BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik

Salah satu ciri dari Negara berkembang adalah titik berat perekonomian pada

pengembangan sektor dunia industri. Seiring dengan perkembangan jaman tersebut,

Indonesia diharapkan dapatturut bersaing dengan negara-negara lain di dunia pada

pengembangan industri kimia.

Perkembangan industri kimia diharapkan dapat merangsang pertumbuhan ekonomi

dan industri. Tujuannya adalah untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri, dan juga untuk

memberikan lapangan pekerjaan bagi masyarakat Indonesia sehingga dapat meningkatkan

taraf hidup masyarakat. Pembangunan industri juga ditujukan untuk memperkokoh struktur

ekonomi nasional dengan keterkaitan yang kuat dan saling mendukung antar sektor,

meningkatkan daya tahan perekonomian nasional, dan mendorong berkembangnya

kegiatan berbagai sektor pembangunan lainnya.

Pembangunan sektor industri makin berperan dan sangat strategis karena

merupakan motor penggerak pembangunan. Sektor ini diharapkan dapat menyerap

penyerap tenaga kerja, penghasil devisa, dan pemacu pertumbuhan ekonomi yang tinggi

dalam upaya mencapai masyarakat yang sejahtera. Hal ini akan dapat dicapai jika kita

menyadari adanya peluang dan tantangan dalam liberalisasi perdagangan dunia dan

kemampuan kita untuk mengatasi hambatan dalam pembangunan sektor industri. Untuk

mencapai tujuan tersebut di atas dapat dilakukan dengan mengurangi impor bahan-bahan

kimia dan memacupeningkatan pemanfaatan bahan industri dalam negeri (Anonim1. 2008.

www.leapedia.com).

Perkembangan Industri kimia yang begitu cepat, mempunyai dampak terhadap

tumbuhnya berbagai Industri yang terkait. Salah satu Industri yang cukup baik untuk

dikembangkan adalah Industri Ammonium Chlorida.

Ammonium Chlorida dengan rumus molekul NH4Cl merupakan kristal berwarna

putih, terasa dingin, agak higroskopis, larut dalam air dan gliserol, sedikit larut dalam

alkohol.

1

Bahan kimia ini dapat dihasilkan melalui reaksi antara Ammonium Sulfate dengan

Sodium Chlorida dalam bentuk larutan, atau merupakan hasil sampingan dari proses

Ammonium soda.

Sektor Industri pemakai terbesar bahan kimia ini adalah Industri baterai kering.

Sedangkan kegunaan lainnya adalah sebagai bahan baku dalam Industri pupuk, bahan

penunjang dalam Industri Farmasi, pembuatan berbagai senyawa Ammoniak,

elektroplating bahan pencuci, pembersih logam dalam Industri Soldering, sebagai pelapis

dalam Industri logam timah dan Galvani, alat pengasam dalam Industri pelapisan Seng dll.

Pabrik Ammonium Chlorida sejauh ini belum ada di Indonesia, dan untuk

memenuhi kebutuhan Ammonium Chlorida harus mengimpor dari luar negeri.Import

Ammonium Chloride terutama berasal dari Jepang. Import lainya berasal dari Hong Kong,

Korea, China, Singapura, USA, Kanada, Inggris, Belandaa, Swedia, dan Jerman. Berikut

ini adalah data industri ammonium chlorida di dunia :

Tabel 1.Data IndustriAmonium Chlorida di Dunia

No. Industri Kapasitas Industri

(TON/Tahun)

1.

2.

3.

4.

Wuhan Well Sailing Industry and

Trade Co.,Ltd.

Baofull Chemical Co.,Limeted

Wuhan Ruisunny Chemical

Co.,Ltd.

Luban Industry Co.,Ltd

12.000

1000

30.000

10.000

(Sumber : www.google.com)

Pabrik Ammonium Chloridasangat memungkinkan didirikan di Indonesia

mengingat bahan bakunya banyak tersedia. Pendirian pabrik dapat menguntungkan bagi

industri-industri yang membutuhkan Ammonium Chlorida dan juga dapat membuka

lapangan kerja baru serta dapat mendatangkan devisa bagi negara dengan mengekspor ke

negara lain. Berikut adalah data import Ammonium Chlorida :

2

Tabel 2.Data Impor Amonium Chlorida

Tahun Kebutuhan Import

(Ton)

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

5.199,217

4.310,672

5.018,745

4.330,136

4.841,622

7.590,584

5.658,109

19.690,883

7.139,716

(Sumber : Biro Pusat Statistik)

1.2. Maksud dan Tujuan pendirian pabrik

Maksud dan tujuan dari pendirian pabrik Ammonium Chlorida ini adalah:

Tujuan Umum :

Memenuhi kebutuhan dalam negeri akan kebutuhan Ammonium Chlorida yang

murni.

