(c3) kelas xi · 2020-06-17 · proses industri kimia (c3) kelas xi cicik sri wulandari pt kuantum...

PROSES INDUSTRI KIMIA

(C3) KELAS XI

Cicik Sri Wulandari

PT KUANTUM BUKU SEJAHTERA

PROSES INDUSTRI KIMIASMK/MAK Kelas XI© 2020Hak cipta yang dilindungi Undang-Undang ada pada Penulis.Hak penerbitan ada pada PT Kuantum Buku Sejahtera.

Penulis : Cicik Sri WulandariEditor : Ahmad Thoriq HadiyantoDesainer Kover : Achmad FaisalDesainer Isi : Ayu Amelia SyafitrieTahun terbit : 2020ISBN : 978-623-7591-50-4

Diterbitkan oleh PT Kuantum Buku SejahteraAnggota IKAPI No. 212/JTI/2019Jalan Pondok Blimbing Indah Selatan X N6 No. 5 Malang - Jawa TimurTelp. (0341) 438 2294, Hotline 0822 9951 2221; Situs web: www.quantumbook.id

Dilarang memperbanyak atau memindahkan sebagian atau seluruh isi buku ini dalam bentuk apapun, baik secara elektronis maupun mekanis, termasuk memfotokopi, merekam atau dengan sistem penyimpanan lainnya, tanpa izin tertulis dari PT Kuantum Buku Sejahtera.

iii

Daftar Isi

Prakata ..................................................................................................................... vBab 1 Pengolahan Air Minum dan Air Proses ............................................................ 1 A. Sumber Air Minum dan Air Proses .............................................................................. 2 B. Jenis Kualitas Air Minum dan Air Proses .................................................................... 2 C. Parameter Standar Air Minum dan Air Proses .......................................................... 3 D. Proses Pengolahan Air Minum dan Air Proses ......................................................... 6 Uji Kompetensi ............................................................................................................................. 16

Bab 2 Pembuatan Natrium Klorida, Soda, dan Asam Klorida ................................. 21 A. Sumber Garam .................................................................................................................... 22 B. Proses Pembuatan Garam ............................................................................................... 23 C. Penggunaan Garam .......................................................................................................... 28 D. Pembuatan Soda Kaustik, Soda, Asam Klorida ........................................................ 29 E. Asam Klorida (HCl) .................................................................................................... 39 Uji Kompetensi ............................................................................................................................. 41

Bab 3 Pembuatan Asam Sulfat ................................................................................... 47 A. Pengertian Asam Sulfat .................................................................................................... 48 B. Sifat Asam Sulfat ................................................................................................................. 49 C. Tahapan Proses Pembuatan Asam Sulfat .................................................................. 50 Uji Kompetensi .............................................................................................................................. 56

Bab 4 Pembuatan Pupuk Nitrogen dan Phosfor ...................................................... 61 A. Pengertian Pupuk Nitrogen dan Fosfor .................................................................... 62 B. Jenis-Jenis Pupuk ............................................................................................................... 62 C. Proses Pengolahan sintesis Pupuk Nitrogen dan Fospor .................................... 66 D. Asam Fosfat ......................................................................................................................... 72 Uji Kompetensi .............................................................................................................................. 74

Bab 5 Pembuatan Keramik, Semen, dan Kaca .......................................................... 79 A. Memahami Keramik .......................................................................................................... 80 B. Jenis-Jenis Keramik ............................................................................................................ 81 C. Sifat-Sifat Keramik .............................................................................................................. 81 D. Bahan Baku Dasar ............................................................................................................... 82 E. Konversi Kimia Keramik, Semen, dan Kaca ............................................................... 83 F. Kegunaan Keramik Industri ............................................................................................ 83 G. Proses Keramik ................................................................................................................... 84 H. Semen ............................................................................................................................. 87 I. Proses Pembuatan Semen ....................................................................................... 91 J. Tahapan Proses Semen .................................................................................................. 92 K. Kaca.................................................................................................................................. 95 Uji Kompetensi .............................................................................................................................. 103

iv

Bab 6 Pembuatan Pulp dan Kertas ............................................................................. 107 A. Memahami Pulp .................................................................................................................. 108 B. Bahan Baku Pulp ................................................................................................................. 109 C. Proses Pembuatan Pulp ................................................................................................... 109 D. Jenis Kualitas dan Klasifikasi Kertas ............................................................................. 112 Uji Kompetensi .............................................................................................................................. 114

Bab 7 Pembuatan Zat Warna....................................................................................... 119 A. Mengenal Istilah Zat Warna ............................................................................................ 120 B. Bahan Dasar atau Sumber ............................................................................................... 121 C. Kegunaan Zat Pewarna Alami ........................................................................................ 122 D. Pewarna Sintetis ................................................................................................................. 123 E. Pigmen .................................................................................................................................. 125 F. Pengolahan Limbah Warna Sintetis ............................................................................. 125 Uji Kompetensi ............................................................................................................................. 127

Bab 8 Pembuatan Cat .................................................................................................. 133 A. Memahami Teknologi Pembuatan Cat ....................................................................... 134 B. Komponen Cat .................................................................................................................... 134 C. Bahan Baku Cat ................................................................................................................... 135 D. Proses Pembuatan Cat ...................................................................................................... 137 E. Jenis Pencampuran Pembuatan Cat ............................................................................ 138 F. Macam-Macam Jenis Cat ................................................................................................. 139 Uji Kompetensi .............................................................................................................................. 141

Bab 9 Limbah Padat Non B3 ........................................................................................ 145 A. Memahami Limbah Padat Non-B3 ............................................................................... 146 B. Mengidentifikasi Pengolahan Limbah Padat Non-B3 ........................................... 146 C. Jenis Limbah Padat Non-B3 ............................................................................................ 147 D. Manfaat Pengolahan Limbah Padat Non-B3 ............................................................ 150 Uji Kompetensi .............................................................................................................................. 153 Glosarium.......... ................................................................................................................. 159Daftar Pustaka ................................................................................................................... 160Biodata Penulis .................................................................................................................. 162Biodata Konsultan ............................................................................................................. 163Tim Kreatif.......... ................................................................................................................ 164

