0 2 4 6 8 10

Waktu (menit)

Grafik 4.3 Respon Fungsi Step

pH T

erba

ca

Dari grafik respon fungsi step di atas menunjukan bahwa

selama berjalannya waktu harga pH mengalami kenaikan dari suasana asam kuat

menuju suasana asam lemah, yaitu dari pH 2 menuju ke pH 3,5. Hal ini

dipengaruhi oleh bukaan pada tangki main, sehingga aquades mengalir selama

berjalannya waktu dan menyebabkan larutan yang awalnya memiliki harga

pH 2 menjadi pH 3,5. Pada grafik juga bisa dilihat bahwa perbandingan antara

hasil pembacaan pH pada

pH meter (elektrik) lebih spesifik dibandingkan dengan kertas lakmus.

6.5

6

5.5

5

4.5

Elektrik

Kertas pH

4

0 2 4 6 8 10

Laju Alir (L/menit)

Grafik 4.4 Respon Fungsi Ramp

Pada fungsi ramp tangki noise dan tangki main keduanya terbuka dan laju

alir kedua tangki tersebut sama yaitu 2, 4, 6, 8 dan 10. Artinya larutan asam yang

keluar dari tangki noise dan larutan aquades yang keluar dari tangki main

memiliki laju yang sama. Dari grafik terlihat bahwa semakin besar laju alir kedua

tangki maka harga pH semakin naik yaitu dari pH 4,68 menjadi pH 6,01 (untuk pH

meter) dan dari pH 5 menjadi pH 6 (untuk kertas lakmus). Kenaikan tersebut

dipengaruhi oleh konsentrasi larutan aquades yang keluar dari tangki main lebih

mendominasi dibandingkan dengan konsentrasi larutan asam yang keluar dari

tangki noise sehingga harga pH menjadi besar.

pH t

erba

ca 5

4

3Elektrik

2 Kertas pH

1

0 2 4 6 8 10

Waktu (menit)

Grafik 4.5 Respon Fungsi Sinus

Dari grafik respon fungsi sinus di atas terlihat bahwa selama berjalannya

waktu harga pH semakin menurun (menuju suasana asam), yaitu dari harga

pH

3,40 menjadi pH 2,29 (untuk pH meter) dan dari pH 4 menjadi pH 2 (untuk kertas

lakmus). Hal tersebut dipengaruhi oleh tangki noise yang terbuka, sehingga

larutan asam dari tangki noise mengalir keluar menuju tempat pengukuran

pH. Akibatnya harga pH yang terukur menjadi semakin rendah dan bersifat asam.

4.2 Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang dapat di ambil dari pratikum pengendalian pH

adalah:

1. Pengukuran pH menggunakan pH meter lebih akurat dan

spesifik dibandingkan dengan pengukuran pH menggunakan kertas

lakmus.

2. Pada respon proses stabil harga pH selama berjalanya waktu cenderung

stabil.

3. Pada respon proses tidak stabil harga pH selama berjalanya waktu

cenderung menurun dan menuju harga pH asam.

4. Pada respon fungsi step harga pH selama berjalanya waktu

cenderung mengalami kenaikan menuju harga pH yang netral.

5. Pada respon fungsi ramp harga pH semakin berbanding lurus dengan laju

alir.

6. Pada respon fungsi ramp semakin besar laju alir maka harga pH semakin

besar.

7. Pada respon fungsi sinus harga pH selama berjalanya waktu cenderung

mengalami penurunan menuju harga pH dengan suasana lebih asam.

DAFTAR PUSTAKA

Tim Laboratorium,2012, Pengendalian pH, Laboratorium Komputasi dan

Pengendalian Proses. Jurusan Teknik Kimia, Politeknik Negeri Lhokseumawe.

pengendalian ph

Documents