Memenuhi kebutuhan pasar luar negeri dengan cara mengekspor agar menambah

devisa negara.

Dilihat dari segi ekonomi diharapkan dengan adanya pabrik ini dapat membuka

lapangan kerja baru yang secara tidak langsung dapat meningkatkan kesejahteraan

ekonomi masyarakat.

Tujuan Khusus :

Mengetahui lebih dalam tentang pendirian suatu pabrik ditinjau dari segala aspek.

Menerapkan ilmu-ilmu yang didapat dibangku kuliah.

Mengetahui lebih rinci mengenai proses produksi, alat-alat produksi, tata letak

pabrik, dan Analisa ekonomi dari prancangan suatu pabrik kimia khususnya

pabrik Ammonium Chlorida.

3

1.3. Analisa Pasar dan Perencanaan Kapasitas Produksi

Didalam menentukan kapasitas produksi pabrik Ammonium Chlorida terlebih

dahulu perlu diketahui jumlah kebutuhan bahan tersebut di Indonesia. Dikarenakan belum

terdapat pabrik tersebut di Indonesia sehingga data impor dapat dijadikan referensi sebagai

data kebutuhan di Indonesia.

Untuk memudahkan analisa maka dibuat persamaan dengan cara least square, maka

dapat diperkirakan kebutuhan asam asetat dalam negeri pada tahun 2013.

Tabel 3. Perhitungan Proyeksi Ammonium Chlorida

Tahun N Indeks

(X)

Konsumsi

(Ton/Tahun)

(Y)

X2 XY

2005 1 -4 5.199,217 16 -20.796,868

2006 2 -3 4.310,672 9 -12.932,016

2007 3 -2 5.018,745 4 -10.037,490

2008 4 -1 4.330,136 1 -4.330,136

2009 5 0 4.841,622 0 0

2010 6 1 7.590,584 1 7.590,584

2011 7 2 5.658,109 4 11.316,218

2012 8 3 19.690,883 9 59.072,649

2013 9 4 7.139,716 16 28.558,864

∑ 0 63.779,684 60 58.441,805

Dari data di atas diketahui :

∑X = 0

∑Y = 63.779,684

∑X2 = 60

∑XY = 58.441,805

Maka Persamaannya:

Karena : ∑X = 0

Maka : =63.779,684

9 = 7.086,632

4

Karena :

Maka: = 58.441,805

60 = 974,0301

Dengan :

X = Indeks untuk tahun

Y = Konsumsi ton/tahun

a = Axis intersept

b = Slope of regression

Sehingga diperoleh persamaan regresi linear :

Y = a + bx

= 7.086,632 + 974,0301 x

Dari persamaan di atas maka dapat dihitung perkiraan konsumsi Ammonium

Chlorida dari tahun 2013-2023 adalah sebagai berikut :

Tabel 4. Proyeksi Perkembangan Perdagangan Ammonium Chlorida

Tahun 2013-2048

No. Tahun Index Tahun (X) Kapasitas (ton / tahun)(Y)

1 2014 5 11.956,783

2 2015 6 12.930,813

3 2016 7 13.904,843

4 2017 8 14.878,873

5 2018 9 15.852,903

6 2019 10 16.826,933

7 2020 11 17.800,963

8 2021 12 18.774,993

9 2022 13 19.749,023

10 2023 14 20.723,053

11 2024 15 21.697,084

12 2025 16 22.671,114

13 2026 17 23.645,144

14 2027 18 24.619,174

15 2028 19 25.593,204

5

16 2029 20 26.567,234

17 2030 21 27.541,264

18 2031 22 28.515,294

19 2032 23 29.489,324

20 2033 24 30.463,354

21 2034 25 31.437,385

22 2035 26 32..411,415

Dilihat dari perkembangan konsumsi Amonium Chlorida di atas, maka Pabrik

Amonium Chlorida akan didirikan pada tahun 2017 dan produksi secara penuh (100%)

pada tahun 2023.