v

Prakata

Sungguh sebuah kebahagiaan dan rasa bersyukur yang mendalam bagi penulis dapat menyelesaikan buku ini. Buku ini ditulis sebagai salah satu sumber belajar siswa SMK/MAK kelas XI untuk mempelajaridan memperdalam materi Proses Industri Kimia.Buku Proses Industrri Kimia disajikan dalam Sembilan bab sebagai berikut.Bab I : Mengolah Air Minum dan Air ProsesBab II : Pembuatan Natrium Klorida, Soda, dan Asam KloridaBab III : Pembuatan Asam Sulfat Bab IV : Pembuatan Pupuk Nitrogen dan PhosforBab V : Pembuatan Keramik, Semen, dan KacaBab VI : Pembuatan Pulp dan KertasBab VII : Pembuatan Zat WarnaBab VIII : Pembuatan CatBab IX : Limbah Padat Non B3 Setiap bab dalam buku ini dilengkapi Kompetensi Dasar (KD) dan Tujuan Pembelajaran yang telah disesuaikan dengan Revisi K-13. Pembahasan materi disajikan dengan bahasa yang lugas dan mudah dipahami dari pembahasan umum ke pembahasan khusus. Untuk menunjang pembelajaran yang actual, buku ini sudah menerapkan STEM (Science, Technology, Engineering dan Mathematic) serta soal-soal evaluasi berbasisi HOTS. Semoga buku Proses Industri Kimia SMK/MAK kelas XI bermanfaat bagi siswa dan seluruh pembaca dalam memperoleh pengetahuan, penulis menerima saran dan kritik yang membangun. Selamat belajar, semoga sukses!

Penulis

vi

Do not Pray for an Easy life,

pray for the strength to endure a difficult one

Jangan kamu berdoa untuk hidup yang mudah,Berdoalah agar diberi kekuatan supaya dapat

menghadapi hidup yang sulit.

"Bruce Lee"

Pengolahan Air Minum dan Air Proses 1

1BAB

Setelah mempelajari bab ini diharapkan siswa dapat1. memahami sumber air minum dan air proses yang sesuai dengan teori dengan benar;2. memahami jenis kualitas air minum dan air proses yang sesuai dengan teori dengan benar;3. memahamis parameter standar kualitas air minum dan air proses yang sesuai dengan teori dengan

benar; dan4. memahami proses pengolahan air minum dan air proses yang sesuai dengan teori dengan benar.

Tujuan Pembelajaran

Pengolahan Air Minum dan Air Proses

3.1 Menerapkan pengolahan air minum dan air proses4.1 Mengolah air minum dan air proses

Kompetensi Dasar

Proses Industri Kimia2

Air minum adalah salah satu kebutuhan mendasar bagi manusia yang dikonsumsi secara terus-menerus dalam kegiatan sehari-harinya untuk kelangsungan hidup yang bersifat universal solvent (pelarut berbagai macam zat). Melalui pernyataan di atas, timbul pertanyaan tentang bagaimana cara mengolah air baku agar dapat digunakan sebagai air proses dalam industri? Untuk menjawabnya, bab ini akan dibahas tentang sumber air baku, fungsi air baku, jenis air baku, dan proses air baku.

A. Sumber-Sumber Air

Sumber-sumber air yang banyak dimanfaatkan dalam kehidupan sebagai berikut.1. Air laut merupakan sumber air yang mengandung banyak jenis garam dan mineral.2. Air tawar merupakan kebalikan air laut karena tidak mengandung garam dan mineral

sehingga aman untuk dikonsumsi.

B. Jenis-Jenis Pelunakan Air

1. Air sadah (air kaku/hard water) merupakan air yang mengandung garam-garam kalsium atau magnesium.

2. Air lunak (soft water) merupakan air yang tidak mengandung garam-garam kalsium atau magnesium.

Kesadahan sementara Penyebab adanya garam bikarbonat dari kalsium/magnesium, yaitu Ca(HCO3)2 atau Mg(HCO3)2. dapat dihilangkan dengan cara memanaskan air tersebut sehingga garam bikarbonat mengendap menjadi karbonat terbebas dari ion Ca2+ dan atau Mg2+, jalan pemanasan senyawa-senyawa tersebut akan mengendap pada dasar ketel.Reaksi: Ca(HCO3)2 (aq) → CaCO3 (s) + H2O (l) + CO2 (g)

Mg(HCO3)2 (aq) → Mg(OH)3 (s)+ H2O (l) + CO2 (g)

Kesadahan tetap Penyebabnya adanya garam karbonat, sulfat atau klorida dari kalsium atau magnesium, yaitu CaCl2, CaSO4, MgCl2, MgCO3, MgSO4

Dapat dihilangkan cara kimia dengan proses kapur soda Na2CO3, natrium fosfat, penukar ion menggunakan resin. Efek negatif menimbulkan kerak pada alat ketel uap. Reaksi CaCl2 + Na2CO3 → CaCO3 + 2NaCl MgSO4 + Na2CO3 → MgCO3 + Na2SO4

Tabel 1.1 Klasifikasi tingkat kesadahan

Mg/l CaCO3 Tingakat kesadahan

0-75 Lunak(soft)

75-150 Sedang (moderately hard)


150-300 Tinggi (hard)

>300 Tinggi sekali (very hard)

Sumber: Cicik Sri W.

Tingkat kesadahan air dinyatakan dalam satuan mg/l CaCO3 atau ppm CaCO3 atau satuan Grain atau derajat hubungan antara satuan sebagai berikut.1 grain per US galon = 1o(derajat) = 17,1 ppm CaCO3 100 ppm (part per Millons) = 40 ppm kalsium 1 derajat (Inggris) = 10 mg CaCO3/0,7 l air = 14,3 mg CaCO3/l air 1 derajat (Jerman) = 10 mg CaCO3 = 17,8 mg CaCO3/l air 1 derajat (Perancis) = 10 mg CaCO3/l air

C. Parameter Standar Kualitas Air

1. Standar Fisik Satuan ketetapan konsentrasi pencemar adalah miligram per liter (mg/l), artinya gram per meter kubik (gr/m3). a. suhu sekitar 3oC dan air minum 15–35 oC (kepuasan dahaga),b. warna, c. bau dan rasa (kadar zat terlarut 25–50mg/l), dand. kekeruhan (turbidity).

2. Standar Kimia Persyaratan kualitas air minum sifat kimia berpengaruh pada adanya unsur-unsur tersebut di dalam air yang melebihi standar, yaitu a. derajat keasaman (pH),b. jumlah zat padat (total solid), c. zat organik,d. CO2 agresi, e. kesadahan total (total hardness) danf. kalsium (Ca).

3. Standar Bakteriologis Air Parameter bakteriologi adalah kandungan koliform. a. Colli air minum tidak boleh mengandung bakteri-bakteri penyakit (patogen)

yang melebihi batas, yaitu 1 coli/100 ml air. b. COD (Chemical Oxygen Demand), yaitu suatu uji yang menentukan jumlah

oksigen yang dibutuhkan oleh bahan oksidan. Misalnya, kalium dikromat untuk mengoksidasi bahan-bahan organik yang terdapat dalam air.

c. BOD (Biochemical Oxygen Demand) adalah jumlah zat terlarut yang dibutuhkan oleh organisme hidup untuk memecah bahan-bahan buangan di dalam air.

d. pH, mempengaruhi rasa, korosifitas air, dan efisiensi klorinasi.e. Kesadahan, sangat mempengaruhi efektifitas penggunaan untuk industri (air

ketel/boiler, air pendingin, atau pemanas).


