ringkasan prakata daftar isi daftar tabel gambar bab 5 dapus

8/16/2019 Ringkasan Prakata Daftar Isi Daftar Tabel Gambar Bab 5 Dapus

1/27

i

LAPORAN RESMIPRAKTIKUM PROSES KIMIA

Materi :

ABSORBSI CO2 DENGAN LARUTAN NaOH

Oleh :

Gilang Ruhinda Putra 21030113140172

Lathifah Kurnia Nur F. 21030113120089

Pradipta Abdurrahman P. 21030113140192

LABORATORIUM PROSES KIMIA

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

2015


2/27

ii

HALAMAN PENGESAHAN

LAPORAN PRAKTIKUM PROSES KIMIA

MATERI : Absorbsi CO2 dengan Larutan NaOH

Kelompok : 25/Kamis

Anggota Kelompok :

Nama/NIM : Gilang Ruhinda Putra /21030113140172

Nama/NIM : Lathifah Kurnia Nur F. /21030113120089

Nama/NIM : Pradipta Abdurrahman P. /21030113140192

Semarang, November 2015

Telah Menyetujui

Asisten Pengampu

Joe Epridoena Sinulingga

NIM. 21030112130118


3/27

iii

RINGKASAN

Absorbsi merupakan salah satu proses separasi dalam industri kimia dimana

suatu campuran gas saling kontak dengan suhu cairan penyerap tertentu sehingga

satu atau lebih komponen gas tersebut larut dalam cairannya. Percobaan absorbsiCO2 dengan NaOH bertujuan untuk mempelajari pengaruh laju alir NaOH

terhadap jumlah CO2 terserap, menentukan besar koefisien perpindahan massa

pada proses absorbsi, dan menentukan waktu terhadap proses absorbsi.

Pada percobaan ini, variabel tetapnya adalah konsentrasi NaOH sebesar 0,3

N, beda waktu pengambilan sampel, yaitu 1 menit dan tekanan operasi 1 atm,

variable berubahnya laju alir NaOH 1 ml/s, 2 ml/s, 3 ml/s. Percobaan ini diawali

dengan membuat larutan NaOH 0,3 N 15 liter.Kemudian adalah proses absorbsi

yaitu NaOH dipompa dan diumpankan pada bagian atas menara pada laju alir

sesuai variabel, dan gas CO2 dipompa melalui bagian bawah absorber. Larutan

NaOH dan CO2 dibiarkan saling kontak. Sebanyak 10 ml sampel diambil dari

bagian dasar menara dengan interval 1 menit dan dianalisis kadar CO2 dengancara titrasi acidi alkalimetri.

Dari hasil percobaan didapat bahwa semakin besar laju alir NaOH maka

semakin sedikit CO2 yang terserap, dikarenakan waktu kontak antara NaOH

dengan CO2 untuk jumlah molekul yang sama akan semakin kecil. Semakin besar

laju alir NaOH maka nilai kga semakin besar akibat meningkatnya transfer massa

antar fase gas-cair antara CO2 dan NaOH. Semakin besar laju alir NaOH maka

nilai k La kecil karena aliran pada packed column belum mencapai keadaan steady

state . Peningkatan laju alir juga akan meningkatkan nilai k2, karena laju alir yang

tinggi menyebabkan terjadinya tumbukan yang tinggi, sehingga konstanta laju

reaksi meningkat.

Kesimpulan dari percobaan ini adalah semakin besar laju alir NaOH maka

nilai Kga dan k2 semakin besar sementara k La dan CO2 yang terserap makin kecil.

Saran yang dapat diberikan antara lain Jenis larutan penyerap divariasi agar

dapat meninjau larutan penyerap terbaik untuk menyerap gas CO2. Rangkaian alat

absorbsi CO2 ditambah dengan kontrol laju alir agar data yang diperoleh lebih

valid.


4/27

iv

PRAKATA

Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa berkat rahmat

dan hidayahnya sehingga kami dapat menyelesaikan Laporan Praktikum Proses

Kimia yang berjudul “Absorbsi CO2 dengan Larutan NaOH” dengan lancar.

Penulis menyadari bahwa tanpa bantuan dan kerjasama dari berbagai pihak,

maka laporan ini tidak akanterselesaikan. Oleh karena itu dalam kesempatan ini

penulis mengucapkan terimakasih kepada :

1. Bapak Dr. Andri Cahyo Kumoro, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing

materi Absorbsi CO2 dengan Larutan NaOH.

2.

Minaco Rino selaku koordinator asisten Laboratorium Proses Kimia.

3. Joe Epridoena Sinulingga selaku asisten pengampu materi Absorbsi

CO2 dengan Larutan NaOH.

4. Segenap teman-teman yang telah memberikan dukungan baik materil

maupun spiritual.

Penulis berharap laporan ini dapat bermanfaat dan menambah wawasan bagi

segenap pembaca umumnya. Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari

sempurna, oleh karena itu kritik dan saran dari berbagai pihak sangat diharapkan

untuk menuju kesempurnaan laporan ini.