ACTUAL PROYEKSI

Gambar I. Produksi dan Konsumsi Ammonium chlorida di Indonesia

Pemilihan kapasitas ini di tinjau dari :

1. Proyeksi kebutuhan dalam negeri

2. Ketersediaan bahan baku

3. Kapasitas minimal komersil yang sudah ada

6

2005200720092011201320152017201920212023202520272029203120332035

0

4000

8000

12000

16000

20000

24000

28000

32000

36000

40000

KonsumsiPoduksi

TAHUN

TO

N

Produksi dan Konsumsi

Ammonium Chlorida di Indonesia

1.4. Pemilihan Lokasi Pabrik

Penentuan lokasi suatu pabrik merupakan unsur penting dalam mendirikan suatu

pabrik, lokasi pabrik akan berpengaruh secara langsung terhadap kelangsungan kehidupan

pabrik, juga berperan dalam menentukan keberhasilan dan kelancaran suatu produksi

pabrik. Pemilihan lokasi pabrik harus mempertimbangkan banyak faktor, antara lain faktor

primer dan faktor sekunder, karena pemilihan lokasi yang tepat dapat menekan biaya

produksi dan distribusi, sehingga pabrik dapat berkembang dan menguntungkan.

Berdasarkan beberapa pertimbangan, maka pabrik pembuatan Ammonium Chlorida

direncanakan berlokasi diGresik, Jawa Timur. Faktor–faktor yang menjadi pertimbangan

pendirian pabrik Ammonium Chlorida di Gresik adalah sebagai berikut :

I.4.1. Faktor Primer

Faktor primer secara langsung mempengaruhi tujuan utama dari pabrik, yaitu

meliputi produksi dan distribusi produk. Faktor-faktor primer tersebut meliputi :

1. Letak dari Sumber Bahan Baku

Pabrik umumnya diusahakan berlokasi sedekat mungkin dengan sumber bahan baku

agar dapat menghemat biaya pengangkutan. Bahan baku utama Ammonium Chlorida

adalah Ammonium Sulfat yang diperoleh dari PT. Petrokimia, Gresik dengan kapasitas

650.000 ton/tahunsedangkanNatrium Chlorida diperoleh dari PT. Garam (PERSERO)

danimpor dari Australia yang dapat melalui Pelabuhan Surabaya ataupun Pelabuhan

Gresik dan diangkut ke lokasi pabrik dengan sarana transportasi darat yang sudah cukup

tersedia.

2. Pemasaran

Lokasi pemasaran akan mempengaruhi biaya produksi dan biaya angkutan. Letak yang

sangat berdekatan dengan pasar merupakan pertimbangan yang sangat penting karena

konsumen akan lebih mudah dan cepat mendapatkannya. Dengan prioritas utama pasar di

dalam negeri, maka diharapkan akan memperoleh hasil penjualan yang maksimal selain

sebagian akan dieksport ke luar negeri.

3. Transportasi

Sarana dan prasarana sangat diperlukan untuk proses penyediaan bahan baku dan

pemasaran produk. Dengan adanya fasilitas jalan raya, rel kereta api, dan pelabuhan laut

yang memadai akan mempermudah dalam pengiriman bahan baku dan penyaluran produk.

7

Untuk daerah Gresik, sarana transportasi darat sangat menunjang karena Gresik merupakan

salah satu sentra industri yang maju.

4. Buruh dan Tenaga Kerja

Faktor buruh atau tenaga kerja merupakan faktor yang penting bagi suatu perusahaan,

karena berhasil tidaknya pencapaian tujuan perusahaan juga dipengaruhi oleh buruh atau

tenaga kerja yang berkualitas dan berkemampuan tinggi. Daerah Gresik merupakan tujuan

pencari kerja, sebab cukup banyak industri baru yang dibangun di sekitar pendirian pabrik,

sehingga dapat menunjang dalam pemenuhan kebutuhan akan tenaga kerja terhadap pabrik

yang akan didirikan.

5. Utilitas

Sarana utilitas telah memadai karena kawasan tersebut memang dibangun untuk

kawasan yang infrastrukturnya telah disesuaikan dengan kebutuhan untuk industri. Di

daerah Gresik, air dapat diperoleh dengan mudah. Begitu juga sarana listrik yang

merupakan bagian terpenting dalam sentra industri.

