industri ammonia 2.doc

MAKALAH

PROSES INDUSTRI KIMIA I

INDUSTRI AMONIA DAN ASAM NITRAT

Disusun oleh :

Mega Nurvidya Pratiwi

0609 3040 0373Dosen Pembimbing : Ir Erlinawati, M.T JURUSAN TEKNIK KIMIAPOLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

TAHUN AKADEMIK 2010

BAB IV

INDUSTRI AMONIA,ASAM NITRAT,UREA,AMONIUM NITRATI. Industri Amonia1.1 Pendahuluan.

Ammonia adalah gas beracun dan tak bewarna dengan bau mengiritasi yang khas. Walaupun gas ini digunakan dalam banyak kasus sebagai larutan amonia dalam air, yakni dengan dilarutkan dalam air, amonia cair juga digunakan sebagai pelarut non-air untuk reaksi khusus. Sejak dikembangkannya proses Harber-Bosch untuk sintesis amonia di tahun 1913, amonia telah menjadi senyawa yang paling penting dalam industri kimia dan digunakan sebagai bahan baku banyak senyawa yang mengandung nitrogen.

Dasar teori pembuatan amonia dari nitrogen dan hydrogen ditemukan oleh Fritz Haber (1908), seorang ahli kimia dari Jerman. Sedangkan proses industri pembuatan amonia untuk produksi secara besar-besaran ditemukan oleh Carl Bosch, seorang insinyur kimia juga dari Jerman.

1.2 Klasifikasi Proses Industri Ammonia.

Proses amonia sintetik berdasarkan pada reaksi katalitik dari Ndan H. 1.3 Data Kuantitatif.a. Basis: 1 ton NH- 85% yield

H

: 0,21 ton atau 2000 Nm

N

: 0,96 ton atau 1400 Nm

Katais sintetis

: 0,2 Kg

Kekuatan

: 850 KWH

Bahan bakar gas untuk kompresor

: 3800 Kcal

Air dingin

: 12 ton

b. kapasitas : 100-1500 ton per hari dari amonia

Data kuantitatif pada PT. Pusri

1. Basis : per m/ton NH3 Kadar Nitrogen min 46,0% (berat) Methane (CH4) sekitar 70 % Carbon Dioksida (CO2) sekitar 10 % Kadar air max : 0,3% (berat) Kadar Besi max : 1 ppm Tambahan air pendingin : 3,0 m/ton

Tenaga Listrik : 75 Kwh2. Kapasitas 500 m/ton per jam dari amonia1.4 Sifat Fisik dan Sifat Kimia Bahan Baku dan Produk.

Bahan baku ammonia :

H dari sintesis gas N dari udara pada sintesis gasProduk utama yang dihasilkan :

Amonia1.4.1 Sifat fisik dan sifat kimia bahan baku.

a. Nitrogen.Sifat Fisik :

- Rumus molekul : N2- Berat molekul : 28.02 g/mol

- Titik didih : -195.8 C

- Titik lebur : -209.86 C

- Tekanan kritis : 33.05 atm

- Temperatur kritis : 126 C

Sifat Kimia :

- Ikatan rangkap tiga tiga nitrogen yang sangat kuat menyebabkan N2 cenderung inert.

- Nitrogen dapat diproduksi dari pencairan dan fraksinasi udara. Hasil yang diperoleh masih mengandung argon dan oksigen. Sedangkan N2 murni dapat diperoleh dengan cara dekomposisi thermal dan larutan Natrium azide atau Barium azide.

2NaN3 2Na +3N2b. Hidrogen.

- Rumus molekul : H2- Berat Molekul : 2.016 g/mol



- Densitas : 0.08988 g/cm3Sifat Kimia :- Entalpi pembakaran hidrogen adalah -286kJ/mol. Hidrogen terbakar menurut persamaan kimia:

2 H2(g) + O2(g) 2 H2O(l) + 572 kJ (286kJ/mol) - Reaksi dengan halogen

H2 (g) + Cl2 (g) 2 HCl (g)

HCl (g) + air H+ (aq) + Cl- (aq)

Dengan Logam Golongan Alkali

2 Na (s) + H2 (g) 2 Na+H- (s) + energi

Na+H- (s) + H2O NaOH (aq) + H2 (g)1.4.2 Sifat fisik dan sifat kimia produk.

Amonia.

Sifat fisik:

- Rumus molekul : NH3- Berat molekul : 17.03 g/mol

- Temperatur kritis : 132.40 C


- Titik didih : 33.15 C

- Titik leleh : -77.7 C

- Spesific gravity pada acuan udara : 0.5971

- Kelarutan dalam air dingin (0 C) : 89.9/100

- Kelarutan dalam air panas (100 C) : 7.4/100

- Viskositas (25 C) : 13.35 Cp

Sifat kimia :

- Reaksi amonisasi

Missal pada senyawa halogen

NH3 + HX NH4+ + X-- Amonia mengalami disosiasi mulai pertama kali pada 400-500 C, pada tekanan 1 atm

- Oksidasi pada suhu yang tinggi dari NH3 akan menghasilkan N2 + H2O

2NH3 + 2 KMnO4 2KOH + MnO2 + 2H2O + N21.5 Reaksi Kimia.

N2 + 3H2 2NH3 H= -22,0 Kcal1.6 Uraian Proses.

Proses pembuatan amonia ini dibuat dengan perbandingan bahan bakunya 1 mol N2 dan 3 mol H2. Kemudian di alirkan oleh kompresor menuju oil filter untuk disaring, dimana zat zat yang tidak dibutuhkan misalnya zat pengotor tidak ikut masuk ke dalam proses selanjutnya. Setelah itu umpan masuk ke converter untuk dimampatkan atau ditekan hingga tekanannya menjadi 100 1000 atm. Lalu menuju ke reactor yang dinding luarnya berupa cold gas (dilapisi gas pendingin), umpan yang msuk ke dalam reactor dijaga suhunya 500-600oC dengan tekanan 100-1000 atm. Kemudian ditambahkan katalis untuk meningkatkan reaksi Fe atau besi. Di reaktor ini terjadi reaksi N+ 3H 2NH3. Setelah itu amonia didinginkan di water chiler dengan bantuan air dingin. Amonia mengalirkan ke separator untuk dipisahkan antara gas dan liquid, yang berupa liquid akan masuk ke dalam spherical tank storage dan yang berupa gas akan masuk ke dalam amonia refrigerent untuk didinginkan sampai suhu -15oC. Amonia liquid akan ditampung ke dalam amonia storage dan yang masih berupa gas dimengalir ke dalam centrifugal reciqulator untuk di recycle kembali masuk ke reaktor sehingga akan dihasilkan produk amonia dengan dengan persentase yield 85-90 % dan persentase konversinya 8-30 %.

Uraian Proses pada flowsheet di Pusri.

Bahan baku pembuatan amoniak adalah gas bumi yang diperoleh dari Pertamina dengan komposisi utama Methane (CH4) sekitar 70 % dan Carbon Dioksida (CO2) sekitar 10 %. Steam atau uap air diperoleh dari air sungai Musi setelah mengalami suatu Proses Pengolahan tertentu di Pabrik Utility. Sedangkan udara diperoleh dari lingkungan, dimana sebelum udara ini digunakan sebagai udara proses, ditekan terlebih dahulu oleh kompressor udara.

Gas alam yang masih mengandung kotoran (impurities), terutama senyawa belerang sebelum masuk ke Reforming Unit harus dibersihkan dahulu di unit ini, agar tidak menimbulkan keracunan pada Katalisator di Reforming Unit. Untuk menghilangkan senyawa belerang yang terkandung dalam gas alam, maka gas alam tersebut dilewatkan dalam suatu bejana yang disebut Desulfurizer.Gas alam yang bebas sulfur ini selanjutnya dikirim ke Reforming Unit.

Di Reforming Unit gas alam yang sudah bersih dicampur dengan uap air, dipanaskan, kemudian direaksikan di Primary Reformer, hasil reaksi yang berupa gas-gas Hydrogen dan Carbon Dioksida dikirim ke Secondary Reformer dan direaksikan dengan udara sehingga dihasilkan gas-gas sebagai berikut : Hidrogen, Nitrogen, Karbon Dioksida. Gas-gas hasil reaksi ini dikirim ke Unit Purifikasi dan Methanasi untuk dipisahkan gas karbon dioksidanya.

