laporan pengendalian ph-sari.docx

Upload: jennifer-byers

Post on 02-Jun-2018

378 views

Category:

Documents


33 download

TRANSCRIPT

  • 8/10/2019 LAPORAN PENGENDALIAN PH-SARI.docx

    1/23

    LAPORAN PRAKTIKUM

    PENGENDALIAN PH

    DISUSUN OLEH :

    SARI MAULITA RIZKY

    1124301010

    DOSEN PEMBIMBING :

    ELWINA,ST. MT

    NIP.19730917 200212 2 001

    JURUSAN TEKNIK KIMIA

    PROGRAM STUDI TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI

    POLITEKNIK NEGERI LHOKSEUMAWE

    2013

  • 8/10/2019 LAPORAN PENGENDALIAN PH-SARI.docx

    2/23

    LEMBAR TUGAS

    Judul Praktikum : Pengendalian pH

    Laboratorium : Instrumentasi dan Pengendalian Proses

    Jurusan/Prodi : Teknik Kimia / Teknologi Kimia Industri

    Nama Mahasiswa : Sari Maulita Rizky

    NIM : 1124301010

    Kelas/Semester : 2A-TKI / IV (Empat)

    Anggota Kelompok : 3 (Tiga)

    Cut Farah Diana

    Nurmalisna

    Rauzatinur

    Farhan Jihan

    Uraian Tugas :

    1.

    Buat larutan pH3untuk tangki noise.

    2. Lakukan pengamatan pH untuk proses stabil setiap 1 menit dan lakukan

    pengamatan pH untuk proses unstabil setiap 1 menit dengan mengalirkan

    aliran dari tangki noise.

    3. Berikan input step, ramp dan sinus pada aliran, pada input ramp dengan

    perubahan laju alir yaitu 2, 4, 6, 8, dan 10.

    4. Lakukan variasi laju alir 2 dan 4 pada setiap input setiap 1 menit untuk

    proses unstabil dan stabil setiap 20 detik.

    5. Gambarkan grafik untuk data-data tersebut.

    Buket Rata, 17 April 2013,

    Ka. Laboratorium Dosen Pembimbing

    Ir.Syafruddin, M.Si Elwina,ST. MT

    NIP. 19650819 199802 1 001 NIP.19730917 200212 2 001

  • 8/10/2019 LAPORAN PENGENDALIAN PH-SARI.docx

    3/23

    LEMBAR PENGESAHAN

    Judul Praktikum : Pengendalian pH

    Mata Kuliah : Pengendalian Proses

    Jurusan/Prodi : Teknik Kimia/ Teknologi Kimia Industri

    Nama Mahasiswa : Sari Maulita Rizky

    NIM : 1124301010

    Kelas/Semester : 2A-TKI / IV (Empat)

    Dosen Pembimbing : Elwina,ST. MT

    NIP : 19730917 200212 2 001

    Ka. Laboratorium : Ir. Syafruddin, M.Si

    NIP : 19650819 199802 1 001

    Tanggal Pengesahan : 17 April 2013

    Buket Rata, 17 April 2013,

    Ka. Laboratorium Dosen Pembimbing

    Ir.Syafruddin, M.Si Elwina,ST.MT

    NIP. 19650819 199802 1 001 NIP.19730917 200212 2 001

  • 8/10/2019 LAPORAN PENGENDALIAN PH-SARI.docx

    4/23

    BAB I

    PENDAHULUAN

    1.1Tujuan Percobaan

    Mengenal komponen-komponen Peralatan Pengendalian pH

    Dapat dan mampu mengenal proses stabil atau tidak stabil pada

    pengendalian pH

    Dapat memberikan input fungsi step dan fungsi lainnya pada pengendalian

    pH

    Mampu membedakan respon yang di timbulkan dari inpu-input yang di

    berikan pada pengendalian PH.

