template presentation tekim undip

“ChE Undip for better life”

Presentasi Praktikum Absorbsi Gas Karbondioksida dengan Larutan NaOH

Kelompok 4/Senin Pagi :1.Arief Rahmawan 210301111200382.Barnabas Rifqi A 210301111301353.Wiwit M 21030111130129


PendahuluanLatar 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).

• 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)

• 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 CO32- membentuk ion HCO3- biasanya diabaikan (Danckwerts, 1970; Juvekardan Sharma, 1972)

Manfaat Percobaan• Mengetahui pengaruh laju alir NaOH terhadap jumlah CO2 yang terserap pada berbagai waktu reaksi.

• Mengetahui pengaruh laju alir NaOH terhadap nilai tetapan perpindahan massa CO2 (kGa).

• Mengetahui pengaruh laju alir NaOH terhadap reaksi antara CO2 dan NaOH (k2).

• Mengetahui pengaruh laju alir NaOH terhadap nilai kLa.


Landasan TeoriAbsorbsi

• Absorbsi merupakan salah satu proses separasi dalam industri kimia dimana suatu campuran gas dikontakkan dengan suatu cairan penyerap tertentu sehingga satu atau lebih komponen gas tersebut larut dalam cairannya

• Absorbsi fisik merupakan suatu proses yang melibatkan peristiwa pelarutan gas dalam larutan penyerap, namun tidak disertai dengan reaksi kimia

• Absorbsi kimia merupakan suatu proses yang melibatkan peristiwa pelarutan gas dalam larutan penyerap yang disertai dengan reaksi kimia.

Contoh gambar Proses Absorbsi dan Desorbsi CO2 dengan Pelarut MEA di Pabrik Amonia


• Analisis Perpindahan Massa dan Reaksi dalam Proses Absorpsi Gas oleh Cairan.Secara umum, proses absorpsi gas CO2 kedalam larutan NaOH yang disertai reaksi kimia

berlangsung melalui empat tahap, yaitu perpindahan massa CO2 melalui lapisan gas menuju lapisan antarfase gas-cairan, kesetimbangan antara CO2 dalam fase gas dan dalam faselarutan, perpindahan massa CO2 dari lapisan gas kebadan utama larutan NaOH dan reaksi antara CO2 terlarut dengan gugus hidroksil (OH-)

Mekanisme Absorbsi Gas CO2 dalam Larutan NaOH


Bahan dan AlatBahan yang digunakan– Kristal Natrium Hidroksida (NaOH) -Cairan Gas Karbondioksida (CO2 di tabung bertekanan

– Udara -Aquadest (H2O)

– Reagent untuk analisis yaitu larutan HCl 0,1 N dan indikator PP dan MO

Gambar Alat

Variabel Operasi• Variabel tetap

Suhu : 30 oCKonsentrasi NaOH : 0.05N

• Variabel berubahLaju NaOH : 20ml/menit ; 40ml/menit ; 60 ml/menit


Langkah Kerja :Membuat larutan

induk NaOH

Menentukan fraksi ruang kosong pada kolom absorpsi

Operasi Absorbsi

Menganalisis Sample


HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

1. Profil Perubahan Konsentrasi CO2 Pada Berbagai Laju Alir NaOH dan Waktu

Tabel 1. Hasil Percobaan Absorbsi CO2 dengan Variabel Laju Alir NaOH

NaOH(ml/menit)

kGa(mol/m3.pa)

kla(mol/m3.pa)

ka(mol/m3.pa)

CO2 terserap (mol)

20 195,66 7,69 x 10-5 0,241 0,6115

40 187,57 3,67 x 10-5 0,261 0,6135

60 1326,139 4,06 x 10-4 0,124 0,9915


Tabel 2. Hasil Jumlah CO2 Terserap

Dapat dilihat bahwa waktu untuk mencapai keadaan steady untuk laju alir NaOH 20 ml/menit dicapai pada waktu 4 menit, pada laju alir 40 ml/menit dicapai pada waktu 3 menit dan pada laju alir NaOH 60 m/menit dicapai pada waktu 2 menit.Semakin besar laju alir NaOH maka kontak antara CO2 dan NaOH semakin baik. Dengan demikian, keadaan steady semakin cepat tercapai jika laju alir NaOH diperbesar.