Karbon dioksida yang ada dalam gas hasil reaksi Reforming Unit dipisahkan dahulu di Unit Purification, Karbon dioksida yang telah dipisahkan dikirim sebagai bahan baku Pabrik Urea. Sisa Karbon dioksida yang terbawa dalam gas proses, akan menimbulkan racun pada katalisator Ammonia Converter, oleh karena itu sebelum gas proses ini dikirim ke Unit Synloop & Refrigeration terlebih dahulu masuk ke Methanator.

Gas proses yang keluar dari Methanator dengan perbandingan Gas Hidrogen dan Nitrogen = 3 : 1, ditekan atau dimampatkan untuk mencapai tekanan yang diinginkan oleh Ammonia Converter agar terjadi reaksi pembentukan, uap ini kemudian masuk ke Unit Refrigerasi sehingga didapatkan amoniak dalam fasa cair yang selanjutnya digunakan sebagai bahan baku pembuatan urea.

1.7 Flowsheet.

Gambar 4.2 Blok diagram ammonia di PT. PUSRI

Flowsheet pada PT. Pusri

1.8 Kegunaan Produk.

1. Ammonia juga digunakan dalam pembuatan polimer dan bahan letupan.

2. Kegunaan dari amonia adalah pembuatan es, membuat HNO3, garam-garam amonium, dan sabun amonia.

1.9 Fungsi Alat.

Kompresor merupakan alat yang digunakan untuk mengalirkan bahan menuju proses selanjutnya. Oil filter adalah alat untuk memisahkan zat zat yang tidak diperlukan dalam proses, Converter merupakan alat untuk memampatkan atau menekan N2 dan H2. Reaktor merupakan tempat bereaksi N2 dan H2 menjadi NH3. Water chiller merupakan alat untuk mendinginkan ammonia dengan bantuan air dingin. Separator merupakan tempat untuk memisahkan liquid dan gas. Spherical tank storage merupakan tempat untuk menampung liquid yang dihasilkan dari setelah dipisahkan dari separator. Amonia refrigerent merupakan tempat untuk menampung gas yang dihasilkan dari proses setelah dipisahkan dari separator. Storage merupakan tempat untuk menampung dan menyimpan ammonia liquid. Centrifugal reciqulator merupakan tempat untuk menampung ammoia yang masih berupa gas untuk direcycle kembali masuk ke reaktor.1.10 Kesimpulan.

1. Amonia merupakan gas yang beracun dan tak bewarna yang mempunyai bau yang khas. Amonia cair dapat digunakan sebagai pelarut non air untuk reaksi khusus.

2. Bahan baku pembuatan ammonia yaitu N2 dan H2.

3. Reaksi kimia yang terjadi yaitu :N + 3H 2NH H= -22,0 Kcal

4. Amonia digunakan sebagai bahan baku pembuatan pupuk, pembuatan es dan sabun ammonia.Daftar Pustakahttp://nureka.blog.uns.ac.id/2010/04/13/ini-tugas-ku/http://ms.wikipedia.org/wiki/Fail:Ammonia-3D-vdW.pnghttp://pusri.comErlinawati, dkk. 2010. Modul Proses Industri Kimia. Palembang : Politeknik Negeri Sriwijaya.II. Industri Asam Nitrat.1.11 Pendahuluan.Senyawa kimia asam nitrat (H

HYPERLINK "http://id.wikipedia.org/wiki/Nitrogen" \o "Nitrogen"N

HYPERLINK "http://id.wikipedia.org/wiki/Oxygen" \o "Oxygen"O3) adalah sejenis cairan korosif yang tak berwarna, dan merupakan asam beracun yang dapat menyebabkan luka bakar. Larutan asam nitrat dengan kandungan asam nitrat lebih dari 86% disebut sebagai asam nitrat berasap, dan dapat dibagi menjadi dua jenis asam, yaitu asam nitrat berasap putih dan asam nitrat berasap merah.

Nitrat (garam dari asam nitrat) sejak zaman dulu dibutuhkan banyak sebagai bahan baku serbuk mesiu. Namun, persediaannya terbatas, dan kalium nitrat yang ada secara alami adalah bahan baku utama yang tersedia. Di abad 19 ketika skala perang menjadi besar, kebutuhan nitrat menjadi membesar, dan kalium nitrat yang ada secara alami tidak dapat memenuhi permintaan.

Selain itu, nitrat diperlukan sebagai bahan baku pupuk buatan. Di akhir pertengahan abad 19 kimiawan Jerman Justus von Liebig (1803-1873) membuktikan kefektifan dan pentingnya pupuk buatan. Masalah yang menghalangi pemakaian besar-besaran pupuk buatan adalah harganya yang tinggi, khususnya pupuk nitrogen.

1.12 Klasifikasi Proses Industri Asam Nitrat.

1. Proses oksidasi amonia

Untuk produk 90%. Proses ini mempunyai 4 tahap:

a. Oksidasi dari NH ke NO

b. Oksidasi dari NO ke NO

c. Absorpsi dari NO dalam air

d. Konsentrasi dari HNO

Variasinya adalah pada pengukuran tingkatan reaksi oksidasi dan absorpsi, kekuatan pemulihan dan metode dari 60% dehidrasi asam yang terbentuk oleh absorpsi

2. Proses NaNO + HSO

Proses ini telah lama digunakan pada tahun 1920

3. Fiksasi N dari udara (proses Wisconsin)

Produksi dari NO dan NO pada temperatur reaksi 2200 C dengan menggunakan udara gas api, koral sebagai alas pemanas agar mempercepat penurunan.

4. Fiksasi Amonia,Asam Nitrat,Urea,Amonium Nitrat oleh nuclear fision fragment

Radiasi menunjukan udara di dalam reaktor nuklir ke bentuk NO.1.13 Data Kuantitatif.

Basis 1 ton HNO (100%)

Anhydrous NH

: 0,287-0,290 ton

Udara

: 3000 Nm

Platinum (2-10%)

: 0,1 gm

Air

: 20 ton

Power

: 10-30 KWH

kapasitas plant: 50-250 ton per hari

1.14 Sifat Fisik dan Sifat Kimia Bahan Baku dan Produk.

1. NH dari proses sintetik amonia

2. Udara3. Platinum-rhodium katalis1.4.1 Sifat fisik dan sifat kimia bahan baku.1. NH dari proses sintetik amonia.

Amonia.

Sifat fisik:









- Viskositas (25 C) : 13.35 CpSifat kimia :

- Reaksi amonisasi




2NH3 + 2 KMnO4 2KOH + MnO2 + 2H2O + N2

2. Udara.Sifat Fisik:

- Density : 1,429 g/L- Kalor Peleburan : 0,444 kJ/mol- Kalor Penguapan : 6,82 kJ/mol

- Kapasitas Kalor (25 C) : 29,378 J/(molK)

1.4.2 Sifat fisik dan sifat kimia produk.

Asam Nitrat .

Sifat Fisika.

Rumus Molekul: H

HYPERLINK "http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Nitrat&action=edit&redlink=1" \o "Nitrat (halaman belum tersedia)"NO3 Berat jenis: 1.522 kg/m

Titik beku: -42C

Titik didih: 83CSifat Kimia.

Sebagai mana asam pada umumnya, asam nitrat bereaksi dengan alkali, oksida basa, dan karbonat untuk membentuk garam, seperti amonium nitrat. Karena memiliki sifat mengoksidasi, asam nitrat pada umumnya tidak menyumbangkan protonnya (yakni, ia tidak membebaskan hidrogen) pada reaksi dengan logam dan garam yang dihasilkan biasanya berada dalam keadaan teroksidasi yang lebih tinggi.Karenanya, perkaratan (korosi) tingkat berat bisa terjadi. Perkaratan bisa dicegah dengan penggunaan logam ataupun aloi anti karat yang tepat. Sebagai sebuah oksidator yang kuat, asam nitrat bereaksi dengan hebat dengan sebagian besar bahan-bahan organik dan reaksinya dapat bersifat eksplosif. Produk akhirnya bisa bervariasi tergantung pada konsentrasi asam, suhu, serta reduktor. Reaksi dapat terjadi dengan semua logam kecuali deret logam mulia dan aloi tertentu. Karakteristik ini membuat asam nitrat menjadi agen yang umumnya digunakan dalam uji asam. Sebagai kaidah yang umum, reaksi oksidasi utamanya terjadi dengan asam pekat, memfavoritkan pembentukan nitrogen dioksida (NO2).

