urea formaldehid kelompok 10

57
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Polimer sudah menjadi material yang memenuhi kebutuhan hidup sehari-hari manusia. Polimer dapat menjadi bahan bermacam-macam alat kebutuhan manusis seperti botol, tali, plastik, teflon, dan lainnya. Penggunaannya semakin digemari karena sifatnya yang ringan, tahan korosi, beberapa bahan relatif tahan asam, beberapa bahan relatif tahan sampai temperatur tinggi, dan kuat. Polimer adalah senyawa yang bermassa molekul relatif besar dan terdiri atas monomer-monomer. Urea-formaldehid resin adalah hasil kondensasi urea dengan formaldehid. Resin jenis ini termasuk dalam kelas resin thermosetting yang mempunyai sifat tahan terhadap asam, basa, tidak dapat melarut dan tidak dapat meleleh. Polimer termoset dibuat dengan menggabungkan komponen-komponen yang bersifat saling menguatkan sehingga dihasilakn polimer dengan derajat cross link yang sangat tinggi. Karena sifat-sifat di atas, aplikasi resin urea- formaldehid yang sangat luas sehingga industri urea- formaldehid berkembang pesat. Contoh industri yang menggunakan industri formaldehid adalah addhesive untuk plywood, tekstil resin finishing, laminating, coating, molding, casting, laquers, dan sebagainya. 1

Upload: lazuardi-achda-modric

Post on 02-Jan-2016

603 views

Category:

Documents


24 download

TRANSCRIPT

Page 1: Urea Formaldehid Kelompok 10

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Polimer sudah menjadi material yang memenuhi kebutuhan hidup sehari-hari

manusia. Polimer dapat menjadi bahan bermacam-macam alat kebutuhan manusis

seperti botol, tali, plastik, teflon, dan lainnya. Penggunaannya semakin digemari karena

sifatnya yang ringan, tahan korosi, beberapa bahan relatif tahan asam, beberapa bahan

relatif tahan sampai temperatur tinggi, dan kuat. Polimer adalah senyawa yang bermassa

molekul relatif besar dan terdiri atas monomer-monomer. Urea-formaldehid resin adalah

hasil kondensasi urea dengan formaldehid. Resin jenis ini termasuk dalam kelas resin

thermosetting yang mempunyai sifat tahan terhadap asam, basa, tidak dapat melarut dan

tidak dapat meleleh. Polimer termoset dibuat dengan menggabungkan komponen-

komponen yang bersifat saling menguatkan sehingga dihasilakn polimer dengan derajat

cross link yang sangat tinggi. Karena sifat-sifat di atas, aplikasi resin urea-formaldehid

yang sangat luas sehingga industri urea-formaldehid berkembang pesat. Contoh industri

yang menggunakan industri formaldehid adalah addhesive untuk plywood, tekstil resin

finishing, laminating, coating, molding, casting, laquers, dan sebagainya.

Pada praktikum ini akan dipelajari pengaruh beban rasio urea-formaldehid pada

pembentukan resin. Untuk itu digunakan variasi perbandingaan formaldehid dan urea

(F/U).

1.2 Tujuan Percobaan

Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mempelajari pengaruh perubahan kondisi

reaksi antara urea dan formalin pada kecepatan reaksi dan hasil reaksi pada tahap

intermediate .

1

Page 2: Urea Formaldehid Kelompok 10

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Urea

Urea ditemukan pertama kali oleh Hilaire Roulle pada tahun 1773. Senyawa ini

merupakan senyawa organik pertama yang berhasil disintesis dari senyawa anorganik.

Urea adalah senyawa organik yang tersusun dari unsur karbon, hidrogen, oksigen dan

nitrogen dengan rumus CON2H4 atau (NH2)2CO. Urea juga dikenal dengan nama

carbamide yang terutama digunakan di kawasan Eropa. Nama lain yang juga sering

dipakai adalah carbamide resin, isourea, carbonyl diamide dan carbonyldiamine. Urea

( karbamida ) adalah senyawa turunan dari asam karboksilat yang mengikat gugus

amida.Urea disintesis di industri dari amonia dan karbon dioksida untuk digunakan

sebagai bahan dalam sintesa polimer , obat – obatan , sumber nitrogen non-protein bagi

ternak ruminansia , dan untuk pupuk nitrogen

2.2. Formaldehid

Formaldehid mempunyai rumus HCHO dengan nama IUPAC Metanal dan

mempunyai titik didih sebesar -21oC dan titik leleh sebesar -117oC. Formaldehida

pertama kali disintesa oleh kimiawan yang berasal dari Rusia pada tahun 1859 yang

bernama Aleksander Butlerov, tetapi didefinisikan oleh Hoffman pada tahun 1867.

Di pasaran, formalin bisa ditemukan dalam bentuk yang sudah diencerkan, dengan

kandungan formaldehid 10-40 persen. Sifat-sifat Formalin meskipun formaldehida

menampilkan sifat kimiawi seperti pada umumnya aldehida, senyawa ini lebih reaktif

daripada aldehida lainnya. Formaldehida merupakan elektrofil, bisa dipakai dalam

reaksi substitusi aromatik elektrofilik dan sanyawa aromatik serta bisa mengalami reaksi

adisi elektrofilik dan alkena. Dalam keberadaan katalis basa, formaldehida bisa

mengalami reaksi, menghasilkan asam format dan metanol. Formaldehida bisa

membentuk trimer siklik, 1,3,5-trioksana atau polimer linier polioksimetilena. Formasi

2

Page 3: Urea Formaldehid Kelompok 10

zat ini menjadikan sifat-sifat gas formaldehida berbeda dari sifat gas ideal, terutama

pada tekanan tinggi atau udara dingin. Formaldehida bisa dioksidasi oleh oksigen

atmosfer menjadi asam format, karena itu larutan formaldehida harus ditutup serta

diisolasi supaya tidak kemasukan udara.

Dalam industri, formaldehid dibuat dengan cara oksidasi dari metanol. Larutan

37% formaldehid dalam air (dengan metanol sebagai zat pengstabil) disebut formalin

dengan berat molekul 30,03 gram/mol dan densitas 1,10 gr/ml. Dipasaran formaldehida

dijual dalam bentuk larutan dengan kadar antara 10%-40%.Formaldehida dapat

menghasilkan resin termoset yang keras, biasanya dipakai sebagai lem permanent,

misalnya untuk kayu lapis/triplek dan karpet. Formalin dipakai sebagai desinfektan,

insektisida, larutan pengawet mayat, sedangkan dalan industri digunakan sebagai bahan

peledak, resin, plastik, tekstil, dan zat warna.