    1.2Bahanbahan

    Air (aquadest )

    H2SO4

    NaOH

    1.3 Alatalat

    Seperangkat Pengendalian Ph

    pH meter

    Beaker glass

    Kertas pH

    Tissue

    Pipet volume

    Timbangan dan kertas timbang

    Spatula

    Labu ukur 250 ml

  • 8/10/2019 LAPORAN PENGENDALIAN PH-SARI.docx

    5/23

    1.4 Prosedur Kerja

    Isi tangki main dengan larutan aquadest

    Isi tangki Noise dengan larutan pH yang di berikan pada lembaran tugas

    Pasang pH meter pada tangki pencampuran

    Hidupkan alat peralatan pengendali pH

    Alirkan cairan dari tangki main dengan laju alir sesuai yang di lembaran

    tugas dan catat pH ( gunakan kertas pH sebagai pembanding) pada tangki

    pencampuran tiap 10 detik sampai keadaan steady tercapai

    Alirkan cairan pada tangki noise dengan laju alir sesuai tugas dan catat pH(gunakan kertas pH sebagai pembanding) pada tangki pencampuran setiap

    10 detik sampai keadaaan steady tercapai

    Gambarkan grafik dari data yang di peroleh

    Berika n masukkan (input ) step dan jenis lainya serta catat pH (gunakan

    kertas pH sebagai pembanding) pada tangki pencampuran setiap 10 detik

    sampai keadaaan steady tercapai

    Gambarkan grafikgrafik dari data yang diperoleh.

  • 8/10/2019 LAPORAN PENGENDALIAN PH-SARI.docx

    6/23

    BAB II

    TNJAUAN PUSTAKA

    2.1 Pengertian / Definisi

    pH didefinisikan sebagai minus logaritma dari konsentrasi ion hydrogen dalam

    larutan. Pengukuran pH dengan menggunakan pH-meter di lakukan dengan

    menggunakan elektroda yang peka terhadap ion hydrogen H+, pH- meter pada

    dasarnya mengukur tegangan arus dalam volt, bukan maengukur pH secara

    langsung, sehingga pH meter harusa dikalibrasi agar dapat di baca pH. Kalibrasi

    dilakukan dengan menggunakan larutan dapar pH 7, kemudian dengan larutan

    dapar lainya yang mempunyai pH yang mendekati pH sampel yang di analisa.

    Harga pH merupakan ukuran untuk konsentrasi ion hydrogen dalam larutan

    akuatik. Harga pH menentukan apakah larutan bersifat asam atau basa. Harga pH

    dapat ditentukan dengan 2 cara yaitu:

    1.

    Pengukuran pH secara elektrometrik2. Pengukuran ph secara indicator warna

    pH- meter adalah suatu peralatan pengukuran voltase yang di rencanakan untuk

    di gunakan dalam sel-sel dengan tahanan tinggi. Alat alat pembacaan langsung

    adalah voltameter elektronik dengan tahanan masukkan yang sangat tinggi,

    rangkaian tersususun sedemikian hingga memberikan pembacaan meteran

    sebanding pH.

    Pengoprasian dari suatu pH adalah sangat mudah namun agak sedikit berbeda

    dengan masing masing contoh. Gangguan khusus yang menyebabkan

    simpangan. Pembacaan pH meter adalah ion natrium, dalam larutan sampel, bila

    pH 10, maka konsentrasi H+ semakin kecil sehingga ion Na+ akan menempel

    pada dinding elektroda kaca.

    Lakmus merupakan salah satu jenis indicator untuk membedakan sifat asam

    atau basa suatu larutan. Ada 2 jenis lakmus yaitu lakmus merah, dan lakmus

  • 8/10/2019 LAPORAN PENGENDALIAN PH-SARI.docx

    7/23

    biru.kedua jenis lakmus ini dapat berubah warna, jika lakmus di kenai larutan

    yang bersifat asam (misalnya cuka), lakmus berubah menjadi merah tetapi jika di

    kenai larutan basa (misalnya air kapur),lakmus tidak berubah warna.begitu juga

    dengan lakmus merah. Asam dan basa adalah sekelompok senyawa yang banyak

    ditemukan didalam kehidupan.