Cu + 4H+ + 2NO3- Cu+2 + 2NO2 + 2H2O

Sifat-sifat asam cenderung mendominasi pada asam nitrat encer, diikuti dengan pembentukan nitrogen oksida (NO) yang lebih diutamakan.

3Cu + 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Karena asam nitrat merupakan oksidator, hidrogen (H2) jarang terbentuk. Hanya magnesium (Mg), mangan (Mn), dan kalsium (Ca) yang bereaksi dengan asam nitrat dingin dan encer yang dapat menghasilkan hidrogen:

Mg(s) + 2HNO3(aq) Mg(NO3)2(aq) + H2(g)

Asam nitrat mampu menyerang dan melarutkan semua logam yang ada pada tabel periodik, kecuali emas dan platina.1.15 Reaksi Kimia.

Oksidasi amonia reaksi utama

(a). NH3 + O2 NO + H2O H= -54,0 Kcal

(b). 2NO + O2 2NO2H= - 27,2 Kcal

-Oksidasi amonia reaksi sampingan(c). NH3 + O2 N2 + H2OH= - 75,7 Kcal

(d). NH3 N2+ H2

H= -11 Kcal

(e). NH3 + O2 N2 + H2O

(f). NH3 + NO N2 + H2OH= -107,9 Kcal

-Nitro oksidasi dan absorpsi

(g). 2NO + O2 2NO2 H= -27,2 Kcal(h). 3NO2 + H2O 2 HNO3+ NO H= _32,2 Kcal

(i). 2NO2 N2O4

H= -11,46 Kcal

(j). 2NO2 + H2O HNO3 + HNO2(k). 2HNO2 H2O + NO + NO2

1.16 Uraian Proses.

Bahan baku berupa NHdari NHstorage diumpankan masuk ke converter dengan kandungan 10 % Volume NH, 90 % volume udara, pada tekanan 3,5 atm pada suhu 800 C dan terjadi reaksi NH3 + O2 NO + H2O disini, terjadi pemanasan dan akan mengalir ke catalis recovery boiler dan selanjutnya dipanaskan di tail gas heater lalu dipanaskan di steam economizer. Kemudian dimasukkan ke tangki, di dalam tangki disemprotkan H2O. Cairan yang mengandung asam atau dilute acid dengan 9-10% dikeluarkan. Selanjutnya dari tangki ini produk akan mengalir masuk ke oksidasi absorpsi tower dengan dijaga suhunya suhunya 40-50 C dan terjadi reaksi 3NO2 + H 2O 2 HNO3 + NO. Pada tower ini bagian luarnya diberi air dingin dan diperoleh produk dengan persentase yieldnya 93-96 % dan HNO konsentrasi 95 %. Gas panas kemudian dikeluarkan untuk memanaskan tail heater selanjutnya dialirkan ke pemanas.1.17 Flowsheet.

1.18 Kegunaan Produk.

1. Asam nitrat digunakan untuk membuat pupuk-pupuk buatan NH4NO3 dan Ca(NO3)2.2. Asam nitrat digunakan sebagai bahan baku pembuatan berbagai bahan peledak, diantaranya trinitrotoluena atau TNT.

3. Digunakan pula dalam proses pemurnian logam. Sebagai contoh platina, emas dan perak.

4. HNO3 digunakan dalam proses desain barang-barang berbahan tembaga, perunggu dan kuningan.

5. Campuran antara asam klorida pekat dan asam nitrat pekat, dengan perbandingan 3:1, biasa digunakan sebagai pelarut logam mulia, yaitu emas dan platina. Campuran tersebut biasa disebut dengan Aqua Regia atau air raja.

6. HNO3 digunakan pula untuk menghilangkan atau membersihkan peralatan proses dari kerak kalsium dan magnesium yang menempel di dalamnya.

1.19 Fungsi Alat.1. Storage merupakan tempat penyimpanan ammonia (NH3).

2. Converter untuk mengkonversikan temperature.3. Catalis recovery boiler merupakan tempat untuk pemanasan guna mempercepat reaksi. 4. Catalis recovery filter merupakan tempat untuk penyaringan setelah melalui proses pemanasan.5. Tail Gas Heater adalah tempat untuk pemanasan gas.6. Steam economizer merupakan tempat untuk memanaskan gas selanjutnya. 7. Dilute acid merupakan tempat penampungan cairan asam. 8. Tangki oksidasi dan absorbsi merupakan tempat terjadinya reaksi oksidasi dan penyerapan.9. Kompresor untuk mengalirkan gas panas menuju ke pemanas.1.20 Kesimpulan.

1. Asam nitrat cairan korosif yang tak berwarna, dan merupakan asam beracun yang dapat menyebabkan luka bakar.2. Bahan baku pembuatan asam nitrat yaitu ammonia, udara. Dan katalis yang digunakan yaitu platinum rhodium.

3. Reaksi yang terjadi yaitu

NH + O NO + HO

3NO + HO 2 HNO + NO

4. Asam nitrat digunakan untuk membuat pupuk-pupuk buatan NH4NO3 dan Ca(NO3)2, bahan baku peledak, pemurnian logam, proses desain barang-barang berbahan tembaga, perunggu dan kuningan, dan untuk menghilangkan atau membersihkan peralatan proses dari kerak kalsium dan magnesium yang menempel di dalamnya.

Daftar Pustaka

http://community.um.ac.id/showthread.php?73937-Amonia-dan-asam-nitrathttp://anekailmu.blogspot.com/2009/10/penggunaan-asam-nitrat-hno3-pada-bidang.htmlErlinawati, dkk. 2010. Modul Proses Industri Kimia. Palembang : Politeknik Negeri Sriwijaya.Lampiran.

INDUSTRI AMONIAA. Latar Belakang Pembuatan Industri AmoniaAmonia, NH3, adalah gas beracun dan tak bewarna dengan bau mengiritasi yang khas. Walaupun gas ini digunakan dalam banyak kasus sebagai larutan amonia dalam air, yakni dengan dilarutkan dalam air, amonia cair juga digunakan sebagai pelarut non-air untuk reaksi khusus. Sejak dikembangkannya proses Harber-Bosch untuk sintesis amonia di tahun 1913, amonia telah menjadi senyawa yang paling penting dalam industri kimia dan digunakan sebagai bahan baku banyak senyawa yang mengandung nitrogen. Amonia juga digunakan sebagai refrigeran (di lemari pendingin), selain itu dalam pembuatan polimer dan bahan letupan.

Gas yang tidak bewarna ini bau yang menyengat dapat dengan mudah dicairkan. Bahkan bentuk cair senyawa ini digunakan sebagai pupuk nitrogen. Amonia juga digunakan untuk memproduksi urea (NH2CONH2), yang juga digunakan sebagai pupuk dalam industri plastik, dan dalam industri peternakan sebagai suplemen makanan ternak. Amonia sering merupakan senyawa pertama untuk banyak senyawa nitrogen.