Sifat fisika dan kimia :

-   Tampilan: cairan jernih (tidak berwarna)

-   Bau: berbau menusuk, keras

-   Kelarutan: sangat larut

-   Berat jenis dan pH: 1.08 dan 2.8

-   Volatilasi (21oC): 100

-   Titik didih dan titik cair: 96oC dan –15oC

-   Kepadatan uap (1 atm): 1.04

-   Tekanan Uap: 1.3 @ pada 20oC

2.3. Urea Formaldehid

Di laboratorium, urea formaldehid resin yang dibuat dengan memperlakukan urea

dengan formaldehida dalam media basa atau netral untuk menghasilkan urea dimetilol,

yang kemudian mengalami polikondensasi, proses kimia yang menghasilkan polimer,

ketika dipanaskan dalam suatu medium asam. Resin ini terutama digunakan sebagai

perekat dalam density fiberboard industri menengah (MDF) karena dapat diproduksi

3

Page 4: Urea Formaldehid Kelompok 10

dengan biaya yang sangat rendah dari bahan baku mudah tersedia. MDF digunakan untuk

pembuatan mebel, panel lantai, bahan bangunan dalam ruangan, dan banyak lagi.

Resin urea-formaldehid merupakan produk yang sangat penting saat ini di bidang

plastik, pelapisan dan perekat. Hasil reaksi antara urea dan formaldehida adalah resin

yang termasuk ke dalam golongan thermosetting, artinya mempunyai sifat tahan terhadap

asam, basa, tidak dapat melarut dan tidak dapat meleleh. Di bidang plastik, resin urea

formaldehid merupakan bahan pendukung resin fenolformaldehid yang penting karena

dapat memberikan warna-warna terang. Selain itu, laju pengerasan pada temperatur

kamar yang cepat membuat resin ini cocok digunakan sebagai perekat.

Reaksi antara urea dan formaldehid yang menghasilkan resin urea-formadehid

merupakan salah satu contoh reaksi polimerisasi yang dapat dipelajari dengan mudah dan

sederhana di laboratorium. Melalui percobaan ini, praktikan diharapkan dapat memahami

proses polimerisasi seperti pembentukan monomer/dimer dan pembentukan rantai

polimer, khususnya yang melibatkan reaksireaksi yang terlibat dalam pembentukan resin

urea-formaldehid. Urea-formaldehid resin adalah hasil kondensasi urea dengan

formaldehid. Resin jenis ini termasuk dalam kelas resin thermosetting yang mempunyai

sifat tahan terhadap asam, basa, tidak dapat melarut dan tidak dapat meleleh. Reaksi urea-

formaldehid pada pH di atas 7 adalah reaksi metilolasi, yaitu adisi formaldehid pada

gugus amino dan amida dari urea, dan menghasilkan metilol urea. Pada tahap metilolasi ,

urea dan formaldehid bereaksi menjadi metilol dan dimetil urea. Rasio dari senyawa

mono dan dimetilol yang terbentuk bergantung pada rasio formaldehid dan urea yang

diumpankan. Reaksi berlangsung pada kondisi basa dengan amoniak (NH4OH) sebagai

katalis dan Na2CO3 sebagai buffer. Buffer ini berfungsi menjaga kondisi pH reaksi agar

tidak berubah tiba-tiba secara drastis.

Faktor – faktor yang dapat mempengaruhi reaksi kondensasi urea formaldehid

adalah :

Perbandingan umpan

Umumnya, Perbandingan mol umpan (formalin/urea) yang digunakan pada

percobaan ini adalah 1,6 dimana perbandingan umpan berada pada batas standar

yang ditentukan, perbandingan umpan harus berada dalam range antara 1,25 – 2,0

4

Page 5: Urea Formaldehid Kelompok 10

hal tersebut dimaksudkan agar mempermudah analisis baik analisis densitas,

viskositas, kadar resin dan formalin bebas. Besarnya perbandingan mol umpan

formalin dengan urea sangat mempengaruhi pada produk (polimer) yang dihasilkan,

bila perbandingan umpan kurang dari 1,25 maka resin yang dihasilkan memiliki

kadar formalin yang rendah dan menghasilkan polimer yang kekerasan dan

kepadatannya rendah, sedangkan bila perbandingan umpan lebih dari 2 maka resin

yang dihasilkan memiliki kadar formalin yang tinggi dan menghasilkan polimer

yang kekerasan dan kepadatannya tinggi.

Pengaruh pH

Kondisi reaksi sangat berpengaruh terhadap reaksi atau hasil reaksi selama proses

kondensasi polimerisasi terjadi. Dalam suasana asam akan terbentuk senyawa

Goldsmith dan senyawa lain yang tidak terkontrol sehingga molekul polimer yang

dihasilkan rendah.

Senyawa Goldsmith :

H N CH2 N CH2OH

C O C O

H N CH2 N H

Gambar 2.3.1. Rumus Senyawa Goldsmith

5

Page 6: Urea Formaldehid Kelompok 10

Senyawa Goldsmith tidak diinginkan karena mempunyai rantai polimer lebih

pendek tetapi stabil terhadap panas.

Dalam suasana basa kuat, formaldehid akan bereaksi secara disproporsionasi

dimana sebagian akan teroksidasi menjadi asam karboksilat dan sebagian tereduksi

menjadi alkohol. Reaksi yang terjadi adalah :

2H CO H + OH- H CO O + CH3OH

formaldehid basa kuat asam karboksilat alkohol

Katalis

Katalis adalah zat yang meningkatkan laju reaksi kimia tetapi zat itu tidak

mengalami perubahan kimia yang permanent. Katalis menimbulkan lindasan

alternatif bagi jalannya reaksi, dengan energi aktivasi yang lebih rendah. Katalis

yang biasa digunakan dalam percobaan ini adalah NH3. Pada proses curing nitrogen

berperan sebagai penyerap panas

Temperatur reaksi

Temperatur reaksi tidak boleh melebihi titik lelehnya karena dimetilol urea yang

terjadi akan kehilangan air dan formaldehid. Menurut Kadowaki dan Hasimoto,

temperatur optimum reaksi adalah 85oC. Sedangkan titik lelehnya menurut De

Chensne adalah 150 oC. Dan menurut Einhorn adalah 126 oC. Kenaikan temperatur

akan mempercepat laju reaksi, hal ini dapat ditunjukkan dengan persamaan

Arrhenius yaitu :

K = A e-Ea/RT

Buffer

Buffer ( larutan penyangga ) adalah larutan yang dapat menahan perubahan pH larutan

bila asam atau basa ditambahkan, atau bila larutan diencerkan. Buffer ini berpengaruh

untuk menjaga agar reaksi tetap berlangsung pada rentang pH antara 8 sampai 10

sehingga reaksi dapat berjalan stabil. Buffer yang dipakai dalam percobaan ini adalah

6

Page 7: Urea Formaldehid Kelompok 10

Na2CO3.H2O . Larutan buffer mengandung suatu komponen asam atau basa yang tidak

saling bereaksi. Sehingga ion H+ atau OH- yang lepas akan digantikan oleh larutan

buffer, meskipun pergantiannya tidak maksimum.

