Absorbsi Gas Karbon Dioksi da dengan Larutan NaOH 1Laboratorium Proses Kimia 2014 BAB I PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang Hampir semua reaksi kimia yang diterapkan dalam industri kimia melibatkan bahan baku yang berbeda wujudnya, baik berupa padatan, gas maupun cairan. Oleh karena itu, reaksi kimia dalam suatu industri dapat terjadi dalam fase ganda atau heterogen, misalnya biner atau bahkan tersier (Coulson, 1996). Walaupun terdapat perbedaan wujud pada bahan-bahan baku yang direaksikan, namun terdapat satu fenomena yang selaluterjadi. Sebelum reaksi kimia berlangsung. Maka salahsatu atau lebih bahan baku (reaktan) akan berpindah dari aliran utamanya menuju ke lapisan antarfase/batas atau menuju aliran utama bahan baku yang lain yang berada di fase yang berbeda. Absorpsi gas-cair merupakan proses heterogen yang melibatkan perpindahan komponen gas yang dapat larut menuju penyerap yang biasanya berupa cairan yang tidak mudah menguap (Franks, 1967). Reaksi kimia dalam proses absorpsi dapat terjadi di lapisan gas, lapisan antarfase, lapisan cairan atau bahkan badan utama cairan, tergantung pada konsentrasi dan reaktifitas bahan-bahan yang direaksikan. Untuk memfasilitasi berlangsungnya tahapan-tahapan proses tersebut, biasanya proses absorpsi dijalankan dalam reactor tangki berpengaduk bersparger, kolomg elembung ( bubble column) atau kolom yang berisi tumpukan partikel inert ( packed bed column). Proses absorpsi gas-cair dapat diterapkan pada pemurnian gas sintesis, recovery beberapa gas yang masih bermanfaat dalam gas buang atau bahkan pada industri yang melibatkan pelarutan gas dalam cairan, seperti H 2 SO 4 , HCl, HNO 3 , formadehid dll(Coulson, 1996).Absorpsi gas CO 2 dengan larutan hidroksid yang kuat merupakan proses absorpsi yang disertai dengan reaksi kimia order 2 antara CO 2 dan ion OH - membentuk ionCO 3 2- dan H 2 O.Sedangkan reaksi antara CO 2 dengan CO 3 2- membentuk ion HCO3 - biasanya diabaikan (Danckwerts, 1970; Juvekardan Sharma, 1972). Namun, menurut Rehmet al. (1963) proses ini juga biasa dianggap mengikuti reaksi order 1 jika konsentrasi larutan NaOH cuk up rendah (encer).
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
8/10/2019 Absorbsi Co2 Dengan Larutan Naoh Perbaikan
Absorbsi Gas Karbon Dioksida dengan Larutan NaOH 1
Laboratorium Proses Kimia 2014
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Hampir semua reaksi kimia yang diterapkan dalam industri kimia melibatkan
bahan baku yang berbeda wujudnya, baik berupa padatan, gas maupun cairan. Oleh
karena itu, reaksi kimia dalam suatu industri dapat terjadi dalam fase ganda atau
heterogen, misalnya biner atau bahkan tersier (Coulson, 1996). Walaupun terdapat
perbedaan wujud pada bahan-bahan baku yang direaksikan, namun terdapat satu
fenomena yang selaluterjadi. Sebelum reaksi kimia berlangsung. Maka salahsatu atau
lebih bahan baku (reaktan) akan berpindah dari aliran utamanya menuju ke lapisan
antarfase/batas atau menuju aliran utama bahan baku yang lain yang berada di fase
yang berbeda.
Absorpsi gas-cair merupakan proses heterogen yang melibatkan perpindahan
komponen gas yang dapat larut menuju penyerap yang biasanya berupa cairan yang
tidak mudah menguap (Franks, 1967). Reaksi kimia dalam proses absorpsi dapat
terjadi di lapisan gas, lapisan antarfase, lapisan cairan atau bahkan badan utama
cairan, tergantung pada konsentrasi dan reaktifitas bahan-bahan yang direaksikan.
Untuk memfasilitasi berlangsungnya tahapan-tahapan proses tersebut, biasanya proses absorpsi dijalankan dalam reactor tangki berpengaduk bersparger, kolomg
elembung (bubble column) atau kolom yang berisi tumpukan partikel inert ( packed
bed column). Proses absorpsi gas-cair dapat diterapkan pada pemurnian gas sintesis,
recovery beberapa gas yang masih bermanfaat dalam gas buang atau bahkan pada
industri yang melibatkan pelarutan gas dalam cairan, seperti H2SO4, HCl, HNO3,
formadehid dll(Coulson, 1996).Absorpsi gas CO2 dengan larutan hidroksid yang kuat
merupakan proses absorpsi yang disertai dengan reaksi kimia order 2 antara CO2 dan
ion OH-membentuk ionCO3
2-dan H2O.Sedangkan reaksi antara CO2 dengan CO3
2-
membentuk ion HCO3- biasanya diabaikan (Danckwerts, 1970; Juvekardan Sharma,
1972). Namun, menurut Rehmet al . (1963) proses ini juga biasa dianggap mengikuti
reaksi order 1 jika konsentrasi larutan NaOH cukup rendah (encer).