Waktu (menit) CO2 yang terserap (20 ml/m NaOH)

CO2 yang terserap (40 ml/m NaOH)

CO2 yang terserap (60 ml/m NaOH)

0 0,0395 0,06 0,091

1 0,041 0,059 0,103

2 0,044 0,045 0,0525

3 0,0545 0,0635 0,1

4 0,055 0,0535 0,09

5 0,06 0,0595 0,101

6 0,0615 0,0525 0,0915

7 0,0585 0,054 0,0765

8 0,0645 0,079 0,09

9 0,061 0,0435 0,0915

10 0,072 0,044 0,1045


Pengaruh Laju Alir NaOH terhadap CO2 yang terserap

Dapat dilihat bahwa semakin besar laju alir NaOH, maka semakin banyak pula CO2 yang terserap. Hal ini disebabkan karena semakin besar laju alir maka semakin banyak larutan NaOH yang mengalami kontak dengan CO2. Sehingga semakin banyak pula partikel NaOH yang mampu menyerap CO2.

Dapat dilihat juga pada saat Q= 0,02 l/mnt CO2 yang terserap sebanyak 4,535; pada saat Q= 0,04 l/mnt CO2 yang terserap sebanyak 4,72; dan pada saat Q= 0,06 l/mnt CO2 yang terserap sebanyak 5,135. Sehingga dapat ditarik kesimpulan bahwa jumlah CO2 yang terserap akan semakin meningkat seiring dengan semakin besarnya laju alir (Endahwati, 2011)


Pengaruh Laju Alir NaOH terhadap kGa

Terlihat bahwa grafik turun pada laju alir 0,04 L/menit, kemudian naik pada 0,06 L/menit,. Grafik turun karena aliran pada packed column belum mencapai keadaan steady. Karena jika aliran pada packed column sudah steady, maka nilai kGa akan semakin besar (grafik naik) seiring meningkatnya laju alir NaOH.

Kenaikan laju alir NaOH akan meningkatkan koefisien perpindahan massa antar fase gas-cair. Hal ini dapat terjadi karena semakin besar laju alir cairan maka kontak antara gas dengan cairan semakin baik. Dengan demikian, jumlah gas yang didapat berpindah dari fase gas menuju fase cairan juga semakin besar (Kumoro, Andri Cahyo dan Hadiyanto, 2000).


• Pengaruh Laju Alir NaOH terhadap nilai kLa

Terlihat bahwa grafik turun pada laju alir 0,04 L/menit, kemudian naik pada 0,06 L/menit,. Grafik turun karena aliran pada packed column belum mencapai keadaan steady. Karena jika aliran pada packed column sudah steady, maka nilai kGa akan semakin besar (grafik naik) seiring meningkatnya laju alir.

• Hal ini disebabkan karena laju alir (Q) berbanding lurus dengan nilai kLa, sesuai rumus:

• Berdasarkan persamaan tersebut, dapat disimpulkan bahwa semakin besar laju alir suatu cairan, maka nilai kLa semakin besar sebagai akibat dari kontak antara gas dengan cairan yang semakin banyak (Kumoro, Andri Cahyo dan Hadiyanto, 2000).


Hubungan k2 dengan Laju Alir NaOH

Dapat dilihat bahwa terjadi peningkatan nilai konstanta kecepatan reaksi (k2) pada laju alir NaOH 0.02 L/menit. Kemudian , ketika laju alir ditingkatkan maka akan terjadi penurunan nilai k2.