Kemurnian zat umpan

Zat umpan yang digunakan harus murni karena adanya zat pengotor dikhawatirkan

akan mempengaruhi terbentuknya polimer atau terjadinya reaksi samping .

Pembuatan produk-produk urea formaldehid pada prinsipnya melalui tiga tahap yaitu :

1. Tahap intermediate

Merupakan suatu tahap untuk mendapatkan resin yang masih berupa larutan dan

larut dalam air atau pelarut lainnya. Pada tahap ini reaksi metilolasi tergantung

pada jumlah perbandingan antara urea dan formalin yang digunakan.

2. Tahap persiapan

Pada tahap ini resin merupakan produk dari tahap intermediate yang

dicampurkan dengan bahan lain. Penambahan bahan akan menentukan produk

akhir dari polimer.

3. Tahap curing

Tahap curing merupakan tahap akhir dari polimerisasi. Pada tahap ini dilakukan

pemanasan dan akhirnya resin diubah sifatnya menjadi thermosetting yang

mempunyai sifat tidak dapat larut, tidak dapat meleleh dan tahan terhadap asam

dan basa.

Dalam pecobaan ini resin formaldehid termasuk jenis termosetting resin yang

mempunyai sifat :

1. Tahan terhadap panas

2. Tahan terhadap asam dan basa

3. Tidak melarut

4. Tidak mudah meleleh

7

Page 8: Urea Formaldehid Kelompok 10

Reaksi formaldehid yang berlangsung pada pH antara 8 sampai 10 merupakan

reaksi metilolasi, yaitu reaksi formaldehid pada gugus amino dari urea yang

menghasilkan metilol urea. Reaksi ini berlangsung dalam suasana basa lemah, karena

itu harus dilakukan pengontrolan pH yang hati – hati karena turunan metilol

berkondensasi secara cepat dalam suasana asam. Pengaturan suasana basa ini dapat

dilakukan dengan penambahan amonia, larutan NaOH dalam air .

Mula-mula polimer yang dihasilkan mempunyai rantai lurus dan masing-masing

dapat larut dalam air. Proses polimerisasi mulai membentuk rantai tiga dimensi dan

kelarutannya dalam air semakin berkurang. Rantai tiga dimensi ini merupakan salah

satu perbedaan antara termosetting dan termoplastik. Perbedaan lainnya adalah bahwa

resin termosetting tidak dapat didaur ulang (recycle) sedangkan termoplastik bisa didaur

ulang.

Reaksi yang terjadi adalah :

CH2O + H2N - CO - NH2 HOCH2 - NH - CO - NH2

HOCH2 - NH - CO + CH2O HOCH2 - CO - NH - CH2OH

Pada proses curing kondensasi tetap berlangsung untuk membentuk rantai tiga

dimensi yang sangat kompleks dan menjadi termosetting resin. Reaksinya adalah :

H2N - CO - NH - CH2OH + n H2N - CO - NH - CH2OH

NCHN- CO - NH - CH2 + ( 2n+1) H2O

Proses pembentukan resin Urea Formaldehid dapat di klasifasikan pada 2

tahap reaksi, yaitu :

1. Reaksi Metilolasi

Langkah pertama pada pembentukan resin ini terjadi pencampuran urea dan

formaldehid dalam suasana basa. Reaksi ini dikenal sebagai metilolasi atau hidroksi

metilolasi. Reaksi ini berada dalam keadaan mono atau di yang dihasilkan dalam

keadaan basa (pH 8-10). Reaksinya :

8

Page 9: Urea Formaldehid Kelompok 10

Gambar 2.3.2. Reaksi Metilolasi Urea Formaldehid

Dalam suasana asam, metilol urea mengalami kondensasi menjadi UF resin.

2. Reaksi Polimerisasi Kondensasi

Reaksi polimerisasi kondensasi adalah reaksi penggabungan monomer-monomer

sejenis menjadi polimer, dimana setiap tahap selalu membentuk senyawa-senyawa

antara yang stabil (dimer, trimer dst) dan selalu disertai pengeluaran molekul kecil.

Dalam reaksi polimerisasi urea dalam formaldehid dalam fasa larutan, monomethilol

urea yang terbentuk pada reaksi awal mengalami kondensasi membentuk senyawa

rantai metilen. Penggabungan unit as-amino dengan rantai etilen akan dikatalisasi

hanya dengan asam untuk memperbolehkan proses kondensasi menjadi butiran

resin.

9

Page 10: Urea Formaldehid Kelompok 10

Gambar 2.3.4. Reaksi Kondensasi Urea Formaldehid

Pengontrolan terhadap reaksi polimerisasi sangat penting dilakukan karena

banyaknya polimer yang dapat terbentuk.Selain kondisi reaksi, waktu reaksi, kapan

reaksi harus diberhentikan untuk mendapatkan produk polimer yang dikehendaki.

Beberapa analisa yang dapat dilakukan yaitu :

1. Penentuan kadar formaldehida bebas

2. Penentuan pH larutan

3. Penentuan viskositas larutan

4. Penentuan densitas resin

5. Penentuan kadar resin

6. Penentuan Berat Molekul

Anggapan-anggapan yang digunakan dalam percobaan ini antara lain :

1. Tidak ada reaksi samping.

2. Pengaruh pH sangat besar terhadap laju dan produk reaksi. Untuk menghindari

reaksi samping maka kondisi pH harus dijaga antara 8 - 10.

10

Page 11: Urea Formaldehid Kelompok 10

3. Laju reaksi hanya bergantung pada konsentrasi formaldehida. Oleh karena itu

dalam percobaan ini dilakukan analisa terhadap konsentrasi CH2O bebas.

4. Produk yang tinggal setelah pemanasan selama lebih kurang satu jam pada 140 oC di dalam cawan adalah resin yang terbentuk.