Dasar teori pembuatan amonia dari nitrogen dan hydrogen ditemukan oleh Fritz Haber (1908), seorang ahli kimia dari Jerman. Sedangkan proses industri pembuatan amonia untuk produksi secara besar-besaran ditemukan oleh Carl Bosch, seorang insinyur kimia juga dari Jerman. Persamaan termokimia reaksi sintesis amonia adalah :

N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) H = -92,22 Kj Pada 25oC : Kp = 6,2105

Pada awal pengembangan industri amonia, Fritz Haber bekerja sama dengan Carl Bosch mendesain suatu pabrik amonia untuk memproduksi amonia dalam skala besar. Carl Bosch menyarankan Fritz Haber agar tidak menggunakan temperatur reaksi yang terlalu rendah. Jika temperatur reaksi terlalu rendah maka reaksi akan berjalan dengan lambat dan tentunya hal ini tidak efisien dalam industri kimia. Bosch juga mengusulkan untuk menggunakan tekanan yang tidak terlalu tinggi. Tekanan yang terlalu tinggi dapat meningkatkan resiko kecelakaan akibat ledakan dan meningkatkan biaya konstruksi pabrik. Karena itu Bosch berusaha merancang pabrik yang dapat memproduksi amonia dengan tekanan 10 sampai 100 Mpa dan suhu 100-500oC. Setelah lima tahun bekerja sama, mereka berhasil membuat desain industri amonia yang diserahkan kepada perusahaan BASF. Sayangnya pembuatan industri amonia itu bertepatan dengan dimulainya Perang Dunia I. Di bawah tekanan dan blokade pihak sekutu, suplai Natrium Nitrat dari Chili terhenti. Akhirnya industri amonia Jerman lebih diarahkan untuk memproduksi bahan peledak daripada pupuk buatan. Tanpa industri amonia Haber-bosch, pasukan Jerman dan Austro-Hungaria pastilah sudah menyerah di awal 1918 karena kehabisan bahan peledak.

B. Sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku dan ProdukSifat Fisis dan Kimia Bahan Baku

1. Metana

Sifat Fisik :

- Rumus molekul : CH4- Berat molekul : 16 g/mol

- Titik leleh : -182 C

- Titik didih : -162 C

- Densitas : 0.423 g/cm3

- Fase pada 250 C : gas

Sifat Kimia :

- Pada umumnya alkana sukar bereaksi dengan senyawa lainnya.

- Dalam oksigen berlebih, alkana dapat terbakar menghasilkan kalor,

Karbondioksida dan uap air.

- Jika alkana direaksikan dengan unsur-unsur halogen (F2, Cl2, Br2, I2), atom atom H pada alkana akan digantikan oleh atom-atom halogen.

CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl

2. Nitrogen

Sifat Fisik :

- Rumus molekul : N2- Berat molekul : 28.02 g/mol




- Temperatur kritis : 126 C

Sifat Kimia :

- Ikatan rangkap tiga tiga nitrogen yang sangat kuat menyebabkan N2 cenderung inert.

- Nitrogen dapat diproduksi dari pencairan dan fraksinasi udara. Hasil yang diperoleh masih mengandung argon dan oksigen. Sedangkan N2 murni dapat diperoleh dengan cara dekomposisi thermal dan larutan Natrium azide atau Barium azide.

2NaN3 2Na +3N23. Hidrogen

Sifat Fisik :

- Rumus molekul : H2- Berat Molekul : 2.016 g/mol



- Densitas : 0.08988 g/cm3

Sifat Kimia :

- Entalpi pembakaran hidrogen adalah -286kJ/mol. Hidrogen terbakar menurut persamaan kimia:

2 H2(g) + O2(g) 2 H2O(l) + 572 kJ (286kJ/mol) - Reaksi dengan halogen

H2 (g) + Cl2 (g) 2 HCl (g)

HCl (g) + air H+ (aq) + Cl- (aq)

Dengan Logam Golongan Alkali

2 Na (s) + H2 (g) 2 Na+H- (s) + energi

Na+H- (s) + H2O NaOH (aq) + H2 (g)

Sifat Fisis dan Kimia Katalis

1. Besi

Sifat Fisik dan Kimia :

- Logam murni besi sangat reaktif secara kimiawi dan mudah terkorosi

- Memiliki 4 bentuk allotroik ferit, yakni alfa, beta, gamma dan omega dengan suhu transisi 700, 928, dan 1530 oC.

- Besi bersifat keras, rapuh, dan umumnya mudah dicampur

- Besi tempa yang mengandung kurang dari 0.1% karbon, sangat kuat, dapat dibentuk, tidak mudah campur dan biasanya memiliki struktur berserat.

Sifat Fisis dan Kimia Produk Utama

Amonia :









- Viskositas (25 C) : 13.35 Cp

Sifat Kimia :

- Reaksi amonisasi




2NH3 + 2 KMnO4 2KOH + MnO2 + 2H2O + N2C. Spesifikasi Bahan Baku dan ProdukBahan Baku :

1. Gas Alam

Bentuk : gas

Komposisi rata-rata gas alam (fraksi mol) :

CH4 : 0.8370

C2H6 : 0.0495

C3H8 : 0.0330

C4H10 : 0.0150

C5H12 : 0.0580

Sulfur : 25 ppmv (maksimum)

Hg : 188 ppbw(maksimum)

Tekanan : 40 atm

Temperature : 30 o C

HHV : 950-1200 Btu/SCF

MW : 19659

SG : 0.6-0.8

2. Udara

Komposisi rata-rata udara (fraksi mol) :

N2 : 0.78084

O2 : 0.20946

Ar : 0.00940

CO2 : 0.00030

Tekanan : 1 atm

Suhu : 30 o C

Humidity : 83%

Produk

1. Amonia (NH3)

Bentuk : cair

Kadar ammonia : 99.5% berat (minimum)

Kadar air : 0.5% berat (maksimum)

Minyak : 5 ppm (b/b) (maksimum)

Tekanan : 1.25 atm

Temperature :-33 o C

Bahan Pendukung

1. Katalis

Jenis : besi oksida (FeO, Fe2O3) dengan multi promoter

Bentuk : granular

Ukuran partikel : 6-10 mm

Berat jenis (bulk) : 2.80 kg/L

D. Tinjauan Proses secara umumPada proses pembuatan Amonia (NH3) menggunakan proses Haber. Gas natural (metana, CH4) bereaksi dengan uap panas untuk memproduksi karbon dioksida dan gas hidrogen (H2) dalam proses dua langkah. Gas hidrogen dan gas nitrogen lantas direaksikan dalam proses Haber untuk memproduksi amonia.

N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)

Berdasarkan prinsip kesetimbangan kondisi yang menguntungkan untuk ketuntasan reaksi ke kanan (pembentukan NH3) adalah suhu rendah dan tekanan tinggi. Akan tetapi, reaksi tersebut berlangsung sangat lambat pada suhu rendah, bahkan pada suhu 500oC sekalipun. Dipihak lain, karena reaksi ke kanan eksoterm, penambahan suhu akan mengurangi rendemen. Proses Haber-Bosch semula dilangsungkan pada suhu sekitar 500oC dan tekanan sekitar 150-350 atm dengan katalisator, yaitu serbuk besi dicampur dengan Al2O3, MgO, CaO, dan K2O.

Reaksi kekanan pada pembuatan amonia adalah reaksi eksoterm. Reaksi eksoterm lebih baik jika suhu diturunkan, tetapi jika suhu diturunkan maka reaksi berjalan sangat lambat . Amonia punya berat molekul 17.03. Amonia ditekanan atmosfer fasanya gas. Titik didih Amonia -33.35 oC, titik bekunya -77.7 oC, temperatur & tekanan kritiknya 133 oC & 1657 psi. Kondisi optimum untuk dapat bereaksi dengan suhu 400-600oC, dengan tekanan 150-300 atm. Konversi reaksi 10-40 % dengan perbandingan mol ratio N2 dan H2 adalah 1:3 dengan fase reaksi gas. Kondisi optimum pembuatan amonia (NH3) dapat digambarkan pada tabel berikut :

Tabel Kondisi Optimum Pembuatan NH3NoFaktorReaksi : N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) H= -92.22 kJKondisi Optimum

1.Suhu1. Reaksi bersifat eksoterm

2. Suhu rendah akan menggeser kesetimbangan kekanan.

3. Kendala:Reaksi berjalan lambat400-600oC

2.Tekanan1. Jumlah mol pereaksi lebih besar dibanding dengan jumlah mol produk.

2. Memperbesar tekanan akan menggeser kesetimbangan kekanan.

3. Kendala Tekanan sistem dibatasi oleh kemampuan alat dan faktor keselamatan.150-300 atm

3.KonsentrasiPengambilan NH3 secara terus menerus akan menggeser kesetimbangan kearah kanan_

4.KatalisKatalis tidak menggeser kesetimbangan kekanan, tetapi mempercepat laju reaksi secara keseluruhanFe dengan campuran Al2O3 KOH dan garam lainnya

Pengaruh katalis pada sistem kesetimbangan adalah dapat mempercepat terjadinya reaksi kekanan atau kekiri, keadaan kesetimbangan akan tercapai lebih cepat tetapi katalis tidak mengubah jumlah kesetimbangan dari spesies-spesies yang bereaksi atau dengan kata lain katalis tidak mengubah nilai numeris dalam tetapan kesetimbangan. Peranan katalis adalah mengubah mekanisme reaksi kimia agar cepat tercapai suatu produk.