6. Lahan

Faktor lahan berkaitan dengan rencana pengembangan pabrik lebih lanjut. Kawasan

industri yang merupakan lahan untuk pendirian atau pengembangan pabrik akan

memudahkan pengembangan pabrik di masa yang akan datang.

7. Kemungkinan Perluasan Pabrik

Apabila permintaan terus bertambah, maka dapat dilakukan perluasan pabrik untuk

meningkatkan kapasitas produksi. Kemungkinan perluasan pabrik ini dapat dilakukan oleh

dinas tata kota. Gresik merupakan kawasan industri yang luas sehingga masih

memungkinkan untuk memperluas area pabrik yang diinginkan.

I.4.2. Faktor Sekunder

Faktor-faktor sekunder meliputi :

1. Kondisi Tanah dan Daerah

Kondisi tanah yang relatif masih luas dan merupakan tanah datar dengan kondisi iklim

yang stabil sepanjang tahun sangat menguntungkan. Disamping itu, Gresik merupakan

salah saatu kawasan industri di Indonesia sehingga pengaturan dan penanggulangan

mengenai dampak lingkungan dapat dilaksanakan dengan baik.

2. Iklim

8

Keadaan iklim di Indonesia khususnya Gresik secara umum cukup mendukung dan

daerah yang tidak mudah dilanda topan dan banjir. Sehingga akan menunjang kemajuan

daari pabrik yang akan dibangun.

3. Kebijakan Pemerintah

Pendirian suatu pabrik perlu mempertimbangkan faktor kepentingan pemerintah yang

terkait didalamnya seperti kebijakan pengembangan industri daan hubungan dengan

pemerataan kesempatan kerja serta hasil – hasil pembangunan.

4. Sarana Penunjang lain

Gresik sebagai kawasan industri telah memiliki fasilitas terpadu seperti perumahan,

sarana olah raga, sarana kesehatan, sarana hiburan, dan lainnya. Walaupun perusahaan

nantinya harus mengembangkan fasilitas – fasilitas untuk karyawannya sendiri tetapi untuk

mengurangi pembiayaan awal pendirian pabrik maka dapat mempergunakan fasilitas

terpadu tersebut.

9

Gambar 2. Gambar Lokasi Pabrik Ammonium Chlorida

10

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Spesifikasi Bahan Baku

Sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku

1. Ammonium Sulfat

a. Sifat Fisis

Rumus Kimia : (NH4)2SO4

BM : 132,14

Titik Leleh : 2800C

b. Sifat Kimia

Berwarna abu-abu kecoklatan sampai putih

Berbentuk kristal

Tidak mudah terbakar

Kelarutan : 41,22 gr/100 gr air (250C)

Tidak larut dalam alkohol dan acetone

Reaksi pembentukan ammonium sulfat :

Reaksi antara ammonia dengan asam sulfat :

2 NH3 + H2SO4  (NH4)2SO 4

Reaksi antara amonium karbonat dengan CaSO4 (gipsum)

(NH4)2CO 3 + CaSO4  (NH 4)2SO4 + CaCO3

2. Natrium Chlorida

a. Sifat Fisis

Rumus : NaCl

BM : 58,44

Titik leleh : 8010C

Titik didih : 14130C

b. Sifat Kimia

Fase padat (kristal atau bubuk putih)

Bentuk kristal/kubik

Menyerap air

Larut dalam air dan gliserol

Tidak larut dalam alkohol

11

Tidak mudah terbakar

Reaksi pembentukan Natrium Chlorida :

HCl + NaOH NaCl + H2O

2.2. Produk Utama

Amonium chloridaadalah senyawa anorganik dengan rumus NH4Cl, adalah garam

kristal putih, sangat larut dalam air. Bahan kimia ini dapat dihasilkan melalui reaksi antara

Ammonium Sulfate dengan Sodium Chlorida dalam bentuk larutan, atau merupakan hasil

sampingan dari proses Ammonium soda. Kegunaan dari ammonium chlorida adalah

sebagai bahan baku dalam Industri pupuk, bahan penunjang dalam Industri Farmasi,

pembuatan berbagai senyawa Ammoniak, elektroplating bahan pencuci, pembersih logam

dalam Industri Soldering, sebagai pelapis dalam Industri logam timah dan Galvani, alat

pengasam dalam Industri pelapisan Seng dll.

Spesifikasi Ammonium Chloride :

a. Sifat Fisika

Rumus Kimia : NH4Cl

BM : 53,49

Titik Didih : 5200 C

Titik Sublimasi : 3380 C

b. Sifat Kimia

Berwaarna putih

Berbentuk kristal

Rasa asin

Kelarutan : 29,7 gr/100 gr air (00C).