Semarang, Desember 2015

Penulis


5/27

v

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .......................................................................................... iHALAMAN PENGESAHAN .................................................................................. ii

RINGKASAN .................................................................................................. iii

PRAKATA .......................................................................................................... iv

DAFTAR ISI ..................................................................................................... v

DAFTAR TABEL ............................................................................................ vi

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... vii

DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. viii

BAB I PENDAHULUAN ................................................................................. 1

1.1 Latar Belakang ........................................................................................ 1

1.2 Perumusan Masalah ................................................................................ 2

1.3 Tujuan Percobaan .................................................................................... 2

1.4 Manfaat Percobaan .................................................................................. 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................... 4

2.1 Absorbsi .................................................................................................. 4

2.2 Analisis Perpindahan Massa dan Reaksi dalam Proses Absorpsi Gas .... 5

BAB III METODE PRAKTIKUM ................................................................... 7

3.1Rancangan Praktikum .............................................................................. 8

3.2 Bahan dan alat yang digunakan ............................................................... 8

3.3 Gambar Rangkaian Alat Praktikum ........................................................ 9

3.4 Prosedur Percobaan ................................................................................. 9

BAB IV HASIL PERCOBAAN dan PEMBAHASAN .............................. 12

4.1 Hasil Percobaan ..................................................................................... 12

4.2 Pembahasan ........................................................................................... 12

BAB V PENUTUP ...................................................................................... 17

5.1 Kesimpulan ........................................................................................... 17

5.2 Saran...................................................................................................... 17

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 18


6/27

vi

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1. Data hubungan antara laju alir NaOH…………………………… 12

Tabel 4.2.Hubungan Laju Alir NaOH terhadap Tetapan Perpindahan Massa CO2

fase gas..............................................................................................13

Tabel 4.3.Hubungan Laju Alir NaOH terhadap Tetapan perpindahan massa CO2

fase cair..............................................................................................14

Tabel 4.3.Hubungan Laju Alir NaOH terhadap Konstanta Kecepatan Reaksi..15


7/27

vii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Proses absorpsi dan desorpsi CO2 dengan pelarut MEA ………….. 4

Gambar 2.2.Mekanisme absorpsi gas CO2 dalam larutan NaOH ………………. 5

Gambar 3. 1. Rangkaian Alat Utama …………………………………………… 9

Gambar 4.1 Hubungan antara jumlah CO2 yang terserap terhadap waktu ……..12

Gambar 4.2 Hubungan laju alir NaOH terhadap nilai k ga ……………………...13

Gambar 4.3 Hubungan laju alir NaOH terhadap nilai k la ……………………...14

Gambar 4.4 Hubungan laju alir NaOH terhadap nilai k 2 ………………………15


8/27


9/27

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Hampir semua reaksi kimia yang diterapkan dalam industri kimia

melibatkan bahan baku yang berbeda wujudnya, baik berupa padatan, gas

maupun cairan. Oleh karena itu, reaksi kimia dalam suatu industri dapat terjadi

dalam fase ganda atau heterogen, misalnya biner atau bahkan tersier (Coulson,

1996). Walaupun terdapat perbedaan wujud pada bahan-bahan baku yang

direaksikan, namun terdapat satu fenomena yang selaluterjadi. Sebelum reaksi

kimia berlangsung. Maka salahsatu atau lebih bahan baku (reaktan) akan

berpindah dari aliran utamanya menuju ke lapisan antarfase/batas atau menuju

aliran utama bahan baku yang lain yang berada di fase yang berbeda.

Absorpsi gas-cair merupakan proses heterogen yang melibatkan

perpindahan komponen gas yang dapat larut menuju penyerap yang biasanya

berupa cairan yang tidak mudah menguap (Franks, 1967). Reaksi kimia dalam

proses absorpsi dapat terjadi di lapisan gas, lapisan antarfase, lapisan cairan atau

bahkan badan utama cairan, tergantung pada konsentrasi dan reaktifitas bahan-

bahan yang direaksikan. Untuk memfasilitasi berlangsungnya tahapan-tahapan

proses tersebut, biasanya proses absorpsi dijalankan dalam reactor tangki

berpengaduk bersparger, kolomgelembung (bubble column) atau kolom yang

berisi tumpukan partikel inert (packed bed column). Proses absorpsi gas-cair

dapat diterapkan pada pemurnian gas sintesis, recovery beberapa gas yang

masih bermanfaat dalam gas buang atau bahkan pada industri yang melibatkan

pelarutan gas dalam cairan, seperti H2SO4, HCl, HNO3, formadehid

dll(Coulson, 1996).Absorpsi gas CO2 dengan larutan hidroksid yang kuatmerupakan proses absorpsi yang disertai dengan reaksi kimia order 2 antara CO2

dan ion OH-membentuk ionCO32-dan H2O.Sedangkan reaksi antara CO2 dengan

CO32-membentuk ion HCO3- biasanya diabaikan (Danckwerts, 1970;

Juvekardan Sharma, 1972). Namun, menurut Rehmet al. (1963) proses ini juga

biasa dianggap mengikuti reaksi order 1 jika konsentrasi larutan NaOH cukup

rendah (encer).