E. Tinjauan TermodinamikaUntuk mengetahui apakah sifat reaksi berjalan eksotermis atau endotermis, maka perlu pembuktian dengan menggunakan panas pembentukan standar, Hf. Pada tekanan 1 atm dengan suhu sebesar 298.15 K.

N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)

H = Hf (produk)- Hf (rekatan)

Jika H reaksi = (-) maka reaksi berjalan secara eksotermis

Jika H reaksi = (+) maka reaksi berjalan secara endotermis

Diketahui data Hf masing-masing komponen pada 298.15 K adalah :

Hf N2 = 0

Hf H2 = 0

Hf NH3 = -46.110 kJ/mol

H = Hf NH3 - ( Hf N2 + Hf H2 )

= 2x(-46.110 kJ/mol) (0 + 3(0))

= -92.22 kJ/mol

Panas reaksi bernilai negatif sehingga dapat diambil kesimpulan bahwa reaksi pembentukan ammonia merupakan reaksi eksotermis.

Sedangkan untuk mengetahui apakah reaksi pembentukan ammonia searah (reversible) atau tidak searah (irreversible) berdasarkan tinjauan termodinamika dengan persamaan vant Hoff sebagai berikut :

d(G/RT)dT=-HRTDengan

GRT=-lnKSehingga :

d(G/RT)dT=-HRTdlnKdT=HRTDengan :

G = Energi gibbs standar

R = Tetapan gas umum

T = Temperature reaksi

K = Konstanta kesetimbangan reaksi

Apabila K 1. Maka reaksi tersebut bolak-balik (reversible)

Apabila K 1, maka reaksi tersebut searah (irreversible)

Diketahui data-data G untuk mengetahui masing-masing komponen pada 298.15 K adalah

Gf N2 = 0

Gf H2 = 0

Gf NH3 = -16.450 kJ/mol

G = Gf NH3 - ( Gf N2 + Gf H2)

= 2x(-16.450 kJ/mol) (0 + 3(0))

= -32.9 kJ/mol

Dari persamaan ini : GRT=-lnKK=e-G/RTK298.15 = exp(-32.9/0,008314.298.15)K298.15 = 5.81 x 105Jika delta H merupakan perubahan entalpi standar ( panas reaksi ) dan dapat diasumsikan konstan terhadap suhu, maka persamaan ini dapat diintegralkan menjadi :

lnKoperasi/K298.15 =-HR(1/T1-1/T2)Ln K723.15 = 6.94

K723.15 = 1032.77

Dari perhitungan diatas dapat diketahui bahwa konstanta kesetimbangan reaksi (K) pembentukan ammonia merupakan reaksi bolak-balik (reversible)

Ammonia

Dari Wikipedia Bahasa Melayu, ensiklopedia bebas.

Lompat ke: pandu arah, gelintar

Ammonia

Am

Nama sistematikAmmoniaAzana (Lihat rencana)

Nama-nama lainHidrogen nitridaNitrosilVaporol

Formula molekulNH3

Jisim molar17.0304 g/mol

RupaGas tak berwarna yangberbau sengit

Nombor CASTemplat:CASREF

Sifat-sifat

Ketumpatan dan fasa0.6813 g/L, gas.

Keterlarutan dalam Air89.9 g/100 ml at 0 C.

Takat lebur-77.73 C (195.42 K)

Takat didih-33.34 C (239.81 K)

Keasidan (pKa)34

Kebesan (pKb)4.75

Struktur

Bentuk molekulTerminus

Momen dwikutub1.42 D

Sudut ikatan107.5

Bahaya

MSDSMSDS Luaran

Bahaya utamaToksik dan mengakis.

NFPA 7041

3

0

Takat kilat11 C

Penyata R/KR: Templat:R10, Templat:R23,Templat:R34, Templat:R50S: S1/2, Templat:S16, S36/37/39,S45, Templat:S61

Nombor RTECSBO0875000

Halaman data tambahan

Struktur dansifat-sifatn, r, dsb.

DatatermodinamikSifat fasaPepejal, cecair, gas

Data spektrumUU, IM, RMN, SJS

Sebatian-sebatian berkaitan

Ion-ion lainAmmonium (NH4+)

hidroksida (NH4OH)

klorida (NH4Cl)

Sebatian-sebatian berkaitanHidrazinaAsid hidrazoikHidroksilaminaKloroamina

Kecuali dinyatakan sebaliknya, data yang diberikan adalah untukbahan pada keadaan piawai (pada 25C, 100 kPa)Rujukan dan penafian Infobox

Ammonia adalah bahan kimia dengan formula kimia NH3. Molekul ammonia mempunyai bentuk segi tiga.

Ammonia terdapat di atmosfera dalam kuantiti yang kecil akibat pereputan bahan organik. Ammonia juga dijumpai di dalam tanah, dan di tempat berdekatan dengan gunung berapi. Oleh itu, ammonia juga terdapat di planet dan satelit semulajadi planet lain.

Pada suhu dan tekanan piawai, ammonia adalah gas yang tidak mempunyai warna (lutsinar) dan lebih ringan daripada udara (0.589 ketumpatan udara). Takat leburnya ialah -75 C manakala takat didihnya ialah -33.7 C. 10% larutan ammonia dalam air mempunyai pH 12. Ammonia dalam bentuk cair mempunyai muatan haba yang sangat tinggi.

Ammonia cair terkenal dengan sifat keterlarutannya. Ia boleh melarutkan logam alkali dengan mudah untuk membentuk larutan yang berwarna dan boleh mengalirkan elektrik dengan baik.

Ammonia boleh larut dalam air. Larutan ammonia dengan air mempunyai sedikit ammonium hidroksida (NH4OH). Ketumpatan maksimum bagi ammonia yang larut dalam air untuk membentuk larutan tepu adalah 880 kg m-3. 100 dm3 boleh berpadu dengan 100 cm3 air.

Ammonia tidak menyokong pembakaran, dan tidak akan terbakar kecuali dicampur dengan oksigen, di mana ammonia terbakar dengan nyalaan hijau kekuningan muda. Ammonia boleh meletup jika dicampur dengan udara.

Isi kandungan

[sorok] 1 Sejarah 2 Produksi 3 Keselamatan 4 Kegunaan

[sunting] SejarahOleh sebab kegunaan ammonia yang banyak, ammonia adalah antara bahan kimia yang paling banyak dihasilkan. Sebelum mulanya Perang Dunia Pertama, ammonia diperoleh dengan menyulingkan sayur dan haiwan bernitrogen, atau pereputan garam-garam ammonium dengan hidrooksida alkali. Ammonia juga diperoleh dengan tindak balas magnesium nitrik, Mg3N2, dengan air.

Mg3N2 + 6H2O 3Mg(OH)2 + 2NH3[sunting] ProduksiProses Haber (dikenali sebagi Haber-Bosch Process dalam Bahasa Inggeris) dicipta oleh dua orang ahli sains Jerman, Fritz Haber dan Carl Bosch pada 1909. Pada Perang Dunia Pertama, tentera Jerman menggunakan cara ini untuk menghasilkan ammonia. Ammonia kemudiannya digunakan untuk menghasilkan asid nitrik, yang digunakan untuk menghasilkan bahan letupan. Proces ini menggunakan sedikit belanja sahaja. Bahan tindak balasnya, hidrogen serta nitrogen, boleh didapat di atmosfera dan gas asli.

N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) +

Tindak balas ini dilakukan dalam keadaan 200 atm (152000 mmHg), pada suhu tinggi 723 K (450 C).