Tidak larut dalam aceton dan pyridine

Larut dalam air, gliserol, dan NH3 cair

Peroses pemanasan akan mendekomposisi amonium chlorida menjadi

amonium & hidrogen chlorida

NH4Cl NH3 + HCl

Amonium chlorida bereaksi dengan basa kuat, akan melepaskan gas

ammonia:

NH4Cl + NaOH NH3 + NaCl + H2O

12

Ammonium chlorida bereaksi dengan logam alkali karbonat pada

temperatur tinggi, akan menghasilkan amonia dan logam alkali klorida:

2NH4Cl + Na2CO 3  2NaCl + CO2 + H2O + 2NH 3

2.3. Macam – macam Proses Pembuatan Ammonium Chloride

Ammonium Chlorida dapat diproduksi dengan beberapa macam proses, sehingga

diperlukan seleksi untuk mendapatkan hasil yang paling optimal. Ada dua macam proses

untuk memproduksi Ammonium Chlorida secara komersial yaitu proses Ammonium-Soda

dan proses Ammonium Sulfat-Sodium Chloride.

Proses Ammonium-Soda

Pada proses ini Ammonium Chlorida merupakan hasil samping, sedangkan hasil

utamanya adalah Sodium Bikarbonat. Ammonium dan Karbondioksidaa dilarutkan dalam

larutan Sodium Chlorida untuk mendapatkan Sodium Bikarbonat dan Ammonium

Chlorida.

NaCl + NH3 + CO2 + H2O NaHCO3 + NH4Cl

Larutan NH4Cl yang terbentuk didinginkan sampai suhu dibawah 200 C dan

kemudian dikristalkan. Kristal yang terbentuk dipisahkan dari larutan induk di dalam

centrifuge dan diteruskan dengan proses pengeringan.

Gambar 3. Proses Ammonium - Soda

13

Proses Ammonium Sulfat-Sodium Chloride

Ammonium Chloride atau yang lebih dikenal sebagai sel ammonia telah ditemukan

sejak awal abad pertengahan. Proses yang terjadi pada pembuatan ammonium chloride

adalah proses ammonium sulfat – sodium chloride.

Bahan baku yang digunakan di dalam proses ini adalah Ammonium Sulfat atau

lebih dikenal dengan nama pupuk ZA didalam industri pupuk. Bahan lainnya adalah

Natrium Klorida. Bahan baku untuk proses ini cukup murah dan mudah didapatkan di

Indonesia. Bahan baku yang murah dan prosesnya yang tidak terlalu rumit menyebabkan

proses ini menjadi ekonomis.

Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

(NH4)2SO4(l)+ 2 NaCl(l) 2 NH4Cl(l) + Na2SO4(s)

Pada proses ini dilakukan dengan cara mereaksikan larutan ammonium sulfat dan

sodium chloride dalam reaktor berpengaduk (CSTR)yang dilengkapi jaket pemanas yang

dijaga pada suhu 1000C tekanan 1 atm. Konversi reaksi dalam reaktor 95 %, reaksi yang

terjadi merupakan reaksi cair-cair, sehingga perpindahan massa terjadi pada lapisan yang

sangat tipis.

Campuran yang keluar dari reaktor mengandung air untuk mengikat Ammonium

Chloride dalam larutan yang berbentuk slurry. Campuran slurry ini dimurnikan dalam

rotaryfilter, sebelum masuk ke rotary filter slurry didinginkan di HE hingga suhu 800C

dengan media pendingin aliran recycle dari centrifuge. Kemudian mengeringkan kristal

basah natrium sulfat menjadi kristal kering dengan menghilangkan sebagian air digunakan

rotary dryer (RD – 01) (P = 1 atm dan T = 100OC). Untuk memekatkan ammonium

chloride digunakan evaporator (E – 01) (P = 1 atm dan T = 105OC). Larutan jenuh dari

evaporator dialirkan ke kristalizer (CR-01) untuk membentuk kristal ammonium Chloride

pada kondisi operasi P = 1 atm dan T = 40OC, untuk mempertahankan suhu pada kristalizer

dialirkan air pendingin yang dimasukan lewat jaket kristalizer. Kemudian kristal dan

mother liquor dari kristalizer dialirkan ke sentrifuge (CF – 01) ( P = 1 atm dan T = 40 OC)

melalui screw conveyor(SC – 01), didalam sentrifuge kristal dan mother liquor akan

dipisahkan dan mother liquor akan dikembalikan atau direcycle ke reaktor (R – 01).