Tabel 1.2 Zat Terlarut dalam Air

Berat atom Berat ekuivalen

Kation: Natrium (Na+) Kalium (K+) Kalsium (Ca2+) Magnesium (Mg2+) Besi (Fe2+) Mangan (Mn2+) Barium (Ba2+) Stronsium (Sr2+) Aluminium (Al3+)

23,039,140,124,355,854,9

137,487,637,0

23,039,120,012,227,927,568,743,89,0

Anion: Klorida (Cl-) Sulfida (SO4

2-) Karbonat (CO3

2-) Bikarbonat (HCO3

-) Hidroksida (OH-)

35,596,060,061,017,0

35,548,030,061,017,0


Table 1.3 Satuan Konsentrasi Analisis Air

Unit Satuan Keterangan

1. Milligram per liter Mg/l Jumlah milligram subtansi dalam satu liter air

2. Parts per millon Ppm Kira-kira sama dengan mg/l

3. Milliequivalents per millon Meq/L

4. Equivalents per millon e.pm

5. Grains per gallon gpg Mg/l x 17,1

6. Calcium Karbonat Equivalen Mg/l CaCO3

7. Persen Berat % wt g/100 milliliters (ml) atau


Catatan: Pada Tabel 1.3 nomor 6 digunakan perhitungan proses pelunakan air (water softening) dan sebagai satuan standar alkalinitas dan kesadahan (hardness).


Contoh soal:1. 1.000 mg/ l Ca2+ sama dengan 1.000/20 atau 50 meq /l Ca2+

2. 1.000 mg /l SO42- sama dengan 1.000/48 atau 20,8 meq/l SO4

2-

3. Jika analisis air menunjukkan adanya 1.000 mg/ l Ca2+dan 1.000 mg /l SO42- berapakah

CaSO4 dalam air? Jawaban:Apabila dilihat dari data, kedua konsentrasi memiliki kesamaan. Namun, hasil kedua konsentrasi 50 meq/l Ca2+ > 20,8 meq/l SO4

2- sehingga CaSO4 akan terbentuk berat eqiuvalennya, yaitu Apabila dilihat Tabel 1.1; (berat ekuivalen Ca2+) + (berat ekuivalen SO4

2-) = 20 + 48 = 68,sedangkan Tabel 1.2; meq/l =(mg/l) / berat eqikuivalen), atau meq/l x berat ekuivalen = 20,8 meq / l x 40 (beratekuivalen CaSO4)

= 1414 mg/l CaSO4

4. Berapakah ekuivalen (sebagai CaCO3) dari a. 117 mg /l NaCl b. 2.10-3 mol NaCl Jawabana. satu ekuivalen kalsium karbonat + [40 +12 + 3 . (16)] / 2 = 50 mg/meq

satu ekuivalen NaCl = (23 + 35,5 ) /1 = 58,5 gr/ eq = 58,5 mg/ meq

b. 1 mol zat dibagi dengan valensinya sama dengan satu ekuivalen (2. 10-3 mol /l) / 1 mol / eq = 2 . 10-3 eq /l sehingga 2.10-3 eq/l x50 gr /eq = 0,1 gr /l = 100 mg / l NaCl sebagai NaCO3

Tabel 1.4 Daftar Harga kesadahan

Komponen Mg/l Berat Ekuivalen

Meq/l

Ca2+ 40,0 20,0 2,00

Mg2+ 10,0 12,2 0,82

Na+ 11,7 23,0 0,51

K+ 7,0 39,1 0,18

Total Kation = 3,51

HCO3- 110 61,0 1,80

SO42- 67,2 39,1 1,40

Cl- 11,0 35,5 0,31

Total Anion = 3,51



1,80 meq/l Ca(HCO3) 0,38 meq/l Na2SO4

0,2 meq/l CaSO4 0,13 meq/l NaCl

0,82 meq/l MgSO4 0,18 meq/l KCl

Kesadahan adalah jumlah konsentrasi ion Ca2+ dan Mg 2+ yang ditunjukkan dalam mg/l CaCO3 dan alkalinitas adalah sama dengan konsentrasi bikarbonat.

Perhitungan:

Penentuan kesadahan:Dengan perhitungan dan metode titrasi EDTA (Ethylen Diamine Tetra Acetic)Dengan ion yang bervalensi 2 didapatkan dari hasil analisis.

D. Proses Pengolahan Air Minum dan Air Proses

1. Proses Air IndustriAir proses dibutuhkan oleh industri dan air pengisi ketel menggunakan tenaga uap dengan steam (uap) bagian terpenting sumber tenaga (tenaga penggerak). Boiler adalah tungku dalam berbagai bentuk dan ukuran yang digunakan untuk menghasilkan uap lewat penguapan air bagi pembangkit tenaga listrik melalui turbin, proses kimia, dan pemanasan dalam produksi.


2. Sistem KerjaAir diubah menjadi uap dan panas disalurkan ke air boiler sehingga menghasilkan uap yang terus-menerus. Feed water boiler digunakan untuk menggantikan uap yang hilang. Saat uap meninggalkan air boiler, partikel padat terlarut seperti semula dalam feed water boiler.

3. Pengolahan Air a. Pengolahan air secara eksternal (external treatment). b. Pengolahan air secara internal (internal treatment).Berikut adalah penjabarannya.a. Pengolahan air secara eksternal (external treatment)

Bertujuan memperbaiki kualitas air, prosesnya digunakan mengolah impurities. 1) Proses pendahuluan: Sedimentasi, Klarifikasi (Koagulasi dan Flokulasi),

Aerasi.2) Proses filtrasi (penghilangan zat padat tersuspensi).3) Proses penurunan/penghilangan padatan terlarut menghilangkan padatan

terlarut tanpa metode kimiawi. Misalnya, proses pertukaran ion (ion exchanger).

4) Desalinasi.5) RO (Reserver Osmosis).Berikut adalah penjabarannya.1) Proses pendahuluan

Pengendapan (sedimentasi) Bertujuan memisahkan/mengendapkan zat padat atau suspense non-

koloidal dalam air dengan memanfaatkan gaya gravitasi. Kecepatan pengendapan partikel dalam air bergantung berat jenis, ukuran partikel, viskositas, dan kecepatan aliran dalam bak pengendap.