2.4 Resin Urea Formaldehid

Resin urea formaldehid adalah suatu polimer yang dihasilkan dari polimerisasi-

kondensasi antara urea dengan formaldehid, dimana resin ini termasuk dalam

kelas thermosetting resin yang mempunyai sifat tahan terhadap asam, tahan terhadap

basa, dan tidak meleleh. Resin urea-formaldehid atau biasa disebut resin urea adalah

resin termoset yang didapat lewat reaksi urea dan formalin, dimana urea dan

formaldehid (37% formalin) bereaksi dalam alkali netral dan lunak. Untuk resin

cetakan, ditambah 97-160 gram formalin 37% (1,2-2,0 mol sebagai formaldehid pada

60 gram (1 mol) urea), dan pH diatur sampai 7-8,5 dengan air ammonia, larutan natrium

hidroksida dalam air, trietanolamin, dan sebagainya, dan biarkan reaksi berturut-turut

untuk 2-3 jam pada suhu 40oC atau 1,0-1,5 jam pada 70oC. Larutkan kondensat awal

yang didapat dalam heksametilentetramin 1-8% (heksamin), dan tambahkan 29-48 gram

bubur selulosa (α-selulosa) dan campurkan secukupnya untuk kira-kira 1 jam. Makin

sedikit bubur selulosa yang terdapat sebagai pengisi, semakin transparan produk yang

didapat, tetapi berkurang kekuatannya, menyusut lebih banyak dan lebih mudah

retak. Resin campuran ini dikeringkan untuk 2-3 jam mulai 60oC sampai 90-95oC,

didehidrasi dan dikondensasi. Bahan yang kering kemudian dibubukkan untuk 20-48

jam, lalu ditambahkan bahan pewarna, pemplastis, pengeras (asam oksalat, asam ftalat,

amonium ftalat dan garam-garam lain). Di samping itu, bahan digunakan sebagai

perekat, cat, pengubah kertas dan serat (formalin sisa dilarang menurut hukum). Resin

urea sendiri lebih jelek dari pada resin fenol, resin melamin, dan sebagainya,dalam hal

ketahanan air , kestabilan dimensi dan ketahanan terhadap penuaan, karena itu, beberapa

bahan lain ditambahkan, atau diproses menjadi kopolimer dengan fenol, melamin dan

sebagainya, untuk memperbaiki sifat-sifat tersebut diatas dilakukan :

11

Page 12: Urea Formaldehid Kelompok 10

a.Pencetakan

Proses yang dipakai yaitu pencetakan tekan, pengalihan dan injeksi. Dalam

pencetakan tekan, bahan diproses pada temperature cetakan 130-150oC, tekanan 150-

300 kg/cm2, selama 30-40 detik per 1 mm ketebalan dari benda cetakan.

b. Penggunaan

Bila benda cetakan kaku, tahan terhadap pelarut dan busur listrik, jernih dan

dapat diwarnai secara bebas, maka bahan ini banyak digunakan untuk barang-barang

kecil yang diperlukan sehari-hari seperti perlindungan cahaya, soket, alat-alat listrik,

kancing, tutup wadah, kotak, baki dan mangkuk. Beberapa permasalahan yang masih

ada yaitu ketahanan terhadap penuaan dan ketahanan terhadap air. Permintaan terhadap

urea-formaldehid dewasa ini belum meningkat.

Reaksi pembentukan resin urea formaldehid secara umum berlangsung dalam 3 tahap

yakni inisiasi, propagasi (kondensasi), dan proses curing.

1. Tahap metilolasi, yaitu adisi formaldehid pada gugus amino dan amida dari urea,

dan menghasilkan metilol urea

2. Tahap selanjutnya propagasi, yaitu reaksi kondensasi dari monomer-monomer mono

dan dimetilol urea membentuk rantai polimer yang lurus

3. Tahap terakhir adalah proses curing yaitu ketika kondensasi tetap berlangsung,

polimer membentuk rangkaian 3 dimensi yang sangat kompleks dan menjadi resin

thermosetting. Resin thermosetting mempunyai sifat tahan terhadap asam, basa, serta

tidak dapat melarut dan meleleh. Reaksinya adalah :

H2N - CO - NH - CH2OH + n H2N - CO - NH - CH2OH NCHN- CO – NH CH2

+ ( 2n+1) H2O

2.5. Polimer

Polimer sudah menjadi material yang memenuhi kebutuhan hidup sehari-hari

manusia. Polimer dapat menjadi bahan bermacam-macam alat kebutuhan manusis seperti

botol, tali, plastik, teflon, dan lainnya. Penggunaannya semakin digemari karena sifatnya

yang ringan, tahan korosi, beberapa bahan relatif tahan asam, beberapa bahan relatif

12

Page 13: Urea Formaldehid Kelompok 10

tahan sampai temperatur tinggi, dan kuat. Polimer adalah senyawa yang bermassa

molekul relatif besar dan terdiri atas monomer-monomer.

Polimer termoset dibuat dengan menggabungkan komponen-komponen yang

bersifat saling menguatkan sehingga dihasilakn polimer dengan derajat cross link yang

sangat tinggi. Karena sifat-sifat di atas, aplikasi resin urea-formaldehid yang sangat luas

sehingga industri urea-formaldehid berkembang pesat. Contoh industri yang

menggunakan industri formaldehid adalah addhesive untuk plywood, tekstil resin

finishing, laminating, coating, molding, casting, laquers, dan sebagainya.

2.5.1. Berdasarkan Asal Polimer

a. Polimer alam

Jenis polimer ini terdapat pada makhluk hidup. Contoh dari polimer alam adalah

protein, amilum, selulosa, karet alam, wol, sutera dan katun. Polimer alam mudah

mengalami kerusakan yang disebabkan oleh mikroorganisme atau ulap/rayap.

b. Polimer sintesis

Jenis polimer ini terbentuk sebagai hasil reaksi dari bahan-bahan kimia. Contoh dari

polimer sintesis ini adalah polivinilklorida (PVC), teflon, dan karet sintesis.

2.5.2. Berdasarkan jenis monomer

a. Homopolimer yaitu polimer yang terbentuk dari monomer – monomer yang sejenis

b. Kopolimer yaitu polimer yang terbentuk dari monomer – monomer tak sejenis.

2.5.3 Berdasarkan Sifat Polimer

a. Polimer thermosetting yaitu polimer yang pada mulanya kenyal tatkala dipanaskan,

tetapi sekali didinginkan tidak dapat dilunakkan lagi, sehingga tidak dapat diubah

menjadi bentuk lain.

b. Polimer thermoplastic yaitu polimer yang bersifat kenyal (liat) apabila dipanaskan

dan dapat dibentuk menurut pola yang diinginkan. Setelah pendinginan, polimer

kehilangan sifat kekenyalan dan mempertahankan bentuknya yang baru. Proses ini

dapat diulang dan kita dapat mengubahnya menjadi bentuk lain.

13

Page 14: Urea Formaldehid Kelompok 10

2.5.5. Berdasarkan jenis reaksi

a. Polimerisasi adisi , yang terjadi jika monomer – monomer mengalami reaksi adisi

tanpa terbentuk zat lain. Jadi yang terbentuk hanya polimer yang merupakan

penggabungan monomer – monomernya .

b. Polimerisasi kondensasi , yaitu suatu reaksi dari dua buah molekul atau gugus fungsi

dari molekul ( biasanya senyawa organik ) yang membentuk molekul yang lebih besar

dan melepaskan molekul yang lebih kecil yaitu air.