Sedangkan kristal ammonium chloride melalui screw conveyor dikeringkan kedalam rotary

dryer (RD – 02) ( P = 1 atm dan T = 100OC), untuk mengurangi kadar airnya sehingga

sesuai dengan spesifikasi produk yang diharapkan.

14

15

Tabel 5. Perbandingan Proses Ammonium Chlorida

Jenis proses Proses ammonium – soda (solvay)

Proses Ammonium Sulfate-Sodium Chloride

Bahan BakuAmmonia dan

carbondioksida

Ammonium sulfate dan

Sodium Chloride

Temperatur Operasi oC 54 0C 100 oC

Jenis Reaksi Endotermis Endotermis

Tekanan 4 atm 1 atm

Konversi - 95 %

Gross Margin /

Ton ProduksiRp 7.500,00 Rp 43.500,00

2.4. Pemilihan Proses

Proses yang dipilih dalam pra rancangan pabrik ini adalah proses Ammonium

Sulfat-Sodium Chloride. Pemilihan ini didasarkan pada :

Bahan cukup tersedia dan mudah didapat

Proses Ammonium Sulfat-Sodium Chloride lebih sederhana dibandingkan proses

Ammonium-Soda, terutama pada proses pemurnian.

Pada proses ammonium-soda, ammonium chlorida yang dihasilkan merupakan produk

samping bukan merupakan produk utama.

Investasi pada proses Ammonia-Soda lebih besar karena lebih kompleks peralatan yang

digunakan.

16

BAB III

KONSEPSI PRARANCANGAN

Pada pra rancangan pabrik ini proses yang dipilih adalah proses Ammonium sulfate –

Sodium Chloride. Dalam proses ini dilakukan dengan cara mereaksikan larutan

Ammonium Sulfat dan Sodium Chloride dalam reaktor berpengaduk yang dijaga pada

suhu 100 0C. Konversi reaksi dalam reaktor 95%.

Campuran yang keluar dari reaktor mengandung air untuk mengikat Ammonium

Chloride dalam larutan yang berbentuk slurry. Campuran slurry ini dimurnikan dalam

vakumfilter dan endapan sulfat yang terbentuk dicuci sampai bebas Ammonium

Chloride.untuk mengurangi kandungan air, filtrat Ammonium Chloride kemudian

dipekatkan di dalam evaporator. Kemudian dilakukan proses pengkristalan di dalam

kristaliser dengan suhu operasi 40 0C. Kristal Ammonium Chloride yang terjadi dipisahkan

dari larutan induknya dalam centrifuge yang diteruskan dengan proses pengeringan.

Dasar Reaksi

Reaksi pembentukan Ammonium Chloride adalah reaksi yang terjadi antara

ammonium sulfat dengan natrium chloride (Proses Ammonium Sulfat-Sodium Chloride)

dengan reaksinya sebagai berikut :

(NH4)2SO4(l) + 2NaCl(l) 2NH4Cl(l) + Na2SO4(s) ∆H = +

Reaksi pembuatan Ammonium Chloride ini berlangsung pada kondisi operasi reaktor

sebagai berikut :

- Temperatur = 100oC

- Tekanan = 1 atm

- Fase = cair-cair

- Sifat reaksi = reaksi endotermis

Tinjauan Termodinamika

Tinjauan termodinamika adalah untuk mengetahui reaksi itu memerlukan panas atau

melepaskan panas. Secara termodinamika reaksi pembentukan ammonium chloride dapat

dilihat dari harga enthalpi dan konstanta kesetimbangannya.

Diketahui pada suhu kamar :

ΔHfo NH4Cl = -71,62 kcal/gmol

ΔHfo Na2SO4 = -331,52 kcal/gmol

17

ΔHfo (NH4)2SO4 = -281,74 kcal/gmol

ΔHfo NaCl = -97,324 kcal/gmol

(Reff : Perry Chemical Engineering Hand Book)

ΔHr = Σ ΔHproduk - Σ ΔHreaktan

= (2 ΔHfo NH4Cl + ΔHf

o Na2SO4 ) – (2 ΔHfo NaCl + ΔHf

o (NH4)2SO4)

= {(2 x -71,62) + (-331,52) – (-281,74 + (2 x -97,324)}

= 1,628 kcal/gmol

Dari harga ΔHfo tersebut dapat dilihat bahwa reaksi pembentukan ammonium

chloride adalah endotermis.