2) Proses klarifikasi Bertujuan menghilangkan padatan tersuspensi berupa partikel kasar, halus, atau bersifat koloid.a) Koagulasi merupakan proses penetralan partikel dalam air sehingga

terjadi tolak-menolak dan dilanjutkan pengendapan dan diaduk dengan cepat. Hasil reaksi yang terjadi disebut flok, yaitu partikel bukan koloid yang halus.

b) Flokulasi merupakan kelanjutan proses koagulasi. Pada hasil proses tersebut berupa partikel halus sehingga membentuk gumpalan yang lebih besar, perlakuan pengadukan dilakukan secara lambat. Pada proses ini ditambahkan bahan kimia. Misalnya, alum (aluminium sulfat), natrium aluminat, ferri klorida. Untuk kemudian pengendapan dipercepat lalu ditambahkan coagulant aid seperti clays, coagulant aid 2350.

3) Proses aerasi/deaerasi a) Membantu pemisahan logam yang tidak diinginkan seperti besi dan

mangan. Apabila besi di dalam air, akan terbentuk ferobikarbonat/ferosulfat.

b) Menghilangkan sifat korosif, seperti gas CO2 untuk menurunkan pH air mempercepat proses korosi. Proses penghilangannya dengan


menaikkan temperatur, lamanya waktu kontak, makin luasnya permukaan kontak antara air dengan udara, banyaknya volume gas pada kontak di air.

c) Menghilangkan bau, rasa, dan warna yang disebabkan oleh mikrooorganisme atau hasil metabolisme mikroba.

Sistem deaerasi dilakukan dengan menggunakan alat yang disebut deaerator untuk mengurangi kadar oksigen dalam air umpan dengan memanaskan air 5oC–10oC di bawah titik didihnya. Dalam deaerasi, gas terlarut seperti oksigen dan karbon dioksida, dibuang dengan pemanasan awal air umpan sebelum masuk ke boiler.

Penghilangan oksigen, karbondioksida, dan gas lain yang tidak dapat terembunkan dari air umpan boiler sangat penting bagi umur peralatan boiler dan keamanan operasi.Hal tersebut disebabkan oleh gas yang meningkatkan korosi seperti pada asam karbonat mengorosi logam sehingga menurunkan umur peralatan dan pemipaan. Asam ini juga melarutkan besi (Fe) yang mengendap dan menyebabkan terjadinya pembentukan kerak pada boiler dan pipa.

4) Filtrasi Proses filtrasi untuk menahan zat-zat tersuspensi berupa cairan/slurry

dalam fluida melalui suatu lapisan berpori seperti, pasir dan karbon. Sebagai media penyaring (filter) dioperasikan untuk jangka waktu tertentu jika pressure drop. Filtrasi berfungsi di proses penjernihan air yang secara langsung diambil dari air baku.

5) Pertukaran ion Proses pertukaran ion bila berupa kation maka resin tersebut dinamakan

resin penukar kation dan jika ion yang dipertukarkan berupa anion maka resinnya dinamakan resin penukar anion.

Reaksi pertukaran kation: 2 NaR (s) + CaCl 2 (aq) → CaR (s) + 2 NaCl (aq) Reaksi pertukaran anion: 2 R Cl2 (s) + Na2SO4 → R2SO4(s) + 2NaCl Ditinjau dari reaksi yang mengandung CaCl2 diolah dengan resin

penukar kation NaR dengan R menyatakan resin. Proses penukaran kation yang diikuti dengan penukar anion untuk mendapatkan air demin (deminerlizad water). Jika resin mencapai titik habis dan reaksi pertukaran ion terhenti maka harus diregenerasi dengan larutan yang mengandung ion Na+ seperti NaCl, yaitu pada tahapan regenerasi merupakan kebalikan dari reaksi.

6) Proses ion exchanger Air masuk ke dalam mix bed exchanger berisi campuran kation dan anion,

mengalami pengolahan. Prosesnya dengan cara pertukaran kation dan anion oleh resin.

Kation terutama magnesium dan kalsium akan diikat dan terjadi pertukaran ion dengan R-H kemudian R-OH akan mengikat Cl, sulfat, karbonat dan silica.


Reaksi kation selama water treatment regenerasi: ( R-Ca ) + 2HCl → ( R-H2 ) + CaCl2

Reaksi anion selama water treatment regenerasi: (R-SiO3) + 2NaOH → R – (OH)2+ Na2SiO3

Caranya dengan regenerasi resin dengan melakukan injeksi HCl encer (33%) untuk resin kation yang berfungsi sebagai kation exchanger (menukar semua kation dengan ion H+) atau menggunakan larutan NaCl encer jika resin kation difungsikan sebagai softener yang hanya menukar ion Ca dan Mg dengan ion Na+. Jika resin yang digunakan jenis resin anion dapat diregenerasi dengan larutan NaOH encer (40%).

7) Operasi sistem a) Tahap layanan (service) adalah tahap penghilangan berat ion yang

dilakukan dengan cara mengalirkan air umpan dari atas (down flow). b) Tahap pencucian balik dilakukan jika kemampuan resin telah

mencapai titik jenuh, sasarannya adalah pemecahan resin tergumpal, terperangkap dalam antar ruang resin. Penghilangan kantong gas, dilakukan pencuian up flow atau dari bawah ke atas .

c) Tahap regenerasi, yaitu mengembalikan waktu regenerasi dan jumlah larutan yang dipakai, efisiensi regenerasi resin penukar kation asam kuat diregenerasi dengan H2 untuk anion basa kuat diregenerasi dengan NaOH antara 20–50% dan pemakaian 2–5 %.

d) Tahap pembilasan bertujuan menghilangkan sisa larutan regenerasi terperangkap oleh resin.

e) Penghilangan gas (deaerator) bertujuan mengurangi beban pertukaran pada kolom penukar anion sehingga mengurangi penggunaan larutan regenerasi.

Reaksinya: CO2 + H2O → H2CO3 → H+ + HCO3

- Ditunjukkan bahwa air keluaran resin penukar kation bersifat asam

sehingga kesetimbangan bergeser ke kiri. Air diolah di kolom digasifier yang mengandung karbondioksida dengan alkalinitas bikarbonat.

8) Desalinasi Pemisahan air laut berbasis panas, bahan baku dikondisi mendidih pada

tekanan rendah sehingga menghasilkan uap setelah terjadi dan akhirnya menghasilkan air tanpa garam dan pengotor disebut air desalinasi.

Gambar 1.1 Proses air desalinasiSumber: Rinaldi Medali Rachman, 2013


Reverse Osmosis (RO) adalah proses penyaringan yang dilakukan dengan cara menekan bahan baku air laut pada permukaan membran sehingga melewatkan air murni. Sementara itu, menahan kandungan garam dan pengotor dialirkan ke buangan produk air yang menghasilkan konsentrasi ion.