Proses Haber boleh berlaku dalam dua arah. Jika tindak balas ini dilakukan dalam suhu rendah, nitrogen, N2, dan hidrogen, H2, akan berpadu menjadi ammonia, NH3 dan membebaskan haba. Kalau tindak balas ini dilakukan dalam suhu tinggi, ammonia, NH3, akan terlerai setelah menyerap haba serta membentuk , nitrogen, N2, dan hidrogen, H2. Walau bagaimanapun, jika suhu terlalu rendah, kadar tindak balas menurun. Jadi, suhu yang sesuai adalah suhu yang membenarkan penghasilan ammonia, dan pada masa yang sama menyokong tindak balas. Tekanan tinggi menggalakkan penghasilan molekul ammonia.

Pada mulanya, mangkin osmium dan uranium digunakan. Sekarang, mangkin magnetit digunakan. Mangkin kalsium dan aluminium oksida serta kalium digunakan bersama mangkin magnetit untuk melindungi mangkin magnetit.

[sunting] KeselamatanAmmonia mudah terbakar. Jika ditelan, ammonia boleh menghakis dan menyebabkan cirit-birit dan pening. Wap ammonia sangat merangsangkan dan boleh menghakis. Larutan padat ammonia boleh menyebabkan kerosakan mata dan kulit.

[sunting] KegunaanLarutan ammonia boleh digunakan untuk membersih, memutih dan mengurangkan bau busuk. Larutan pembersih yang dijual kepada konsumer menggunakan larutan ammonia hidroksida cair sebagai agen pembersih utama. Tetapi, pengguna haruslah berhati-hati kerana penggunaan untuk tempoh yang lama mungkin boleh merangsangkan.

Ammonia sangat sesuai digunakan sebagai bahan penyejuk udara, kerana ammonia mudah menukar bentuk menjadi cecair dalam tekanan. Oleh itu, ammonia digunakan dalam hampir semua penyejuk udara sebelum penciptaan penyejuk udara yang menggunakan freon. Freon tidak merangsangkan dan tidak toksik, tetapi ia boleh menyebabkan hakisan lapisan ozon. Sekarang, penggunaan ammonia sebagai bahan penyejuk udara meningkat semula.

Ammonia membentuk baja semula jadi ketika dicampur dengan air, dan boleh digunakan begitu sahaja tanpa mencampurkan bahan kimia. Baja ini sesuai untuk penanaman tumbuhan yang bergantung kepada nitrogen, seperti jagung, tetapi memburukkan keadaan tanah.

Ammonia juga digunakan dalam pembuatan polimer dan bahan letupan.

Diambil daripada "http://ms.wikipedia.org/wiki/Ammonia"

Kategori: KimiaMinggu, 28 Juni 2009

Pembuatan Amonia dengan Proses Haber Bosch

Dasar teori pembuatan amonia dari nitrogen dan hydrogen ditemukan oleh Fritz Haber (1908), seorang ahli kimia dari Jerman. Sedangkan proses industri pembuatan amonia untuk produksi secara besar-besaran ditemukan oleh Carl Bosch, seorang insinyur kimia juga dari Jerman. Persamaan termokimia reaksi sintesis amonia adalah :

N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) H = -92,4Kj Pada 25oC : Kp = 6,2105

Berdasarkan prinsip kesetimbangan kondisi yang menguntungkan untuk ketuntasan reaksi ke kanan (pembentukanNH3) adalah suhu rendah dan tekanan tinggi. Akan tetapi, reaksi tersebut berlangsung sangat lambat pada suhu rendah, bahkan pada suhu 500oC sekalipun. Dipihak lain, karena reaksi ke kanan eksoterm, penambahan suhu akan mengurangi rendemen. Proses Haber-Bosch semula dilangsungkan pada suhu sekitar 500oC dan tekanan sekitar 150-350 atm dengan katalisator, yaitu serbuk besi dicampur dengan Al2O3, MgO, CaO, dan K2O.

Reaksi kekanan pada pembuatan amonia adalah reaksi eksoterm. Reaksi eksoterm lebih baik jika suhu diturunkan, tetapi jika suhu diturunkan maka reaksi berjalan sangat lambat . Amonia punya berat molekul 17,03. Amonia ditekanan atmosfer fasanya gas. Titik didih Amonia -33,35 oC, titik bekunya -77,7 oC, temperatur & tekanan kritiknya 133 oC & 1657 psi. Entalpi pembentukan (H), kkal/mol NH3(g) pada 0oC, -9,368; 25 oC, -11,04. Pada proses sintesis pd suhu 700-1000oF, akan dilepaskan panas sebesar 13 kkal/mol. Kondisi optimum untuk dapat bereaksi dengan suhu 400- 600oC, dengan tekanan 150-300 atm. Kondisi optimum pembuatan amonia (NH3) dapat digambarkan pada tabel berikut :

Tabel : Kondisi Optimum Pembuatan NH3NoFaktorReaksi : N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) H= -924 kJKondisi Optimum

1.Suhu1. Reaksi bersifat eksoterm

2. Suhu rendah akan menggeser kesetimbangan kekanan.

3. Kendala:Reaksi berjalan lambat400-600oC

2.Tekanan1. Jumlah mol pereaksi lebih besar dibanding dengan jumlah mol produk.

2. Memperbesar tekanan akan menggeser kesetimbangan kekanan.

3. Kendala Tekanan sistem dibatasi oleh kemampuan alat dan faktor keselamatan.150-300 atm

3.KonsentrasiPengambilan NH3 secara terus menerus akan menggeser kesetimbangan kearah kanan_

4.KatalisKatalis tidak menggeser kesetimbangan kekanan, tetapi mempercepat laju reaksi secara keseluruhanFe dengan campuran Al2O3 KOH dan garam lainnya

Pengaruh katalis pada sistem kesetimbangan adalah dapat mempercepat terjadinya reaksi kekanan atau kekiri, keadaan kesetimbangan akan tercapai lebih cepat tetapi katalis tidak mengubah jumlah kesetimbangan dari spesies-spesies yang bereaksi atau dengan kata lain katalis tidak mengubah nilai numeris dalam tetapan kesetimbangan. Peranan katalis adalah mengubah mekanisme reaksi kimia agar cepat tercapai suatu produk.

Katalis yang dipergunakan untuk mempercepat reaksi memberikan mekanisme suatu reaksi yang lebih rendah dibandingkan reaksi yang tanpa katalis. Dengan energi aktivasi lebih rendah menyebabkan maka lebih banyak partikel yang memiliki energi kinetik yang cukup untuk mengatasi halangan energi aktivasi sehingga jumlah tumbukan efektif akan bertambah sehingga laju meningkat. Perbandingan reaksi dengan katalis dan tanpa katalis dapat dilihat pada gambar dihalaman berikut:

Gambar 1 : Perbandingan mekanisme reaksi menggunakan katalis dan tanpa katalis

Dengan kemajuan teknologi sekarang digunakan tekanan yang jauh lebih besar, bahkan mencapai 700 atm. Untuk mengurangi reaksi balik, maka amonia yang terbentuk segera dipisahkan. Mula-mula campuran gas nitrogen dan hidrogen dikompresi (dimampatkan) hingga mencapai tekanan yang diinginkan. Kemudian campuran gas dipanaskan dalam suatu ruangan yang bersama katalisator sehingga terbentuk amonia. Diagram alur dari proses Haber-bosch untuk sintesis amonia

diberikan pada Gambar 1 berikut ini :

A notional flow-sheet for the cyanamide process.

The first step in the process is to make lime from limestone:CaCO3 + heat CaO + CO2this is then heated with Coal in an an anoxic environment to make Calcium Carbide:CaO + 3C + heat CaC2 + COThe actual nitrogen fixing comes from reacting Calcium Carbide with pure Nitrogen, thus for this process to be industrially practical it required the Linde process of fractionation of liquid air. The reaction takes place at 2atm or ~0.2MPa, heated by through the Ohmic heating of a Carbon rod:CaC2 + N2 CaCN2 + CFinally in the quest to make Ammonia, the Calcium Cyanamide is mixed with water and NaOH (as a catalyst) for hydrolysis:CaCN2 + H2O 2NH3 + CaCO3The Calcium Carbonate can easily be separated as it is a solid, and the Ammonia can be distilled, allowing the NaOH to be recycled back for more hydrolysis.