2.6 Kinetika reaksi

Kinetika reaksi menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi. Laju

reaksi atau kecepatan reaksi ialah laju atau kecepatan berkurangnya pereaksi atau

terbentuknya produk reaksi. Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi ialah:

konsentrasi, temperatur, katalis, dan luas permukaan. Persamaan yang menyatakan laju

sebagai fungsi konsentrasi setiap saat yang mempengaruhi laju reaksi disebut hukum

laju atau persamaan laju reaksi.

Konsentrasi merupakan salah satu faktor yang memepengaruhi laju reaksi,

dimana sebagai contoh pada reaksi A + B C. Dimana pada waktu reaksi

berlangsung, zat C terbentuk dan semakin lama jumlahnya semakin banyak sebaliknya

zat A dan zat B berkurang, dan semakin lama semakin sedikit.

Orde reaksi adalah jumlah pangkat konsentrasi dalam hukum laju bentuk

diferensial.

Persamaan orde reaksi

Orde 1 A P

14

Page 15: Urea Formaldehid Kelompok 10

Orde 2 A P

1/CAO

BAB III

15

t (waktu)

1/ CA

t(waktu)

Ln Cao/Ca

Page 16: Urea Formaldehid Kelompok 10

METODELOGI PERCOBAAN

3.1. Skema Alat

Kolom refluks

Air masuk

Air keluar

Pengambilan sampel

termometer

Motor listrik

Pemanas listrik

Seal gliserin

Gambar 3.1. Alat untuk Percobaan Urea Formaldehida

3.2. Alat

Alat-alat yang digunakan pada percobaan ini yaitu :

1. Labu bundar

16

Page 17: Urea Formaldehid Kelompok 10

2. Kondensor

3. Buret 50 ml

4. Pipet volume 25 ml

5. Pipet volume 10 ml

6. Erlenmeyer 250 ml

7. Gelas ukur (50 ml, 10 ml)

8. Termometer

9. Stopwatch

10. Corong

11. Motor pengaduk dan pengaduknya

12. Beaker glass (500 ml, 250 ml)

13. Pemanas listrik

14. Filler

15. Erlenmeyer bertutup 250 ml

16. Labu ukur 250 ml

17. Piknometer 25 ml

18. Viskometer Ostwald

19. Pipet tetes

20. Cawan porselen

21. Batang Pengaduk

22. Kertas pH

23. Statif

24. Seal Gliserin

25. Neraca

26. Eksikator

27. Waterbatch

3.3. Bahan

Bahan-bahan yang digunakan yaitu :

Formalin

17

Page 18: Urea Formaldehid Kelompok 10

Urea

Alkohol

Indikator PP

Asam Sulfat (H2SO4)

Natrium Sulfit (Na2SO3)

Aquadest

Natrium Karbonat (Na2CO3 . H2O)

Amonia (NH3)

3.4. Cara Kerja

1. Memasukan formalin (40 %) 500 mL, buffer (Na2CO3.H2O), 5 % katalis (NH3)

ke dalam labu didih bundar dan hidupkan motor pengaduk.

2. Campuran diaduk sampai merata dan diambil sampel nol.

3. Memasukkan sejumlah tertentu urea (setelah dihitung dari perbandingan

umpan) diaduk sampai melarut dan kemudian diambil sampel 1 dan dicatat

suhunya.

4. Campuran dipanaskan perlahan-lahan sampai mendidih. Pada saat terjadinya

refluks diambil sampel 2, dicatat suhu refluksnya.

5. Selanjutnya diambil sampel setiap 12 menit sekali sampai sampel 6

6. Dilakukan analisa terhadap semua sampel yang diambil.

Analisa Kandungan Formalin Bebas

Reaksi :

H2O + CH2O + Na 2SO3 HO – CH2 – SO3 + NaOH

NaOH yang terbentuk ekivalen dengan kadar formaldehida bebas dalam

larutan.

18

Page 19: Urea Formaldehid Kelompok 10

1. 1 ml sampel dilarutkan dengan 5 ml etanol 96% dalam erlenmeyer

ditambahkan 1 tetes indikator fenoftalein dan 25 ml Na2SO3 1 N, dikocok

selama 10 menit.

2. Larutan dititrasi dengan larutan standar H2SO4 2 N

3. Melakukan titrasi Blanko

Analisa pH Larutan

1. Kertas pH dicelupkan ke dalam larutan sampel, warna yang terbentuk

disesuaikan dengan warna standar.

2. Mencatat pH sesuai dengan warna pada standar.

Analisa Viskositas Larutan dengan Viskometer

1. Memasukkan sejumlah tertentu aquadest yang telah diketahui

temperaturnya ke dalam viskometer.

2. Mencatat waktu alir yang diperlukan aquadest untuk menempuh jarak

tertentu dalam viskometer tersebut.

3. Memasukkan sejumlah sampel yang akan ditentukan viskositasnya ke

dalam viskometer sejumlah sama dengan aquadest

4. Mencatat waktu alir yang diperlukan untuk menempuh jarak tertentu

dalam viskometer tersebut.

Analisa kadar resin dalam larutan

a. Cawan porselain dipanaskan selama setengah jam, didinginkan dalam

eksikator dan ditimbang.

b. Menimbang 10 gram sampel ke dalam cawan porselen yang telah

diketahui massanya.

c. Cawan yang berisi sampel dipanaskan di ruang asam selama 1/2 jam,

kemudian didinginkan dalam eksikator dan kemudian ditimbang.

d. Diulangi langkah c sampai dengan mendapat massa yang konstan.

19

Page 20: Urea Formaldehid Kelompok 10

Analisa densitas resin dengan piknometer

a. Menimbang piknometer kosong.

b. Kalibrasi volume piknometer dengan aquadest yang diketahui

temperaturnya.

c. Menimbang piknometer yang berisi penuh sampel resin

BAB IV

PEMBAHASAN

20

Page 21: Urea Formaldehid Kelompok 10

a. Komposisi umpan

Perbandingan mol umpan (formalin/urea) yang digunakan pada percobaan ini adalah

1,6 dimana perbandingan umpan berada pada batas standar yang ditentukan, perbandingan

umpan harus berada dalam range antara 1,25 – 2,0 hal tersebut dimaksudkan agar larutan resin

yang terbentuk tidak kental dan tidak encer.Larutan resin yang dihasilkan berwarna putih keruh

dengan kekentalan yang cukup sehingga mempermudah analisis baik analisis densitas,

viskositas, kadar resin dan formalin bebas. Besarnya perbandingan mol umpan formalin dengan

urea sangat mempengaruhi pada produk (polimer) yang dihasilkan, bila perbandingan umpan

kurang dari 1,25 maka resin yang dihasilkan memiliki kadar formalin yang rendah dan

menghasilkan polimer yang kepadatan dan kekerasan rendah ,sedangkan bila perbandingan

umpan lebih dari 2 maka resin yang dihasilkan memiliki kadar formalin yang tinggi dan

menghasilkan polimer yang kepadatan dan kekerasan yang tinggi.