    Asam adalah zat yang dapat melepaskan ion H+ jika dilarutkan dalam air

    sehingga konsentrasi ion H+ didalam air meningkat.

    Contoh :

    1. HCL (aq) H+(aq) +Cl

    -(aq)

    2. HNO(aq) H+(aq) + HNO3-(aq)

    3. H2SO4(aq) 2H+(aq) +SO4

    -(aq)

    Basa adalah zat yang menghasilkan ion OH- jika dilarutka dalam air sehingga

    konsentrasi ion OH- didalam larutan meningkat.

    Contoh:

    1. NaOH ((aq)+H2O(i)) Na+(aq) + OH

    (aq)

    2. Ca(OH) 2(s) + H2O(i) Ca2+(aq) + 2OH-

    Besaran pH dan POH di definisikan sebagai negatif logaritma konsentrasi molar

    ion hidroksida. Secara matematis, keduanya di ungkapkan sebagai berikut:

    pH = -log [ H+]

    = log

    POH = -log [ H]

    = log

  • 8/10/2019 LAPORAN PENGENDALIAN PH-SARI.docx

    8/23

    Lambang pH diambil dari bahasa prancis Pourvior Hydrogen artinya

    eksponensial kekuatan hydrogen. Untuk negative logaritma tetapan swaionisasi

    air, yaitu pKW yang memungkinkan nilai pH dan POH di gabungkan.

    Kw = [H+] [OH-]

    pKW = pH + POH

    Gambar 2.1 kertas pH

    Gambar 2.2 pH meter Lamotte

  • 8/10/2019 LAPORAN PENGENDALIAN PH-SARI.docx

    9/23

    Gambar 2.3 pH meter Hanna

    2.2 Kestabilan ProsesGambar 2.4 memberikan ilustrasi dinamika jawaban (respon) dinyatakan

    dengan nilai peubah X suatu proses sewaktu mengalami gangguan. Pada saat t=

    to.harga x yang semula konstan mengalami perubahan karena adanya gangguan

    (external disturbance) sehingga mengakibatkan osilasi.

    Gambar 2.4 Respon Proses yang Stabil

    Kebalikan prilaku yang diterapkan di atas terlihat pada gambar 2.5 pada

    gambar 2.5 terlihat bahwa setelah terjadinya gangguan, peubah Y tidak dapat

    kembali ke harga semula (seperti terlihat pada kurva ABC). Proses yang

    menunjukkan perilaku semacam ini sewaktu terkena gangguan disebut proses

    yang tidak stabil.

  • 8/10/2019 LAPORAN PENGENDALIAN PH-SARI.docx

    10/23

    Gambar 2.5 Perilaku Proses yang tidak Stabil

    2.3 Respon sistem pada beberapa macam masukkan

    1.

    Masukkan fungsi steep

    Fungsi steep dinyatakan dengan persamaan matematis sebagai berikut:

    X(t) = A(t) (2.1)

    Fungsi ini apabila di gambarkan seperti terlihat pada gambar 2.6

    Gambar 2.6 gambar fungsi step

  • 8/10/2019 LAPORAN PENGENDALIAN PH-SARI.docx

    11/23

    2.

    Masukkan fungsi ramp

    Fungsi ramp dapat dinyatakan dengan persamaan matematis sebagai

    berikut:

    X(t) = t U(t)

    T merupakan unit step

    X = 0, t < 0

    X = t , t 0

    Fungsi ini digambarkan seperti terlihat pada gambar 2.7

    Gambar 2.7 fungsi ramp

    3.