8/10/2019 Absorbsi Co2 Dengan Larutan Naoh Perbaikan
Absorbsi Gas Karbon Dioksida dengan Larutan NaOH 9
Laboratorium Proses Kimia 2014
3
cepat selama reaksi sepanjang film. Dengan demikian, tebal film (x) dapat ditentukan
persamaan:
x D A.( pin pout )
mol (CO2
). R.T
(12)
2.3 Teori Lapisan Film
Teori lapisan film dapat dijelaskan seperti gambar di bawah ini :
Gambar 2.3 : Lapisan Film
Lapisan gas film ini dalam keadaan diam mempunyai ketebalan tertentu, di mana
ketebalan ini tergantung dari derajat turbulensi dari gas, demikian pula halnya dengan lapisan
film cair. Mekanisme perpindahan gas- gas molekul kedua lapisan film ini hanya dipengaruhi
oleh diffusi Eddy dan konveksi. Koefisien perpindahan massa pada umumnya dipengaruhi oleh
beberapa factor antara lain : temperatur, konsentrasi dan derajat turbulensi. Suhu atau
temperatur berpengaruh kepada koefisien difusi dan viskositas, dimana dengan meningkatnyatemperatur, koefisien difusi akan meningkat dan sebaliknya viskositas akan menurun dengan
meningkatnya temperatur. Konsentrasi yang meningkat menyebabkan viskositas naik dan
koefisien difusi menurun. Derajat turbulensi berpengaruh pada koefisien perpindahan massa
dan ketebalan lapisan film, dengan naiknya derajat turbulensi akan menurunkan atau
menipiskan lapisan film dan meningkatkan koefisien perpindahan massa.
8/10/2019 Absorbsi Co2 Dengan Larutan Naoh Perbaikan
Absorbsi Gas Karbon Dioksida dengan Larutan NaOH 20
Laboratorium Proses Kimia 2014
INTISARI
Absorbsi merupakan salah satu proses separasi dalam industri kimia dimana suatu campuran gas
saling kontak dengan suhu cairan penyerap tertentu sehingga satu atau lebih komponen gas tersebutlarut dalam cairannya. Percobaan absorbsi CO2 dengan NaOH bertujuan untuk mempelajari pengaruhkonsentrasi NaOH terhadap jumlah CO2 terserap, menentukan besar koefisien perpindahan massa pada
proses absorbsi, dan tetapan laju reaksi CO2 dan NaOH. Pada percobaan ini, variable berubah adalah konsentrasi NaOH yaitu 1 N; 0,75 N; dan 0,5 N.
Beda waktu pengambilan sampel yaitu 1 menit dan tekanan operasi 1 atm. Sedangkan variabel tetapnya
adalah laju alir NaOH (15 ml/menit). Percobaan ini diawali dengan membuat larutan induk NaOH 1 N;0,75 N; dan 0,5 N sebanyak 10 liter. Kemudian NaOH dipompa ke bagian atas menara. Lalu gas CO2 dialirkan ke bagian bawah absorber dan NaOH dialirkan ke kolom packed sesuai dengan variabelberubah. Larutan NaOH dan CO2 dibiarkan saling kontak. Sebanyak 10 ml sampel yaitu campuranantara NaOH dengan CO2 diambil dari bagian dasar menara dengan interval 1 menit dan dianalisiskadar CO3
2-dengan cara titrasi acidi alkalimetri.
Dari hasil percobaan didapatkan hasil semakin besar konsentrasi NaOH maka semakin besar CO2 yang terserap, dikarenakan semakin banyak jumlah molekul NaOH yang dapat mengikat CO2 sehingga
CO2 pun akan semakin banyak terserap. Semakin besar konsentrasi NaOH maka nilai Kla dan nilai Kgaakan semakin besar, hal tersebut dikarenakan semakin banyaknya CO2 yang terserap. Selain itu, semakinbesar konsentrasi NaOH, Semakin besar nilai k maka harga A (faktor tumbukan) semakin besar. Hal
tersebut menunjukkan bahwa konsentrasi molekul NaOH yang terlarut semakin banyak dan jaraknya semakin rapat seiring dengan meningkatnya nilai konstanta kecepatan reaksi antara NaOH dan CO2.
Kesimpulan dari percobaan ini adalah semakin besar konsentrasi NaOH maka nilai Kla, Kga dan K akan semakin besar serta CO2 yang terserap akan semakin banyak. Saran yang dapat diberikan antaralain penggunaan valve yang baik sehingga mudah dalam pengaturan laju alir, menjaga valve sehinggadapat memperoleh laju alir yang konstan dan melakukan titrasi dengan teliti sesuai dengan warna yangdiperoleh.