b. Densitas dan viskositas resin

Viskositas dan densitas akan semakin tinggi seiring dengan semakin lama reaksi

berlangsung. Kenaikan densitas dan viskositas ini ditunjukkan pada grafik hubungan densitas

dan viskositas terhadap waktu. Hal ini disebabkan oleh resin/urea formaldehid yang terbentuk

akan semakin banyak dengan bertambahnya waktu yang menyebabkan larutan menjadi agak

kental. Karena larutan menjadi agak kental, maka partikel–partikelnya menjadi lebih rapat

sehingga densitas, viskositas dan kadar resin semakin besar.

c. Kadar formalin bebas

Penentuan kadar formalin bebas dilakukan untuk menganalisa seberapa banyak

formalin yang telah bereaksi dengan urea dan membentuk resin urea formaldehida. Dengan

adanya penurunan volume titrasi maka akan mengakibatkan penurunan konsentrasi

formaldehida bebas, yaitu CAawal = 3.3125 dan CA akhir = 0.2250. Hal ini menunjukkan makin

banyaknya gugus formaldehida yang melakukan reaksi metilolasi membentuk urea yang

selanjutnya akan membentuk resin untuk urea formaldehida. Hal ini disebabkan karena banyak

21

Page 22: Urea Formaldehid Kelompok 10

formaldehid yang bereaksi dengan urea membentuk resin, dan resin yang terbentuk semakin

besar dengan penambahan waktu.

Analisa kadar formalin bebas dilakukan untuk mengetahui sebarapa banyak formalin

yang telah bereaksi dengan urea yang membentuk resin urea formaldehida. Berdasarkan reaksi

dibawah, analisis kadar formalin bebas dapat dilakukan dengan cara titrasi dengan

menggunakan asam sulfat.

H2O + CH2O + Na 2SO3 HO – CH2 – SO3 + NaOH

2 NaOH + H2SO4 Na2SO4 + 2 H2O

Dilihat dari grafik hubungan antara CH2O bebas terhadap waktu menunjukkan grafik yang

turun. Penurunan konsentrasi CH2O bebas ini menunjukkan makin banyaknya formalin yang

bereaksi membentuk resin urea formaldehida, dan dengan bertambahnya waktu reaksi, maka

CH2O yang bereaksi semakin banyak sehingga kadar CH2O bebas semakin berkurang.

d. pH reaksi

Pada percobaan ini pH reaksi berada diantara range 6 - 10. Hal ini terjadi karena adanya

penambahan buffer yang bertujuan untuk menjaga reaksi agar tetap berlangsung dalam range

pH 8 - 10. Kondisi tersebut diperlukan agar reaksi metilolasi berlangsung sehingga harus

dilakukan pengontrolan pH karena turunan metilol akan berkondensasi cepat dalam suasana

asam yang membentuk senyawa Goldsmith.

e. Orde reaksi dan konstanta laju reaksi

Dari grafik Ln ( Cao/Ca ) yang dhubungkan terhadap waktu, didapatkan harga k = 0,143

menit -1 dan regresi = 0,910 dan grafik antara 1/Ca yang dihubungkan terhadap waktu, didapat

harga k = 0,244 L/mol.menit dan regresi = 0,930. Dengan melihat perbandingan nilai regresi

antara grafik Ln ( Cao/Ca ) terhadap grafik 1/C, terlihat bahwa nilai regresi yang paling

mendekati adalah pada orde 2. Maka dapat disimpulkan bahwa reaksi urea formaldehid ini

merupakan reaksi orde 2.

22

Page 23: Urea Formaldehid Kelompok 10

f. Berat molekul rata-rata

Pada percobaan ini diperoleh berat molekul rata-rata sebesar 27498,72 gr/mol. Berat

molekul rata – rata resin ini tinggi yaitu diatas 40000 gr/mol, sehingga polimer yang dihasilkan

digolongkan ke dalam jenis polimer tingkat tinggi. Sedangkan harga derajat polimerisasinya

adalah 11876.612. Hal ini menunjukkan bahwa resin yang dibutuhkan mampu menghasilkan

polimer besar.

g. Energi aktivasi

Pada percobaan ini diperoleh nilai energi aktivasi sebesar -46018 (J/mol.K). Harga

tersebut menunjukan energi yang dibutuhkan untuk membentuk resin urea formaldehid dengan

berat molekul 27498,72 gr/mol adalah sebesar -46018 J/mol.K. Reaksi ini merupakan reaksi

endoterm karena pada percobaan pembentukan resin urea formaldehid ini membutuhkan energi

dalam bentuk panas yang diserap dari pemanas labu bundar.

h. Kadar Formaldehid Bebas dan % Kadar Resin

Kadar Formaldehid bebas tidak dapat diperkirakan secara langsung, oleh sebab itu

digunakan Na2SO3 yang direaksikan dengan formaldehid membentuk NaOH. Karena jumlah

NaOH yang terbentuk sebanding dengan jumlah formaldehid bebas, maka kadar formalin bebas

dapat ditentukan dengan mentitrasi NaOH oleh H2SO4 0,5N.

H2O + CH2O + Na 2SO3 HO – CH2 – SO3 + NaOH

2 NaOH + H2SO4 Na2SO4 + 2 H2O

Dari Grafik hubungan CH2O bebas terhadap waktu, terlihat bahwa semakin lama waktu

reaksi, kadar formaldehid bebas semakin sedikit. Hal ini disebabkan karena dengan

bertambahnya waktu pengaduklan maka akan semakin banyak formaldehid yang bereaksi

dengan urea membentuk resin.

23

Page 24: Urea Formaldehid Kelompok 10

i. Pengaruh pengadukan

Dilakukannya pengadukan bertujuan untuk mempercepat terjadinya reaksi dan untuk

mempercepat perpindahan massa sehingga terjadinya homogenisasi. Selain itu pengadukan

juga berfungsi untuk menghambat terjadinya pembekuan Resin, sehingga larutan mudah

dianalisa dengan baik.

j. Katalis

Katalis yang ditambahkan pada percobaan ini adalah NH3 yang merupakan asam

lemah, namun apabila direaksikan dengan air akan bersifat basa lemah. Apabila ditambahkan

NH3 maka reaksi yang terjadi akan berlangsung cepat karena katalis ini akan menurunkan energi

aktivasi yaitu energi minimum yang dibutuhkan oleh suatu reaksi untuk memperoleh produk

sehingga waktu reaksi lebih cepat dan dengan penambahan katalis ini dapat meningkatkan kerja

tumbukan partikel sehingga mempercepat laju reaksi. Sedangkan pada tahap curing dimana

pada tahap ini dilakukan proses pemanasan, katalis berfungsi sebagai penyerap panas.