    Masukkan fungsi sinus

    Fungsi sinus dapat dinyatakan dalam persamaan matematis sebagai

    berikut:

    X = 0 ,t < 0

    X = A sin t ,t0

    Fungsi sinus dapat digambarkan sebagai berikut :

  • 8/10/2019 LAPORAN PENGENDALIAN PH-SARI.docx

    12/23

    Gambar 2.8 fungsi sinus

    Pada kasus thermometer, apabila memperoleh masukkan fungsi sinus dapat

    dijelaskan, missal mula-mula thermometer dalam keadaan setimbang dengan

    temperature cairan dalam bak X5. M ulai saat t=0, temparatur cairan dalam bak di

    ubah mengikuti bentuk fungsi sinus.

  • 8/10/2019 LAPORAN PENGENDALIAN PH-SARI.docx

    13/23

    BAB III

    DATA PENGAMATAN

    3.1 Data Pengamatan

    Tabel 3.1pH terhadap respon proses yang stabil pada tangki Main

    Waktu (menit) pH Meter Kertas pH

    1 7,01 6

    2 7,03 63 7,03 6

    4 7,04 6

    5 7,05 6

    6 7,05 6

    7 7,06 6

    8 7,06 6

    9 7,07 6

    10 7,08 6

    Tabel 3.2pH terhadap respon proses tidak stabil pada tangki Noise

    Waktu (menit) pH Meter Kertas pH

    1 5 5

    2 4,37 4

    3 3,37 4

    4 2,99 3

    5 2,83 3

    6 2,76 3

    7 2,72 3

    8 2,68 3

    9 2,66 3

    10 2,65 4

  • 8/10/2019 LAPORAN PENGENDALIAN PH-SARI.docx

    14/23

    Tabel 3.3pH terhadap respon fungsi input sinus pada tangki Noise

    Waktu (menit) pH Meter Kertas pH

    1 2,68 4

    2 2,76 4

    3 2,85 4

    4 2,94 5

    5 3,00 5

    6 3,05 5

    7 3,08 5

    8 3,10 5

    9 3,12 5

    10 3,13 5

    Tabel 3.4pH terhadap respon fungsi input step pada tangki noise

    Waktu (menit) pH Meter Kertas pH1 2,84 5

    2 2,75 4

    3 2,70 4

    4 2,67 4

    5 2,65 3

    6 2,64 4

    7 2,64 3

    8 2,63 4

    9 2,63 3

    10 2,63 3

  • 8/10/2019 LAPORAN PENGENDALIAN PH-SARI.docx

    15/23

    Tabel 3.5pH terhadap respon fungsi input ramp pada tangki noise, dengan laju

    alir 2 dan 4

    Laju Alir Waktu (detik) pH Meter Kertas pH

    2 20 2,66 3

    2 40 2,67 4

    2 60 2,67 3

    4 20 2,67 3

    4 40 2,67 4

    4 60 2,67 -

    Tabel 3.6pH terhadap respon fungsi input ramp pada tangki noise, dengan laju

    alir 6, 8, dan 10.

    Laju Alir Waktu (menit) pH Meter

    6 1 2,64

    8 2 2,65

    10 3 2,63

  • 8/10/2019 LAPORAN PENGENDALIAN PH-SARI.docx

    16/23

    BAB IV

    PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN

    4.1 Pembahasan

    Pada praktikum yang telah dilakukan pada pengendalian pH, kami

    menggunakan alat pH-Meter dan kertas Lakmus (kertas pH). Yang dimana

    pH_Meter itu adalah suatu peralatan pengukuran voltase yang direncanakan untuk

    digunakan dalam sel-sel dengan tahanan tinggi. Dan kertas lakmus itu sendiri

    adalah salah satu jenis indicator untuk membedakan sifat asam atau basa padasuatu larutan.

    Gambar 4.1 Grafik Respon Proses yang Stabil

    Pada grafik respon proses yang stabil dapat dilihat bahwa, pH meter yang

    terbaca mengalami penurunan dan kenaikan nilai yang tidak cukup jauh. Pada

    menit 1-4 mengalami proses yang stabil, tetapi pada menit 5-7 mengalami

    kenaikan tapi kenaikannya cuma sedikit. Pada menit ke 8 mengalami penurunan

    kembali seperti pada menit 1-4. Dan pada menit 9-10 mengalami kenaikan yang

    tidak jauh juga. Sedangkan pada kertas pH mengalami proses yang stabil yaitu

    tidak mengalami kenaikan atau penurunan. .