Contrast this with the Haber-Bosch process for making Ammonia, which at the time required the same costly liquid air seperator as well as an electrolytic seperator for producing hydrogen and higher pressure catalytic reactor:

A notional flow-sheet for an early Haber-Bosh process.

By simply glaring at it one sees that, as a way of making Ammonia, the Haber-Bosh process is by far simpler. Since it doesnt require multiple furnaces and the intermediary steps of producing Cyanamide its operating costs should be lower (assuming one has an efficient electrolysis system for hydrogen). Of course the Ammonia reactor requires an expensive catalyst and recycle system since a single pass is not particularly efficient.

Lampiran.

Asam nitrat

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas

Belum DiperiksaLangsung ke: navigasi, cari

Halaman ini belum atau baru diterjemahkan sebagian dari bahasa Inggris.Bantulah Wikipedia untuk melanjutkannya. Lihat panduan penerjemahan Wikipedia.

Asam nitrat

Nama IUPAC

HYPERLINK "javascript:toggleNavigationBar(1);"[sembunyikan]

HYPERLINK "javascript:toggleNavigationBar(1);"[sembunyikan]Asam nitrat

Nama lain[sembunyikan]

HYPERLINK "javascript:toggleNavigationBar(2);"[sembunyikan]Hidrogen Nitrat

Identifikasi

Nomor CAS[7697-37-2]

Nomor RTECSQU5775000

SMILESO[N+](=O)[O-]

Sifat

Rumus molekulH

HYPERLINK "http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Nitrat&action=edit&redlink=1" \o "Nitrat (halaman belum tersedia)"NO3

Massa molar63,012 g/mol

PenampilanCairan bening tidak berwarna

Densitas1,51 g/cm, cairan tidak berwarna

Titik leleh

Titik didih(120.5 C (larutan 68%))

Kelarutan dalam airtercampurkan

Viskositas? cP at? C

Momen dipol2,17 0,02 D

Bahaya

Klasifikasi EUOksidan (O)Korosif (C)

NFPA 704040OX

Frasa-RTemplat:R8, R35

Frasa-S(S1/2), S23, S26, S36, S45

Titik nyalatidak tersedia

Senyawa terkait

Senyawa terkaitAsam nitritDinitrogen oksidaDinitrogen pentoksida

Kecuali dinyatakan sebaliknya, data di atas berlakupada temperatur dan tekanan standar (25C, 100kPa)Sangkalan dan referensi

Senyawa kimia asam nitrat (H

HYPERLINK "http://id.wikipedia.org/wiki/Nitrogen" \o "Nitrogen"N

HYPERLINK "http://id.wikipedia.org/wiki/Oxygen" \o "Oxygen"O3) adalah sejenis cairan korosif yang tak berwarna, dan merupakan asam beracun yang dapat menyebabkan luka bakar. Larutan asam nitrat dengan kandungan asam nitrat lebih dari 86% disebut sebagai asam nitrat berasap, dan dapat dibagi menjadi dua jenis asam, yaitu asam nitrat berasap putih dan asam nitrat berasap merah.

Daftar isi

[sembunyikan] 1 Sejarah 2 Sifat

2.1 Sifat-sifat asam 2.2 Sifat-sifat oksidasi

2.2.1 Reaksi dengan logam 2.2.2 Pemasifan 2.2.3 Reaksi dengan non-logam 3 Sintesis dan produksi 4 Referensi 5 Pranala luar

[sunting] SejarahAsam nitrat pertama kali disintesis sekitar 800 M oleh alkimiawan Jabir ibnu Hayyan, yang juga menemukan distilasi modern dan proses kimiawi dasar lainnya yang masih digunakan sekarang ini.

[sunting] SifatAsam nitrat murni (100%) merupakan cairan tak berwarna dengan berat jenis 1.522 kg/m. Ia membeku pada suhu -42C, membentuk kristal-kristal putih, dan mendidih pada 83C. Ketika mendidih pada suhu kamar, terdapat dekomposisi (penguraian) sebagian dengan pembentukan nitrogen dioksida sesudah reaksi:

4HNO3 2H2O + 4NO2 + O2 (72C)

yang berarti bahwa asam nitrat anhidrat sebaiknya disimpan di bawah 0C untuk menghindari penguraian. Nitrogen dioksida (NO2) tetap larut dalam asam nitrat yang membuatnya berwarna kuning, atau merah pada suhu yang lebih tinggi. Manakala asam murni cenderung mengeluarkan asap putih ketika terpapar ke udara, asam dengan nitrogen dioksida terlarut mengeluarkan uap berwarna coklat kemerah-merahan, yang membuatnya dijuluki "asam berasap merah" atau "asan nitrat berasap". Asam nitrat berasap juga dirujuk sebagai asam nitrat 16 molar (bentuk paling pekat asam nitrat pada temperatur dan tekanan standar).

Asam nitrat bercampur dengan air dalam berbagai proporsi dan distilasi menghasilkan azeotrop dengan konsentrasi 68% HNO3 dan titik didih 120,5C pada 1 atm. Terdapat dua hidrat padat yang diketahui, yaitu monohidrat (HNO3H2O) dan trihidrat (HNO33H2O).

Nitrogen oksida (NOx) larut dalam asam nitrat dan sifat ini mempengaruhi semua sifat fisik asam nitrat yang tergantung pada konsentrasi oksida (seperti tekanan uap di atas cair, suhu didih, dan warna yang dijelaskan di atas).

Peningkatan konsentrasi asam nitrat dipengaruhi oleh dekomposisi termal maupun cahaya, dan hal ini dapat menimbulkan sejumlah variasi yang tak dapat diabaikan pada tekanan uap di atas cairan karena nitrogen oksida yang diproduksi akan terlarut sebagian atau sepenuhnya di dalam asam.

[sunting] Sifat-sifat asamSebagai mana asam pada umumnya, asam nitrat bereaksi dengan alkali, oksida basa, dan karbonat untuk membentuk garam, seperti amonium nitrat. Karena memiliki sifat mengoksidasi, asam nitrat pada umumnya tidak menyumbangkan protonnya (yakni, ia tidak membebaskan hidrogen) pada reaksi dengan logam dan garam yang dihasilkan biasanya berada dalam keadaan teroksidasi yang lebih tinggi.Karenanya, perkaratan (korosi) tingkat berat bisa terjadi. Perkaratan bisa dicegah dengan penggunaan logam ataupun aloi anti karat yang tepat.

Asam nitrat memiliki tetapan disosiasi asam (pKa) 1,4: dalam larutan akuatik, asam nitrat hampir sepenuhnya (93% pada 0.1 mol/L) terionisasi menjadi ion nitrat NO3 dan proton terhidrasi yang dikenal sebagai ion hidronium, H3O+.

HNO3 + H2O H3O+ + NO3-[sunting] Sifat-sifat oksidasi[sunting] Reaksi dengan logamSebagai sebuah oksidator yang kuat, asam nitrat bereaksi dengan hebat dengan sebagian besar bahan-bahan organik dan reaksinya dapat bersifat eksplosif. Produk akhirnya bisa bervariasi tergantung pada konsentrasi asam, suhu, serta reduktor. Reaksi dapat terjadi dengan semua logam kecuali deret logam mulia dan aloi tertentu. Karakteristik ini membuat asam nitrat menjadi agen yang umumnya digunakan dalam uji asam. Sebagai kaidah yang umum, reaksi oksidasi utamanya terjadi dengan asam pekat, memfavoritkan pembentukan nitrogen dioksida (NO2).

Cu + 4H+ + 2NO3- Cu+2 + 2NO2 + 2H2O

Sifat-sifat asam cenderung mendominasi pada asam nitrat encer, diikuti dengan pembentukan nitrogen oksida (NO) yang lebih diutamakan.

3Cu + 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Karena asam nitrat merupakan oksidator, hidrogen (H2) jarang terbentuk. Hanya magnesium (Mg), mangan (Mn), dan kalsium (Ca) yang bereaksi dengan asam nitrat dingin dan encer yang dapat menghasilkan hidrogen:

Mg(s) + 2HNO3(aq) Mg(NO3)2(aq) + H2(g)Asam nitrat mampu menyerang dan melarutkan semua logam yang ada pada tabel periodik, kecuali emas dan platina.