9) Air boiler (ketel uap)

Gambar 1.2 Proses Pengolahan Air Boiler (ketel uap) Sumber: Fauziah, 2011

Persyaratan air umpan ketel.a) Pembentukan kerak terjadi disebabkan pengendapan (prescipitation)

dari zat pengotor atau tersuspensi. Terbentuknya kerak berakibat local overheating dan logam ketel tidak berfungsi (failure).

b) Terjadinya korosi akibat proses elektrokimia yang kompleks. Penyebab utama adalah pH air rendah, gas terlarut dalam air (O2, CO2), garam terlarut dan padatan tersuspensi.

c) Pembentukan busa (foaming) adalah sebuah peristiwa pembentukan gelembung di atas permukaan air dalam drum boiler, dampaknya mempersempit ruang pelepasan uap-panas (steam-release space).

Tabel 1.5 Macam Kerak pada Ketel

Senyawa Nama berdasarkan mineralogi

Rumus senyawa

Kalsium karbonat Calcite/aragonite CaCO3

Kalsium sulfat Anhydrite CaSO4

Magnesium hidroksida Brucite Mg(OH)2

Basic calcium phosphat Hydroxypatite 3Ca3(PO4)2.Mg(OH)2

Magnesium hydroxyphosphat - Mg3(PO4)2.Mg(OH)2

Besi oksida Haematit, geothit Fe2O3.Fe(OH)3

Kalsium dan magnesium Serpetin 3MgO.2SiO2.2H2O


Silikat AnalciteAcmiteXonottlitePectolite

Na2O.Al2O3.4SiO2.2H2ONa2O.Fe2O3.4SiO2

caO.5SiO2.H2ONa2O.4CaO.6SiO2.H2O


Tabel 1.6 Persyaratan Air Ketel

Tekanan ketel (psig)

Padatan Total (ppm)

Alkalinitas (ppm)

Padatan tersuspensi

Silika (ppm)

0–300 3.500 700 300 125

30–450 3.000 600 250 90

45–600 2.500 500 150 50

60–750 2.000 400 100 35

75–900 1.500 300 60 20

90–1.000 1.250 250 40 8

1.00–1.500 1.000 200 20 2.5

1.50–2.000 750 150 10 1.0

Di atas 2.000 500 100 5 0.5


Tabel 1.7 Baku Mutu Air Umpan Boiler

Parameter Satuan Ukuran

pH unit 10,5–11,5

conductivity Ymhos/cm 5.000, max

TDS Ppm 3.500, max

P-Alkalinity ppm -

M- Alkalinity Ppm 800, max

O – Alkalinity Ppm 2,5 x SiO2, min

T - Hardness Ppm -

Silica Ppm 150, max

Besi Ppm 2, max

PHospat residual Ppm -

SulpHite residual Ppm 20,50

PH Condensate Unit 8,0 – 9,0 Sumber: Cicik Sri W.

Proses pengolahan air umpan ketel Pada awal proses umpan air dari sumber air mengalami pengolahan

pendahuluan (pengolahan eksternal), kemudian diolah dengan menambahkan bahan kimia (proses esensial) yang bermanfaat mencegah berbagai akibat, lalu diinjeksikan ke air umpan boiler.


Contoh penambahan bahan-bahan kimia pada air umpan ketel tanpa harus mengalami pengolahan terlebih dahulu atau meningkatkan jumlah blow down sebagai berikut.a) Khusus untuk mengendalikan pembentukan kerak (chelating agents).b) Apabila ketel beroperasi pada tekanan rendah atau sedang.c) Apabila sejumlah besar kondensat digunakan kembali sebagai air

umpan.d) Apabila air baku digunakan untuk air umpan ketel telah memiliki

kualitas baik.

Tujuan penambahan bahan di proses pengolahan air umpan boiler Mencegah pengendapan pada permukaan logam ketel sebagai kerak.

Jenis ion-ion kalsium dapat diendapkan dalam bentuk kalsium hidroksi apatit (3Ca3(PO4)2.Ca(OH)2) dan kalsium karbonat (CaCO3) dan ion-ion magnesium dan silika diendapkan dalam bentuk sarpentin (2MgSiO3.Mg(OH)2.H2O), magnesium silikat (MgSiO2) dan magnesium hidroksida (Mg(OH)2). Reaksi-reaksi yang terjadi sebagai berikut

3 Ca2+ + 2 PO4 3- → Ca3(PO4)2 Ca2+ + HCO3

- + OH → CaCO3 + H2O Mg2+ + 2 OH → Mg(OH)2 3Mg2+ + 2OH- + 2SiO3

2- + H2O → 2MgSiO3.Mg(OH)2.H2O 4Mg2+ + 2OH- + 2PO4

3- → 2Mg3(PO4)2.Mg(OH)2 Penggunaan chelating agents khusus untuk boiler bertekanan rendah dan air umpan ketel dengan kesadahan yang rendah (1–2 ppm). Contoh dari chelating agent adalah NTA (Nitrile Triacetic Acid) dan EDTA (Ethylene Diamine Tetraacetic Acid). Mengubah zat-zat tersuspensi seperti lumpur, kesadahan dan besi oksida yang tidak melekat pada logam ketel dengan cara pengaturan sifat lumpurnya.

Bahan-bahan organik menstabilkan sehingga efektif pada tekanan operasi ketel. Pengeluaran lumpur dari ketel dilakukan dengan cara blow down.

Selanjutnya, menyediakan perlindungan pembentukan anti busa (anti foam agents) a) Untuk terjadinya pemekatan padatan terlarut dan tersuspensi dalam

air ketel tanpa terjadi carry over. b) Untuk mengatasinya melakukan pengolahan peningkatan blow down

dari ketel.c) Menghilangkan senyawa dalam membantu pembentukan busa dari

kondensat steam yang didaur ulang (recycle). Kemudian, menghilangkan oksigen dari air dan menyediakan

alkalinitas yang cukup a) Mencegah korosi ketel karena sejumlah oksigen dapat terbawa dalam

air umpan ketel meskipun sudah melewati tahap deaerasi. b) Kandungan oksigen yang diijinkan dalam feed water di bawah < 7

ppb baik. Pada feed water atau HRSG, air dipompa ke reaktor untuk


membuang oksigen terlarut secara mekanis (secara fisika) dengan menggunakan steam.

c) Bahan kimia untuk menghilangkan oksigen (chemical oxygen scavenger), biasanya digunakan adalah natrium sulfit dan hydrazine.

Reaksi 2 Na2SO3 + O2 → 2 Na2SO4 N2H4 + O2 → H2O + N2

(1) Natrium sulfit digunakan karena mempunyai kecepatan reaksi yang cepat pada temperatur rendah, mudah untuk diumpankan dan sisa yang tidak bereaksi dapat dianalisis dengan mudah.