    5.4

    5.6

    5.8

    6

    6.2

    6.46.6

    6.8

    7

    7.2

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

    pH

    Waktu

    Respon Proses Stabil

    pH Meter

    Kertas pH

  • 8/10/2019 LAPORAN PENGENDALIAN PH-SARI.docx

    17/23

    Gambar 4,2 Grafik Perilaku Proses yang tidak Stabil

    Pada grafik diatas dapat dilihat bahwa, prilaku proses yang tidak stabil

    yang terdapat pada pH meter pada waktu 1-5 menit mengalami penurunan, dan

    pada menit 6-10 juga mengalami penurunan sedikit demi sedikit. Sedangkan pada

    kertas pH, menit 1-2 mengalami penurunan, pada menit 3 stabil, pada menit 4

    mengalami penurunan kembali, pada menit 4-9 prosesnya kembali stabil, dan

    pada menit terakhir yaitu menit 10 mengalami kenaikan kembali.Iini disebabkan

    karena adanya gangguan yang diberikan oleh larutan pH. Berarti alat pengendali

    pH pada proses tidak stabil berfungsi secara baik.

    0

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

    pH

    Waktu

    Respon Proses Tidak Stabil

    pH Meter

    Kertas pH

  • 8/10/2019 LAPORAN PENGENDALIAN PH-SARI.docx

    18/23

    Gambar 4.3 Grafik Fungsi Input Sinus

    Pada grafik fungsi input sinus diatas dapat dilihat bahwa, untuk

    menentukan fungsi input sinus tersebut menggunakan tangki noise. Pada pH

    meter nilai pH yang terbaca mengalami kenaikan, sedangkan pada kertas pH

    mengalami proses stabil dan pada menit 4 mengalami kenaikan dan pada menit 5-

    10 mengalami proses yang stabil, tetapi kenaikannya tidak sesuai dengan yang

    diinginkan, seharusnya pola respon keluarannya harus sama dengan masukan dan

    puncak gelombang masukan harus terjadi sebelum munculnya puncak gelombang

    keluaran. Hal ini berarti fungsi input sinus kurang berfungsi dengan baik.

    0

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

    pH

    Waktu

    Respon Fungsi Input Sinus

    pH Meter

    Kertas pH

  • 8/10/2019 LAPORAN PENGENDALIAN PH-SARI.docx

    19/23

    Gambar 4.4 Grafik Respon input Step

    Pada grafik fungsi input step diatas dapat dilihat bahwa, pada pH meter

    mengalami penurunan, sedangkan pada kertas pH pada menit 1 mengalami

    kenaikan sampai pH-5, pada menit 2-4 mengalami penurunan yaitu menjadi pH-4,

    pada menit 5 mengalami penurunan ke pH-3, pada menit 6 mengalami kenaikkan

    kembali yaitu menjadi pH-4, pada menit 7 mengalami penurunan, pada menit 8

    mengalami kenaikan, dan pada menit 9-10 mengalami penurunan. Tetapi

    kenaikkan dan penurunan tidak sesuai dengan apa yang diinginkan. Hal ini

    dikarenakan oleh fungsi step kurang berfungsi dengan baik.

    0

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

    pH

    Waktu

    Respon Fungsi Input Step

    pH Meter

    Kertas pH

  • 8/10/2019 LAPORAN PENGENDALIAN PH-SARI.docx

    20/23

    Gambar 4.5 Grafik Respon Input Ramp dengan laju alir 2 dan 4

    Pada grafik diatas dapat dilihat fungsi input ramp laju alirnya di variasikan

    yaitu 2 dan 4 L/menit. pH yang terbaca pada respon fungsi input ramp tersebut

    mendapat nilai pH meter yang stabil sedangkan pada kertas pHnya yang tidak

    stabil, karena pada kertas pH mengalami kenaikan dan penurunan. Hal ini berarti

    alat pengendali pH berfungsi walau pun kenaikannya tidak terlalu jauh berbeda

    dengan nilai yang sebelumnya.