BAB V

KESIMPULAN

24

Page 25: Urea Formaldehid Kelompok 10

1. Reaksi kondensasi polimerisasi urea formaldehid berlangsung pada orde 2 dengan

konstanta laju reaksi sebesar 0,005 menit-1.

2. Resin yang dihasilkan mempunyai berat molekul rata-rata 27498,72 gr/mol dengan

derajat polimerisasi sebesar 305,5413. Polimer ini digolongkan pada jenis polimer tingkat

tinggi dan mempunyai sifat transparan, keras tetapi getas dan tidak larut dalam air dingin.

3. Pembentukan resin urea formaldehida dipengaruhi oleh temperatur, katalis, pH dan

komposisi umpan.

4. Semakin lama waktu pengadukan, maka densitas, viskositas dan resin yang dihasilkan

akan semakin banyak pula.

5. pH resin yang dihasilkan berkisar antara 6 – 10.

6. Kadar resin tertinggi yang dihasilkan adalah 72,7703%, kadar resin terendah sebesar

49,2874% dan kadar resin rata-rata yang dihasilkan sebesar 51,5613%.

DAFTAR PUSTAKA

1. Fessenden, Fessenden, 1997, “Dasar-dasar Kimia Organik”, Binarupa Aksara, Jakarta

25

Page 26: Urea Formaldehid Kelompok 10

2. J.Geankoplis, Christie, 1993, “Transport Processes and Unit Operations 3 rd editions”,

Prentice Hall P T R, New Jersey

3. Team Lab TK UNJANI, 2001, ”Diktat Petunjuk Praktikum Laboratorium Teknik Kimia

II”, Fak. Teknik, Universitas Jenderal Achmad Yani, Cimahi

LAMPIRAN A

DATA LITERATUR

A.1. Data Fisik Air

26

Page 27: Urea Formaldehid Kelompok 10

Tabel A.1. Data fisik air

Data fisik pada suhu (T = oC) 25 26 27 28

ρ (kg/m3) 997,045 996,783 996,513 996,233

μ (cP) 0,93 0,8704 0,86 0,86

A.2. Berat dan Rumus molekul

Tabel A.2. Data berat molekul

Zat Rumus Molekul Mr (g/mol)

Urea CO(NH2)2 60,06

Formaldehid CH2O 30,03

Amonia NH4OH 35

Natrium karbonat Na2CO3 106

Natrium sulfit Na2SO3 126

A.3. Densitas zat

Tabel A.3. Densitas zat

Zat ρ (g/ml)

27

Page 28: Urea Formaldehid Kelompok 10

Formalin 1,079

Ammonia 0,934

A.4. Data tetapan Mark-Houwink & Kohn

Tabel A.4. Tetapan Mark-Houwink & Kohn

Rentang Mr K a

6000 - 20000 0,0002 0,80

9000 - 17000 0,0003 0,50

7000 - 70000 0,0014 0,60

LAMPIRAN B

DATA PERCOBAAN

28

Page 29: Urea Formaldehid Kelompok 10

F/U = 1,6/1

Volume Formalin = 600 ml

Massa Urea = 367,2 gr

Massa Total Campuran = 697,95 gr

Buffer (5 % katalis) = 1,75 gr

Volume H2SO4 1 N = 62,5 ml

Massa Na2SO3 1 N = 63 gr

Berat piknometer kosong = 25,14 gr

Berat pikno + air = 50,25 gr

Waktu viskositas air = 5,18 detik

Waktu Refluks = 34,68 menit

No Sampel

t (menit)

T(°C)Berat Cawan (gram) Pikno+sampe

l (gram)t.viskositas

(detik)BC Kosong BC 1 BC 2 BC 3

29

Page 30: Urea Formaldehid Kelompok 10

0 12 26,2 - - -   - 55,32 10.5

1 24 89 24,16  46,25 42,40 41,85 60,43 22,9

2 36 91 25,34 36,72 33,30 31,30 60,73 24,3

3 48 90 47,32 58,40 53,66 51,50 60,80 27,4

4 60 86 32,95 43,66 36,96 34,8 60,90 29,5

5 72 87 27,48 38,82 33,69 32,67 61,18 32,5

6 84 91 33,92 45,20 40,25 38,61 61,25 37,3

7 96 88 29,43 40,65 37,34 35,33 61,55 41,2

8 108 89 31,12 42,74 38,01 36,11 61,68 41,4

9 120 89 29,22 40,20 37,04 35,01 61,79 41,7

10 134 89 43,06 60,60 56,50 54,90 61,93 41,9

No sample

t(menit)Volume titrasi pH

sebelumpH

sesudahV1 V2

30

Page 31: Urea Formaldehid Kelompok 10

0 12 1.12 1 10 9

1 24 1 0.9 9 9

2 36 0.8 0.8 8 8

3 48 0.7 0.8 8 8

4 60 0.7 0.6 8 8

5 72 0.6 0.5 8 8

6 84 0.7 0.6 8 8

7 96 0.6 0.5 8 8

8 108 0.5 0.6 8 8

9 120 0.5 0.6 8 8

10 134 0,5 0,6 8 8

LAMPIRAN C

PERHITUNGAN ANTARA

31

Page 32: Urea Formaldehid Kelompok 10

C.1 Penentuan Viskositas, Densitas, dan Kadar Resin

Tabel C.1.Penentuan Viskositas, Densitas,dan Kadar Resin

No Sampel Densitas Resin (gr/ml) Visko Resin (gr/cm.s) Kadar Resin

0 1,1977 0,0021

1 1,4005 0,0054 -0,1051

2 1,4124 0,0058 -0,1732

3 1,4152 0,0066 -0,1340

4 1,4192 0,0071 -0,2546

5 1,4303 0,0079 -0,1882

6 1,4331 0,0090 -0,1707

7 1,4450 0,0101 -0,1506

8 1,4501 0,0102 -0,1836

9 1,4545 0,0103 -0,1482

10 1,4601 0,0103 -0,1038

C.2 Penentuan Kadar Formalin Bebas

Tabel C.2 Penentuan Kadar Formalin Bebas

32

Page 33: Urea Formaldehid Kelompok 10

No Sampel Volume Rata- Rata (mL) Kadar CH2O/100 ml CH2O (gr/ml)