(2) Hydrazine untuk menghilangkan oksigen tanpa menambah jumlah kandungan padatan terlarut atau padatan tersuspensi. Hydrazine hanya dapat bereaksi dengan oksigen bebas pada suhu tinggi dan boiler dengan tekanan di bawah 400 psig tidak dapat menggunakan senyawa ini. Hydrazine yang tidak bereaksi akan menambah kandungan amonia dan nitrogen bebas di air boiler. Jumlah hydrazine ditambahkan sama dengan jumlah oksigen terlarut dan berlebih 100% untuk menjaga agar kandungan minimum di air umpan tetap sebesar 0,05–0,1 ppm.Fungsi dari hydrazine:(a) Untuk mengikat oksigen terlarut dalam feedwater(b) Juga mengontrol pH feed water. Dengan reaksi: N2H4 + O2 → 2H2O + N2

3N2H4 → 4NH3 + N2 2N2H4 → 2NH3 + N2 + H2

(c) Mengubah hematit karat Fe2O3 menjadi magnetik Fe3O4, untuk mencegah pipa dialiri feed water sehingga tidak mudah korosi.

(d) tekanan tinggi atau pressure 90–180 kg/cm digunakan trisodium phosphat (Na3PO4) dan disodium phosphat (Na3HPO4) dengan perbandingan 2 : 1.

Sistem kondensat (condensate treatment) Sistem perlakuan terhadap kondensat mencakup pengendalian korosi di

sistem kondensat dan perbaikan mutu kondensat (condensate polishing). Condensate polishing dimaksudkan untuk meminimalkan jumlah

impurities tersebut agar dapat mencegah pembentukan kerak pada ketel dan turbin.Pengolahan air pendingin bearing (water cooler lubricant)Sistem alirannya disebut sistem air pendingin (cooling water system).dibagi dua jenis, yaitu

a) Jenis resirkulasi, yaitu air pendingin yang digunakan, sirkulasi kembali b) Jenis sekali lewat (once-through) digunakan langsung dibuang


Sistem air pendingin dengan resirkulasi terbukaPada sistem resirkulasi terbuka memiliki masalah lebih rumit. a) Pengendalian pembentukan kerak Proses pembentukan kerak dipengaruhi oleh jumlah padatan terlarut

yang ada di air. CaCO3 merupakan kerak pada sistem air pendingin dan sering terbentuk jika kadar Ca dan alkalinitas air terlalu tinggi.

Pengendalian pembentukan kerak dapat ditempuh dua cara, yaitu(1) menurunkan siklus konsentrasi air yang bersirkulasi atau(2) menambah asam, misalnya H2SO4, agar pH air di bawah 7

b) Pengendalian pembentukan fouling dan penghilangan padatan tersuspensi

Proses pembentukan fouling disebabkan oleh mikroorganisme dan dapat dicegah atau dikendalikan menggunakan klorin, klorofenol, garam organometal, ammonium kuartener, dan berbagai jenis mikrobiosida (biosida).

Klorin merupakan chemicals yang paling banyak dipakai menggunakan dosis pemakaian klorin yang efektif adalah sebesar 0,3 hingga 1,0 ppm. Salah satu metoda yang digunakan untuk mengendalikan padatan tersuspensi adalah dengan melakukan filtrasi secara kontinu terhadap sebagian air yang disirkulasi.

b. Pengolahan air secara internal (internal treatment). Maksud dari pengolahan secara internal adalah proses yang menambahkan

atau menginjeksikan bahan kimia ke dalam air sebagai bahan pendukung.Ketidaksesuaian kriteria air umpan boiler menurut baku mutu di mempengaruhi

1) Korosi Korusi merupakan peristiwa elektrokimia yang menyebabkan terjadinya

perubahan bentuk akibat reaksi oksidasi atau disebabkan oksigen terikat dengan logam.

Penyebabnya adalah oksigen terlarut, alkalinity (korosi pH tinggi pada boiler tekanan tinggi), karbondioksida (korosi asam karbonat pada jalur kondensat), korosi khelate (EDTA sebagai pengolahan pencegah keras).

Cara pencegahannya menggunakan dearator (alat penurunan oksigen dari air), menginjeksikan bahan kimia berupa oxygen acavenger.

2) Kerak Terjadinya pengendapan hardness feedwater, kejenuhan berlebih (TDS)

dan gelembung sulit pecah, contoh keraknya CaCO3, Ca3(PO4)2, Mg(OH)2, SiO2, FePO4, Fe2(CO3)3.

Cara mengatasinya, menginjeksikan bahan kimia, mengontrol kualitas air umpan dan menggunakan alat deminalizer atau softener tank.

3) Endapan Pembekuan berasal dari materi organik, oksida besi, partikel padat

tersuspensi dari feedwater Cara mengatasinya dengan mengatur blowdown, mengontrolnya.


Tugas Kelompok


Unit pendukung proses disebut juga unit utilitas sebagai sarana penunjang proses dalam Industri pada utilitas meliputi air, kukus (steam), dan listrik. Gambar skema di atas menjelaskan tentang proses unit penyediaan air yang bertugas memenuhi kebutuhan air seperti air pendingin, air umpan boiler, air untuk penyediaan umum, sanitasi, dan air hidran (pemadam kebakaran). Jelaskan bagaimana alur proses pembuatan air umpan?

Rangkuman

1. Kesadahan air terdiri dari kesadahan sementara dan kesadahan tetap.2. Kesadahan sementara dihilangkan cara pemanasan dan kesadahan tetap

dengan cara kimia (proses kapur soda).3. Tingkat kesadahan air dinyatakan dalam satuan mg/l CaCO3 atau ppm.4. Eksternal air umpan boiler: koagulasi dan flokulasi, sedimentasi, filtrasi,

demineralisasi, deaerasi.5. Melunakkan kesadahan dengan cara pemanasan, pengendapan dengan reaksi

kimia, ion exchanger/pertukaran ion.6. Satuan ketetapan konsentrasi pencemar dalam air adalah miligram per liter

(mg/l), artinya gram permeter kubik (gr/m3). 7. Jenis pelunakan air terdiri air sadah (air kaku/hard water), air lunak (soft water).8. Pengolahan air secara eksternal (external treatment). Contohnya proses

pendahuluan, filtrasi, penurunan zat terlarut, desalinasi, reserver osmosis dan internal (internal treatment).

9. Regenerasi resin dengan injeksi HCl encer (33%) untuk resin kation dan jenis resin anion dapat diregenerasi dengan larutan NaOH encer (40%).