Jika dilihat dari persamaan berikut : Persamaan diturunkan :

Maka

Dari persamaan dapat dilihat bahwa k2 berbanding terbalik dengan tekanan CO2 masuk kolom. Dalam percobaan yang kami lakukan, tekanan gas CO2 mengalami perubahan. Dimana tekanan pada laju alir 20 ml/menit adalah 6,5 bar dengan nilai k2 sebesar 0,241; tekanan pada saat laju alir NaOH 40 ml/menit adalah 6,7 bar dengan nilai k2 sebesar 0,261; dan tekanan pada saat laju alir 60 ml/menit adalah 6,8 bar dengan nilai k2 adalah 0,12413. Sehingga dapat disimpulkan bahwa semakin besar tekanan CO2 saat memasuki kolom, maka semakin kecil pula nilai k2 nya. (Levenspiel, 1972)


Hubungan CO2 Yang Terserap Terhadap Waktu

Dari dapat disimpulkan, semakin lama waktu operasi, maka jumlah CO2 yang terserap akan semakin banyak. Hal ini disebabkan karena kesempatan kontak antara NaOH dan CO2 semakin lama sehingga konversi akan meningkat dan menyebabkan reaksi akan berjalan lebih sempurna.Pada awalnya akan terjadi peningkatan jumlah CO2 yang terserap, kemudian pada suatu waktu jumlah CO2 yang terserap akan konstan. Hal ini dapat dilihat dari jumlah CO2 yang terserap konstan dalam grafik. Dapat ditarik kesimpulan bahwa jumlah CO2 yang terserap akan konstan seiring dengan berjalannya waktu. Hal ini disebabkan karena reaksi berjalan secara kontinyu (Endahwati, 2011).


Kesimpulan dan Saran5.1 Kesimpulan• Semakin besar laju alir NaOH maka CO2 yang terserap akan semakin besar pula karena semakin banyak jumlah partikel

NaOH yang mengalami kontak dengan gas CO2.

• Pada percobaan nilai koefisien perpindahan massa di lapisan gas (kGa) pada laju alir NaOH 20 ml/menit diperoleh sebesar 195,66 mol/m3.pa dan pada laju alir NaOH 40 ml/menit kGa mengalami penurunan menjadi 187,57 mol/m 3.pa yang kemudian mengalami peningkatan saat laju alir NaOH 60 ml/menit menjadi 1326,139 mol/m 3.pa.

• Pada percobaan nilai koefisien perpindahan massa di lapisan cair (kLa) pada laju alir NaOH 20 ml/menit diperoleh sebesar 7,69 × 10-5 mol/m3.pa dan pada laju alir NaOH 40 ml/menit kLa mengalami penurunan menjadi 3,67 × 10 -5 mol/m3.pa yang kemudian mengalami peningkatan saat laju alir NaOH 60 ml/menit menjadi 4,06 × 10 -4 mol/m3.pa.

• Pada percobaan nilai tetapan laju reaksi (k2) pada laju alir NaOH 20 ml/menit diperoleh sebesar 0,241 mol/m3.pa dan pada laju alir NaOH 40 ml/menit k2 meningkat menjadi 0,261 mol/m3.pa yang kemudian mengalami penurunan saat laju alir NaOH 60 ml/menit menjadi 0,124 mol/m3.pa.

• Semakin lama waktu operasi, maka jumlah CO2 yang terserap akan semakin banyak. Hal ini disebabkan karena kesempatan kontak antara NaOH dan CO2 semakin lama

5.2 Saran• Pada saat melakukan percobaan larutan NaOH dialirkan sampai overflow sebelum dikontakkan dengan CO 2 , laju alir CO2

dijaga tidak terlalu besar agar pengeluaran CO2 dapat diminimalisir dan pada saat pengaturan bukaan keran untuk menentukan laju alir sebaiknya dilakukan dua kali agar lebih akurat.

template presentation tekim undip

Documents