Pada suhu kamar diperoleh data sebagai berikut :

ΔGfo NH4Cl = -48,59 kcal/gmol

ΔGfo Na2SO4 = -329,772 kcal/gmol

ΔGfo (NH4)2SO4 = -214,02 kcal/gmol

ΔGfo NaCl = -93,92 kcal/gmol

ΔGr = Σ ΔGproduk - Σ ΔGreaktan

= (2 ΔGfo NH4Cl + ΔGf

o Na2SO4 ) – (2 ΔGfo NaCl + ΔGf

o (NH4)2SO4)

= {(2 x -48,59) + (-329,77) – (2 x -93,92 + (-214,02)}

= -25,092 kcal/gmol

Dari harga ΔHfo tersebut dapat dilihat bahwa reaksi pembentukan ammonium

chloride adalah endotermis, dan reaksi ini berlangsung secara spontan karena mempunyai

harga ΔGr <0.

Tinjauan Kinetika

(NH4)2SO4(l) + 2NaCl(l) 2NH4Cl(l) + Na2SO4(s) H = 1,628

Reaksi tersebut diasumsikan reaksi orde dua dimana kecepatan reaksi dinyatakan

dengan rA = rB = kc CA CB

Dengan harga k (konstanta kecepatan reaksi) adalah sebagai berikut :

kc =

P . . δ . Th e -G/RT

18

Dimana :

P = probabilitas/kemungkinan reaktan bereaksi menjadi produk (dalam reaksi ini

harganya diasumsi 1)

δ = konstanta Bolzman, harganya = 1,3805 x 10-16 erg/K.molekul

h = konstanta Planck, harganya = 6,624 x 10-23 erg s /molekul

T = suhu (oK)

R = 1,987 cal/gmoloK

Sehingga untuk reaksi ini, diperoleh harga kc :

kc =0,33087 x 10-23 calories/ (¿ o K ) (molecule ) ( T0 K )1,58427x10−34 calories/molecule

. e−25092,50RT

kc = 2,09084.1010 . T exp-25092,50/RT

= 0,01543 gmol / L.s

= 55,56 gmol/L.jam

Menghitung harga konstanta keseimbangan pada suhu 250C (2730K)

Ln K273=

ΔG−RT

Ln K273=

−25 , 092−0 , 001987 x273 = 46,25

Menghitung harga konstanta keseimbangan pada suhu 1000C (3730K)

ln K 373

ln K273= ΔH

R( 1

t 1− 1

t2)

ln K373

46 ,25= 1 ,628

0 ,001987( 1273

− 1373 )

)

ln K 373

46 ,25=0 , 804

K373 = ln-1 37,21 = 1,45 x 1016

K =

k1

k2

19

1,45 x 1016 =

55 , 56k2

k2 = 3,83 x 10-15

Karena harga konstanta kecepatan reaksi pembentukkan reaktan (k2)sangat kecil

maka dapat disimpulkan bahwa reaksi berjalan irreversible/ searah, ke arak produk/ke

kanan.

Sifat Reaksi

Ditinjau dari besarnya harga panas reaksi yang terjadi pada suhu 25oC adalah sebagai

berikut : ΔHr = 1,628 kcal/gmol. Jadi reaksi tersebut berjalan searah dan membutuhkan

panas.

Dari harga ΔHfo yang harganya positif dapat disimpulkan bahwa reaksi yang terjadi

adalah reaksi endotermis yang berarti ada penyerapan panas. Hal ini mengakibatkan suhu

reaktor akan mengalami penurunan terus-menerus. Oleh karena itu perlu adanya jaket

pemanas untuk mempertahankan suhu reaktor.

Perbandingan Mol Reaktan

Pada proses pembuatan Ammonium Chloride reaksi yang terjadi adalah sebagai

berikut

(NH4)2SO4(l) + 2NaCl(l) 2NH4Cl(l) + Na2SO4(s)H = 1,628

Diketahui perbandingan mol reaktan dari koefisien reaksi masing-masing reaktan

secara stoikiometri adalah 1 : 2 yaitu 1 mol ammonium sulfat bereaksi dengan 2 mol

sodium chloride.

20