10. Proses pembentukan fouling oleh mikroorganisme dicegah atau dikendalikan dengan klorin, klorofenol, garam organometal dan ammonium kuartener,


Uji KompetensiA. Soal Pilihan GandaPilihlah jawaban yang paling tepat.1. Kesadahan air dapat dihilangkan dengan cara memanaskan air sehingga garam

bikarbonat mengendap menjadi karbonat terbebas dari ion Ca2+ dan atau Mg2+ disebut ....a. kesadahan tetap d. kesadahan hard waterb. kesadahan sementara e. kesadahan pemanasanc. kesadahan air lunak

2. Penyebab kesadahan tetap adalah adanya garam karbonat, sulfat, atau klorida dari kalsium atau magnesium, yang dapat dihilangkan dengan ....a. kapur tohor d. kapur Ca(OH)2

b. kapur bikarbonat e. kapur CaOc. kapur soda Na2CO3

3. Operasi sistem pertukaran ion dilaksanakan sesuai tahap ....a. tahap layanan, pencucian balik, regenerasi, dan pembilasan b. tahap layanan, regenerasi, pembilasan, dan pencucian balik c. tahap layanan, regenerasi, pencucian balik, dan pembilasand. pencucian balik, tahap layanan, regenerasi, dan pembilasane. tahap layanan, pencucian balik, pembilasan, dan regenerasi

4. Pada kolom penukar anion diperlukan pengurangan beban sehingga terjadilah reaksi CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3

- yang berarti air keluaran resin penukar kation bersifat asam berakibat terjadi

kesetimbangan bergeser ke kiri, kemudian air diolah dikolom digasifier yang mengandung karbondioksida dengan alkalinitas bikarbonat. Sistem operasinya merupakan tahapan ....a. tahap layanan (service)b. tahap pencucian balik c. tahap regenerasi d. tahap pembilasane. tahap penghilangan gas (deaerator)

5. Kegunaan air baku dalam proses industri sebagai pembangkit tenaga listrik karena ....a. salah satu alat bantu utama dalam kerja proses industrib. sebagai sarana pembersih/cleaningc. sebagai penghasil energy kalor d. jawaban yang benar a dan be. semua jawaban benar

6. Sebuah tungku yang berfungsi menghasilkan uap lewat penguapan air yang digunakan tenaga listrik lewat turbin melalui proses kimia dan pemanasan dalam proses adalah ....a. cooling tower d. chillerb. boiler e. roc. heat exender


7. Peristiwa korosi yang dapat menyebabkan kerugian pada logam dan penipisan dinding permukaaan boiler berdampak pada kebocoran atau pipa pecah, penyebabnya adalah ....a. nitrogen terlarut d. korosi ph tinggib. korosi khelat e. jawaban yang benar b, c, dc. korosi asam karbonat

8. Dampak peristiwa korosi pada boiler yang menyebabkan bocor dapat diselesaikan dengan ....a. menggunakan dearatorb. menginjeksikan kimia, menaikkan pH, mengatur alkalinity, mengikat oksigen c. mengendapkan hardnessd. menjenuhkan partikelpadat terlarut (TDS) e. jawaban yang benar a dan b

9. Sebuah kerak sangat menggangu dalam proses pengerakan dalam system boiler, untuk mengatasinya yaitu dengan ....a. menggunakan alat deminalizer yaitu anion exchangerb. menggunakan dearatorc. mengatur blowdownd. mengontrol ketat air bersihe. menaikkan pH

10. Proses pengolahan air umpan boiler dalam pencegahan agar tidak terjadi kerak dalam perpipaan diperlukan pengendapan pada permukaan logam ketel, jenis ion nya adalah ....a. kalsium hidroksi apatit (3Ca3(PO4)2.Ca(OH)2), kalsium karbonat (CaCO3), ion-ion

magnesiumb. kalium hidroksi apatit (3K3(PO4).Ca(OH)2), kalium karbonat (K2CO3), ion-ion

magnesiumc. kalium hidroksi apatit (3K3(PO4).Ca(OH)2), kalsium karbonat (CaCO3), ion-ion

magnesiumd. kalium hidroksi apatit (3K3(PO4).Ca(OH)2), kalsium karbonat (CaCO3), ion-ion

magnesiume. kalsium hidroksi apatit (3Ca3(PO4)2.Ca(OH)2), kalium karbonat (K2CO3), ion-ion

magnesium11. Dalam ketel uap terjadi kerak yang berasal dari kesadahan sementara reaksi yang

terjadi pada dinding ketel adalah ....a. Ca2+ + CO 3 2- CaCO3 b. Ca(HCO3)2 CaCO3 + H2O + CO2

c. Ca2+ + SO42- CaSO4

d. Ca2+ + SiO32- CaSi O3

e. Ca2+ + 2 H2O Ca(OH)2 + 2H + 12. Sebuah percobaan uji kesadahan Ca total, diambil sebanyak 50 ml air keran diberikan

buffer amonia, indikator NaCN kristal dan indikator EBT diperlukan pengocokan agar homogen dan berwarna merah. Kemudian ditetrasikan dengan larutan EDTA 0,01 M. Tetrasi berhenti saat terjadi perubahan warna biru. Berapa kadar kesadahan total air keran ....


a. 260 mg/L CaCO3 b. 270 mg/L CaCO3 c. 280 mg/L CaCO3 d. 100 mg/L CaCO3

e. 43,74 mg/L CaCO3

13. Percobaan perhitungan kesadahan Ca menggunakan 50 ml air keran, kemudian ditambahkan 0,1 M dan indikator murexid, kemudian dikocok terlebih dahulu hingga homogen dan timbul warna merah. Selanjutnya, ditetrasikan dengan EDTA 0,01 M dihentikan saat larutan berwarna ungu berapa kadarnya ....a. 260 mg/L CaCO3 d. 100 mg/L CaCO3

b. 270 mg/L CaCO3 e. 43,74 mg/L CaCO3

c. 280 mg/L CaCO3 14. Hydrazine digunakan untuk menghilangkan oksigen tanpa menambah jumlah

kandungan padatan terlarut atau padatan tersuspensi hanya bereaksi dengan oksigen bebas pada suhu tinggi dan boiler dengan tekanan di bawah 400 psig, sifat bahan tersebut tidak bereaksi akan menambah kandungan amonia dan nitrogen bebas di air boiler. Jika bahan ditambahkan natrium sulfit menghasilkan impurities pada kukus dapat merusak katalis dan tekanannya tinggi, natrium sulfit akan menambah padatan terlarut di air boiler. Hal tersebut bertujuan ....a. menghilangkan oksigen dari air dan untuk mencegah korosi ketel b. bereaksi kesadahan dan kandungan silica air umpan dan mencegah

pengendapanc. melarutkan endapan untuk mencegah korosi keteld. menjadikan zat tersuspensi e. menyediakan perlindungan anti busa