0 1,06 -1,8318 -0,0183

1 0,95 -1,9144 -0,0191

2 0,80 -2,0270 -0,0203

3 0,75 -2,0646 -0,0206

4 0,65 -2,1396 -0,0214

5 0,55 -2,2147 -0,0221

6 0,65 -2,1396 -0,0214

7 0,55 -2,2147 -0,0221

8 0,55 -2,2147 -0,0221

9 0,55 -2,2147 -0,0221

10 0,55 -2,2147 -0,0221

C.3 Penentuan Molekul Rata - Rata

Tabel C.3 Pennentuan molekul rata-rata

33

Page 34: Urea Formaldehid Kelompok 10

No Sampel Nsp Cr Nsp/Cr

0 1,4351

1 5,2101 -0,0013 -4137,4599

2 5,6458 -0,0024 -2327,9905

3 6,5084 -0,0019 -3439,2504

4 7,1065 -0,0036 -1972,3375

5 8,0008 -0,0027 -2994,8303

6 9,3502 -0,0024 -3830,1288

7 10,5274 -0,0022 -4878,5116

8 10,6247 -0,0027 -4004,7214

9 10,7442 -0,0021 -4997,9518

10 10,8456 -0,0015 -7181,8946

C.4 Penentuan Orde dan Konstanta Laju Reaksi

C.4.1 Penentuan Orde 1 dan Konstanta Laju Reaksi

34

Page 35: Urea Formaldehid Kelompok 10

Tabel C.4.1 Penentuan Orde 1 dan Konstanta Laju Reaksi

No Sampel t Sampel Ca LnCao/Ca K1

0 12 -61,000 2,727 0,227

1 24 -63,750 2,771 0,115

2 36 -67,500 2,828 0,079

3 48 -68,750 2,847 0,059

4 60 -71,250 2,882 0,048

5 72 -73,750 2,917 0,041

6 84 -71,250 2,882 0,034

7 96 -73,750 2,917 0,030

8 108 -73,750 2,917 0,027

9 120 -73,750 2,917 0,024

10 134 -73,750 2,917 0,024

C.4.2 Penentuan Orde 2 dan Konstanta Laju Reaksi

Tabel C.4.2 Penentuan Orde 2dan Konstanta Laju Reaksi

35

Page 36: Urea Formaldehid Kelompok 10

No Sampel t Sampel Ca LnCao/Ca K2

0 12 -61,000 2,727 0,248

1 24 -63,750 2,771 0,124

2 36 -67,500 2,828 0,083

3 48 -68,750 2,847 0,062

4 60 -71,250 2,882 0,050

5 72 -73,750 2,917 0,041

6 84 -71,250 2,882 0,035

7 96 -73,750 2,917 0,031

8 108 -73,750 2,917 0,028

9 120 -73,750 2,917 0,025

10 134 -73,750 2,917 0,025

C.5. Penentuan Energi Aktivasi

Tabel C.5. Penentuan Energi Aktivasi

36

Page 37: Urea Formaldehid Kelompok 10

No Sampel T(K) 1/T K1 Ln K1 K2 Ln K2

0 299 0,0033 0,227 -1,482 0,248 -1,395

1 310 0,0032 0,115 -2,159 0,124 -2,088

2 321 0,0031 0,079 0,000 0,083 -2,493

3 328 0,0030 0,059 0,000 0,062 -2,781

4 342 0,0029 0,048 0,000 0,050 -3,004

5 350 0,0029 0,041 0,000 0,041 -3,186

6 355 0,0028 0,034 -3,372 0,035 -3,340

7 362 0,0028 0,030 -3,494 0,031 -3,474

8 363 0,0028 0,027 -3,612 0,028 -3,591

9 364 0,0027 0,024 -3,717 0,025 -3,697

10 364 0,0027 0,024 -3,717 0,025 -3,697

LAMPIRAN C

CONTOH PERHITUNGAN

37

Page 38: Urea Formaldehid Kelompok 10

D.1 Kalibrasi piknometer

Massa air = (massa pikno + air) – (massa pikno kosong)

= 50,25 gr – 25,14 gr

= 25,11 gr

Pada suhu 25o C, densitas air = 0,997 gr/ml

Volume piknometer = 25,11 gr/0,997 gr/ml

= 25,18 ml

D.2 Berat umpan

Masa Formalin total = 600 mlx 1,3248 gr.ml x 37%

= 294,1056 gr

Mol Formalin = 294,1056 gr/30,03 gr/mol

= 9,79 mol

F/U = 1,6

Mol Urea = mol Formalin/1,6

= 9,79/1,6

= 6,12 mol

Massa Urea = 6,12 mol x 60,06 gr/mol

= 367,2 gr

M campuran total (x) = Massa (formalin + urea + katalis + buffer)

= (294,1056 + 366 + 5%x + 5%(5%x) gr

(x) = 697,95 gr

Massa katalis = 5% x 697,95 gr

= 34,9 gr

Massa buffer = 5%(5% x 596,8) = 1,49 gr

38

Page 39: Urea Formaldehid Kelompok 10

D.3 Pembuatan Na2SO3 1 N dalam 1000 ml

D.4 Pembuatan H2SO4 0,25 N dalam 1000 ml

N H2SO4 = 96 % x (1,84 gr/ml /(98 gr/mol/2 ekiv)) x 1000 ml

= 36,05 N

V1. N1 = V2.N2

1000 ml x 0,25 N = V2 x 36,05 N

V2 = 6,934 ml

D.5 Densitas resin

ρ resin = ((massapikno + resin) – (massapikno kosong))/Vpikno

= (57,32 gr – 25,14 gr)/26,38 ml

= 1,2315 gr/ml

D.6 Viskositas resin

µ resin = (t resin x ρ resin x µ air) / ( t air x ρ air)

= (10,56 x 1,2315 x 0,8704) / (4,56 x 0,997)

= 2,4897 gr/cm.s

D.7 Viskositas intrinstik

Nsp = (µ resin - µ air)/ µ air

= (2,4897 – (0,8740))/ 0,8740

= 1,8486

39

Page 40: Urea Formaldehid Kelompok 10

D.8 Kadar Formalin Bebas

D.9 Kadar Resin

% resin = (G4 – G1)/10 x 100%

= (46,25 - 41,85)/10 x 100%

= 44 %

D.10 Konsentrasi resin

Cr = (% resin x ρ resin x V resin)/100

= (44% x 1,2315 x 1)/100

= 0,54186gr/ml

D.11 Berat molekul rata – rata

N = K x Ma

K = 0,0002 (Tetapan Mark Howink)

a = 0,8

Dari grafik hubungan antara Nsp/Cr terhadap Cr

Ln N = ln K + a ln M

Ln M = (ln N – ln K)/a

M = exp (-ln 8091 – ln 0,0002)/0,8

40

Page 41: Urea Formaldehid Kelompok 10

= 3226378069 gr/mol

D.12 Derajat polimerisasi

Derajat polimerisasi = BM rata-rata / (BM urea + BM formalin)

= 3226378069 gr/mol / (60,06 + 30,03) gr/mol

= 35848645

D.13 Energi Aktivasi

k = A . e-Ea/RT

ln k = ln A – Ea/RT

ln k = – Ea/R. (1/T) + ln A

Dari grafik hubungan I/T terhadap ln k, didapat persamaan:

y = 20978x - 62,361

dimana, -Ea/R = -20978

Ea = -(-259,3) x (8,314 J/mol.K)

= -2155,82 J/mol.K

41