    0

    0.5

    1

    1.5

    2

    2.5

    3

    3.5

    4

    4.5

    1 2 3 4 5 6

    pH

    Waktu

    Respon Fungsi Ramp dengan Laju Alir2 dan 4

    pH Meter

    Kertas pH

    laju alir

  • 8/10/2019 LAPORAN PENGENDALIAN PH-SARI.docx

    21/23

    Gambar 4.6 Grafik Fungsi Input Ramp dengan laju alir 6, 8 dan 10

    Pada grafik diatas dapat dilihat fungsi input ramp laju alirnya di variasikan

    yaitu 6, 8 dan 10 L/menit. Pada fungsi input ramp dengan laju alir tersebut, tidak

    dilakukan pengetesan pH dengan menggunakan kertas pH, karena kertas pH nya

    habis dan tidak ada persediaan lebih di laboratorium jadi yang digunakan pada

    pengetesan pH pada fungsi input ramp yaitu pH Meter saja. Pada pH meter

    mengalami proses yang stabil. Pada laju alirnya mengalami kenaikan atau

    menanjak. Pada laju alirnya mengalami penanjakkan, ini sama dengan apa yang

    kita inginkan pada fungsi input ramp.

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    12

    1 2 3

    pH

    Waktu (Menit)

    Respon Fungsi Input Ramp denganLaju Alir 6, 8, dan 10

    pH Meter

    laju alir

  • 8/10/2019 LAPORAN PENGENDALIAN PH-SARI.docx

    22/23

    4.3 Kesimpulan

    Pada praktikum pengendalian pH tersebut dapat di ambil kesimpulan adalahsebagai berikut:

    pH meter dalah suatu peralatan pengukuran voltase yang direncanakan

    untuk digunakan dalam sel-sel dengan tekanan tinggi.

    Harga pH dapat ditentukan dengan 2 cara yaitu:

    1. Pengukuran pH secara Elektrometrik, yaitu pengukuran pH

    dengan menggunakan alat ukur pH meter.

    2.

    Pengukuran ph secara indicator warna, yaitu pengukuran pH

    dengan menggunakan kertas lakmus

    Pada alat pengendali pH,percobaan yang dapat kita lakukan adalah

    respon proses yang stabil, prilaku proses yang tidak stabil, fungsi step,

    fungsi ramp dengan variasi laju alir, dan fungsi sinus.

    Pada fungsi sinus pola respon keluarannya harus sama dengan masukan

    dan puncak gelombang masukan harus terjadi sebelum munculnya

    puncak gelombang keluaran. Sedangkan pada data yang didapat tidak

    sesuai dengan apa yang seharusnya didapat.

    Pada fungsi ramp pola respon terhadap pemberian masukan (input)

    secara tanjak. Dan pada laju alir 6, 8 dan 10 yang didapat dari data

    percobaan sesuai dengan apa yang dijelaskan diatas yaitu pemberian

    inputnya secara tanjak.

    Pada fungsi step pola respon sensor terhadap pemberian input secara

    bertahap. Dan pada pH meternya sedikit sesuai dengan apa yang

    dijelaskan diatas, tetapi pada kertas pH yang didapat sangat tidak sesuai

    dengan yang dijelaskan diatas.

  • 8/10/2019 LAPORAN PENGENDALIAN PH-SARI.docx

    23/23

    DAFTAR PUSTAKA

    Tim Laboratorium,2012, Pengendalian pH, Laboratorium Komputasi Dan

    Pengendalian Proses. Jurusan Teknik Kimia, Politeknik Negeri

    Lhokseumawe.