15. Dalam perhitungan sebuah analisis kesadahan terdapat data pada tabel bahwa diketahui Vc adalah volume contoh, Vt merupakan volume titrasi, N adalah normalitas EDTA, diketahui berat molekul CaCO3 = 100,

No. Kode contoh Vc (ml) Vt (ml) N BM CaCO3

1 sebelum 25 0,15 0,0106 100

2 sesudah 25 0,30 0,0106 100

Berapakah mg/l kesadahan sesudah analisis .... a. 6,63 mg/l d. 12,72 mg/lb. 6,36 mg/l e. 12,27 mg/lc. 6,93 mg/l

B. Soal Esai Jawablah dengan tepat dan benar.1. Salah satu sifat kimia air yang memiliki karakter jumlah O2 terlarut disebut ....2. Air yang mengandung garam-garam kalsium atau magnesium disebut ....3. Kesadahan sementara dihilangkan dengan cara memanaskan air sehingga garam

bikarbonat mengendap menjadi karbonat terbebas dari ion ... dan....4. Dampak negatif dari kesadahan tetap terhadap ketel uap adalah ....5. Penambahan bahan kimia pada air umpan ketel berfungsi ....


6. Pembentukan fouling oleh mikroorganisme dicegah dengan ....7. larutan NaCl encer jika resin kation difungsikan ....8. Resin dengan injeksi HCl encer (33%) untuk resin kation berfungsi ....9. Mengurangi kadar oksigen di air umpan dengan memanaskan air 5oC s/d 10oC di

bawah titik didihnya disebut ....10. BOD (Biochemical Oxygen Demand) yang dimaksud adalah ....

C. Soal Esai UraianJawablah dengan ringkas dan benar.1. Jelaskan yang dimaksud sadah tetap dan sementara. Tuliskan reaksi yang terjadi

pada pelunakan air sadah tetap dan sementara. 2. kualitas air mempunyai harga BOD besar lebih baik daripada kualitas air yang

mempunyai harga BOD kecil sebab, semakin besar harga BOD semakin besar pula kandungan oksigen yeng terlarut (DO). Jelaskan pernyataan tersebut.

3. Dalam air laut, sebagian besar zat terlarut adalah anion dan kation berada dalam jumlah yang sama sehingga muatan listriknya tetap netral. Lebih dari 99,7 % garam terlarut mengandung 7 jenis ion-ion utama dengan komposisi seperti yang tertera dalam tabel berikut ini.

Kation Konsentrasi(mol/kg H2O)

Anion Konsentrasi (mol/kg H2O)

Na+ 0,4690 Cl- 0,5460

Mg2+ 0,0540 SO42- 0,0280

Ca2+ 0,0150 HCO3- 0.0025

K+ 0,0105 Anion Y- x

Selain unsur di atas, banyak unsur lain yang jumlahnya sangat sedikit (unsur minor). Berdasar data kandungan air laut tersebut, anggap kandungan ion di dalam hanya yang tertera dalam tabel di atas maka:1. Tunjukkan ion-ion yang dapat mengakibatkan kesadahan tetap dan kesadahan

sementara dalam air laut tersebut dan berapa jumlahnya (mol) per kg H2O.2. Berdasarkan komposisisi air laut di atas dan anion Y- yang berasal dari asam kuat,

bagaimana pH air laut, bersifat asam atau basa? Jelaskan jawabannya.a. Berapa total molalitas kation dalam air laut .b. Berapa molalitas ion [Y-]?

3. Elektrolisis air laut dengan menggunakan elektroda inert ternyata menghasilkan gas Cl2. Sebanyak 1 liter air laut dielektrolisis dengan kuat arus 0,2 A selama 1 jam. Dengan menganggap molaritas air laut sama dengan molalitas maka:a. Tuliskan reaksi yang terjadi di Anoda dan Katoda b. Berapa pH air laut peroleh setelah proses elektrolisis.

4. Proses pelunakan satu tahap Air dengan karakteristik kimia sebagai berikut: kalsium 80 mg/l, magnesium 12,2

mg/l, sodium (natrium) 46 mg/l, bikarbonat 152,5 mg/l, sulfat 216 mg/l dan karbon dioksida 22 mg/l. Air tersebut akan dilkaukan pelunakan (softening) dengan proses kapur-soda ash dengan penambahan kapur berlebih (excess line), prroses dilakukan


satu tahapan hingga mencapai kesadahan minimal. Penghilangan magnesium dianggap tidak diperlukan, cermati tabel data di bawah ini.

Komponen Mg/l Berat Ekuivalen Meq/l

CO2 22 mg/l 22,0 1,00

Ca2+ 80,0 20,0 4,00

Mg2+ 12,2 12,2 1,00

Na+ 46 23,0 2,00

Total Kation = 7,00

HCO3- 152,5 61,0 2,5

SO42_ 216 48 4,5

Total Anion = 7,00

Data tabel di atas digambarkan diagram batang (bargraf ) meq/l, di bawah ini

Jika digambarkan, hipotesis kombinasi kimia yang ada pada diagram batang (bagraf) meq/l di bawah ini menunjukkan air setelah proses pelunakan

Apabila digambarkan skema proses pelunakan air satu tahap seperti di bawah ini.a. Hitunglah kebutuhan bahan kimia yang diperlukan dan padatan yang dihasilkan

dan tuliskan reaksinya.b. Jika debit air yang akan diolah sebesar 25.000 m3 perhari, hitunglah jumlah

kebutuhan bahan kimia yang digunakan dan jumlah padatan yang dihasilkan. kapur yang digunakan mempunyai kemurnian 90% dan soda ash 85 %.

5. Sebanyak 6 tabung dimasukan bahan natrium klorida, kalium sulfat, natrium sulfat, besi (II) sulfat, magnesium klorida, kalsium klorida sebanyak 4 mg dilarutkan dalam 5 cc air. Tambahkan larutan sabun (10 g sabun lemak dilarutkan dalam 1 liter air dan alcohol volume sama) ke dalam tabung reaksi dengan ukuran yang sama lalu kocoklah. Jelaskan dalam analisis percobaan tersebut.a. Tabung reaksi manakah yang tidak menimbulkan buih, berikan alasannya.

Tuliskan reaksi yang terjadi.b. Jika ditambahkan ½ spatula natrium karbonat pada 20cc air sadah, lalu dikocok

kemudian dituangkan beberapa ml larutan sabun. Bagaimana pembentukan busa sekarang? Hitunglah air sadah dalam percobaan dengan derajat kesadahan Jerman.

(c3) kelas xi · 2020-06-17 · proses industri kimia (c3) kelas xi cicik sri wulandari pt kuantum...

Documents