[sunting] PemasifanKendati kromium (Cr), besi (Fe), dan aluminium (Al) akan terlarut dalam asam nitrat yang encer, asam pekat akan membentuk sebuah lapisan logam oksida yang melindungi logam dari oksidasi lebih lanjut. Hal ini disebut dengan pemasifan. Konsentrasi pemasifan yang umum berkisar dari 18% sampai 22% berat.

[sunting] Reaksi dengan non-logamKetika asam nitrat bereaksi dengan berbagai unsur non-logam, terkecuali silikon serta halogen, biasanya ia akan mengoksidasi non-logam tersebut ke keadaan oksidasi tertinggi dengan asam nitrat menjadi nitrogen dioksida untuk asam pekat dan nitrogen monoksida untuk asam encer.

C + 4HNO3 CO2 + 4NO2 + 2H2O

ataupun

3C + 4HNO3 3CO2 + 4NO + 2H2O

[sunting] Sintesis dan produksiAsam nitrat dibuat dengan mencampur nitrogen dioksida (N

HYPERLINK "http://id.wikipedia.org/wiki/Oksigen" \o "Oksigen"O2) dengan air. Menghasilkan asam nitrat yang sangat murni biasanya melibatkan distilasi dengan asam sulfat, karena asam nitrat membentuk sebuah azeotrop dengan air dengan komposisi 68% asam nitrat dan 32% air. Asam nitrat kualitas komersial biasanya memiliki konsentrasi antara 52% dan 68% asam nitrat. Produksi komersial dari asam nitrat melalui proses Ostwald yang ditemukan oleh Wilhelm Ostwald.

[sunting] Referensi[sunting] Pranala luar International Chemical Safety Card 0183 NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards Templat:Ecb National Pollutant Inventory - Nitric Acid Fact SheetDiperoleh dari "http://id.wikipedia.org/wiki/Asam_nitrat"

Kategori: Biokimia | Senyawa kimia | Nitrat | AsamKategori tersembunyi: Artikel yang perlu diterjemahkan dari bahasa Inggris | Artikel yang perlu diterjemahkan dari bahasa Inggris Juli 2010Penggunaan Asam Nitrat (HNO3) Pada Bidang Industri

Monday, October 26, 2009

bahan kimia berbahayaHYPERLINK "http://3.bp.blogspot.com/_wij7sAljh3I/SuZpVoF0YwI/AAAAAAAAARg/r-8hLg2XAMM/s1600-h/passivation+baja+stainless+steel.jpg"

Asam nitrat atau nitric acid atau aqua fortis, dengan rumus kimia HNO3 adalah asam kuat yang sangat korosif. Berdasarkan sifatnya, asam nitrat dikelompokkan sebagai salah satu atau B3.

Asam nitrat memiliki banyak kegunaan di bidang industri. Berdasarkan pengalaman saya selama hampir 10 tahun bekerja di pabrik kimia, salah satu kegunaan utama HNO3 adalah untuk passivation baja atau stainless steel setelah proses fabrikasi selesai, sebelum digunakan untuk menyimpan bahan kimia tertentu.

Dengan proses passivation ini oksida logam yang terbentuk selama pengelasan (welding), kontaminan dan partikel logam lain dibersihkan dari permukaan baja. Nantinya akan terbentuk pula lapisan tipis (film) oksida logam yang akan melindungi baja dari proses oksidasi lanjutan.

Nah, berikut ini adalah kegunaan lain dari asam nitrat di bidang industri.

1. Asam nitrat digunakan sebagai bahan baku pembuatan berbagai bahan peledak, diantaranya trinitrotoluena atau TNT.

2. Digunakan pula dalam proses pemurnian logam. Sebagai contoh platina, emas dan perak.

3. HNO3 digunakan dalam proses desain barang-barang berbahan tembaga, perunggu dan kuningan.

4. Campuran antara asam klorida pekat dan asam nitrat pekat, dengan perbandingan 3:1, biasa digunakan sebagai pelarut logam mulia, yaitu emas dan platina. Campuran tersebut biasa disebut dengan Aqua Regia atau air raja.

5. HNO3 digunakan pula untuk menghilangkan atau membersihkan peralatan proses dari kerak kalsium dan magnesium yang menempel di dalamnya.Amonia dan asam nitrat

Nitrat (garam dari asam nitrat) sejak zaman dulu dibutuhkan banyak sebagai bahan baku serbuk mesiu. Namun, persediaannya terbatas, dan kalium nitrat yang ada secara alami adalah bahan baku utama yang tersedia. Di abad 19 ketika skala perang menjadi besar, kebutuhan nitrat menjadi membesar, dan kalium nitrat yang ada secara alami tidak dapat memenuhi permintaan.

Selain itu, nitrat diperlukan sebagai bahan baku pupuk buatan. Di akhir pertengahan abad 19 kimiawan Jerman Justus von Liebig (1803-1873) membuktikan kefektifan dan pentingnya pupuk buatan. Masalah yang menghalangi pemakaian bear-besaran pupuk buatan adalah harganya yang tinggi, khususnya pupuk nitrogen.

Di akhir abad 19, fisikawan Inggris William Crookes (1832-1919) meramalkan peningkatan jumlah makanan yang diproduksi tidak dapat mengejar peningkatan populasi dunia dan dunia akan berakhir menjadi katastropi.

Situasi semacam memicu ilmuwan untuk menyelidiki fiksasi nitrogen artifisial atau menemukan proses untuk mengubah nitrogen yang tidak terbatas persediaanya di udara menjadi senyawa yang dapat digunakan. Jelas diperlukan cara untuk melakukan fiksasi dalam skala besar. Jadi, percobaannya harus dimulai di skala laboratorium untuk dapat diperbesar ke skala pabrik.

Fiksasi nitrogen berhasil dilakukan oleh kimiawan Jerman Fritz Haber (1868-1934) dan insinyur kimia Jerman, yang bekerja untuk BASF, Carl Bosch (1874-1940)??ersamaan reaksi untuk

proses Haber-Bosch sangat sederhana, tetapi secara teknis terdapat berbagai kesukaran. Prosesnya dielaborasi sehingga reaksi eksoterm ini akan berlangsung ke sisi kanan dengan mulus.

N2 + 3H2 > 2NH3 + 22,1 kkal (11.11)

Dalam praktek, beberapa modifikasi dibuat. Misalnya, rasio molar nitrogen : hidrogen bukan 1:3, tetapi 1:3.3. Kondisi reaksi yang dipilih adalah 300C pada 500 atm. Hidrogen digunakan berlebih pada tekanan tinggi sehingga kesetimbangannya bergeser ke kanan. Karena reaksinya eksoterm, reaksi ini lebih baik dilakukan pada temperatur yang lebih rendah sesuai dengan azas Le Chatelier. Di pihak lain, laju reaksi akan terlalu rendah pada temperatur rendah. Jadi suhunya dibuat agak tinggi ( yakni, dengan tetap mempertimbangkan agar dekomposisi NH3 tidak terjadi). Katalis yang dibuat dari besi digunakan dengan ekstensif.

Proses Haber-Bosch menjadi terkenal sebagai contoh pertama teori kesetimbangan diaplikasikan dalam produksi. Di satu sisi fiksasi nitrogen dengan proses Haber-Bosch membawa banyak manfaat karena kemudahan mendapat pupuk. Di sisi lain amonia berarti bahan baku mesiu dapayt diperoleh dengan mudah pula.

Proses modern untuk menghasilkan asam nitrat HNO3 adalah okidasi amonia di udara. Dalam proses ini, amonia dicampur dengan udara berlebih, dan campurannya dipanaskan sampai temperatur tinggi dengan katalis platina. Amonia akan diubah menjadi nitrogen oksida NO, yang kemudian dioksidasi lebih lanjut di udara menjadi nitrogen dioksida NO2. Nitrogen dioksida direaksikan dengan air menghasilkan asam nitrat. Metoda ini dikembangkan oleh Ostwald, kimiawan yang banyak memberikan kimia katalis, dan disebut proses Ostwald. _1352633162.unknown

_1352633164.unknown

_1352633165.unknown

_1352633166.unknown

_1352633163.unknown

_1352633160.unknown

_1352633161.unknown

_1352633159.unknown

industri ammonia 2.doc

Documents