10/27

2

Perancangan reaktor kimia dilakukan berdasarkan pada permodelan

hidrodinamika reaktor dan reaksi kimia yang terjadi di dalamnya. Suatu model

matematika merupakan bentuk penyederhanaan dari proses sesungguhnya di

dalam sebuah reaktor yang biasanya sangat rumit (Levenspiel, 1972). Reaksi

kimia biasanya dikaji dalam suatu proses batch berskala laboratorium dengan

mempertimbangkan kebutuhan reaktan, kemudahan pengendalian reaksi,

peralatan, kemudahan menjalankan reaksi dan analisis, dan ketelitian.

1.2 Perumusan Masalah

Dalam percobaan ini dilakukan percobaan mengenai absorbsi CO2

dalam larutan NaOH. Absorbsi banyak diterapkan pada pemurnian gas sintesis,

recovery beberapa gas yang masih bermanfaat dalam gas buang atau bahkan

pada industri yang melibatkan pelarutan gas dalam cairan, seperti H2SO4, HCl,

HNO3, formadehid dan lain- lain (Coulson, 1996). Pada percobaan akan didapat

pengaruh laju alir NaOH 1 mL/s, 2 mL/s dan 3 mL/s terhadap jumlah CO2 yang

terserap pada berbagai waktu reaksi, nilai tetapan perpindahan massa CO2 fase

gas (k Ga), nilai tetapan perpindahan massa CO2 fase cair (k La), dan nilai tetapan

reaksi antara CO2 dan NaOH (k 2).

1.3 Tujuan Percobaan

Setelah melakukan percobaan ini, mahasiswa mampu menjelaskan

mengenai beberapa hal berikut:

1. Pengaruh laju alir NaOH terhadap jumlah CO2 yang terserap pada berbagai

waktu reaksi.

2. Pengaruh laju alir NaOH terhadap nilai tetapan perpindahan massa CO2 fase

gas (k Ga).3. Pengaruh laju alir NaOH terhadap nilai tetapan perpindahan massa CO2 fase

cair (k La).

4. Pengaruh laju alir NaOH terhadap nilai tetapan reaksi antara CO2 dan NaOH

(k 2).

1.4 Manfaat Percobaan

1. Mengetahui pengaruh laju alir NaOH terhadap jumlah CO2 yang terserap

pada berbagai waktu reaksi.


11/27

3

2. Mengetahui pengaruh laju alir NaOH terhadap nilai tetapan perpindahan

massa CO2 fase gas (k Ga).

3.

Mengetahui pengaruh laju alir NaOH terhadap nilai tetapan perpindahan

massa CO2 fase cair (k La).

4. Mengetahui pengaruh laju alir NaOH terhadap nilai tetapan reaksi antara

CO2 dan NaOH (k 2).


12/27

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Absorbsi

Absorbsi merupakan salah satu proses separasi dalam industri kimia

dimana suatu campuran gas dikontakkan dengan suatu cairan penyerap tertentu

sehingga satu atau lebih komponen gas tersebut larut dalam cairannya. Absorbsi

dapat terjadi melalui dua mekanisme, yaitu absorbsi fisik dan absorbsi kimia.

Absorbsi fisik merupakan suatu proses yang melibatkan peristiwa

pelarutan gas dalam larutan penyerap, namun tidak disertai dengan reaksi kimia.

Contoh proses ini adalah absorbsi gas H2S dengan air, methanol, propilen

karbonase. Penyerapan terjadi karena adanya interaksi fisik. Mekanisme proses

absorbsi fisik dapat dijelaskan dengan beberapa model, yaitu: teori dua lapisan

(two films theory) oleh Whiteman (1923), teori penetrasi oleh Dankcwerts dan

teori permukaan terbaharui.

Absorbsi kimia merupakan suatu proses yang melibatkan peristiwa

pelarutan gas dalam larutan penyerap yang disertai dengan reaksi kimia. Contoh

peristiwa ini adalah absorbsi gas CO2 dengan larutan MEA, NaOH, K 2CO3 dan

sebagainya. Aplikasi dari absorbsi kimia dapat dijumpai pada proses

penyerapan gas CO2 pada pabrik Amonia seperti yang terlihat pada gambar 2.1.

Gambar 2.1 Proses absorpsi dan desorpsi CO2 dengan pelarut MEA di pabrik

ammonia.

Proses absorpsi dapat dilakukan dalam tangki berpengaduk yang

dilengkapi dengan sparger, kolom gelembung (bubble column), atau dengan


13/27

5

kolom yang berisi packing yang inert (packed column) atau piringan (tray

column). Pemilihan peralatan proses absorpsi biasanya didasarkan pada

reaktifitas reaktan (gas dan cairan), suhu, tekanan, kapasitas, dan ekonomi.

2.2 Analisis Perpindahan Massa dan Reaksi dalam Proses Absorpsi Gas oleh

Cairan

Secara umum, proses absorpsi gas CO2 kedalam larutan NaOH yang

disertai reaksi kimia berlangsung melalui empat tahap, yaitu perpindahan massa

CO2 melalui lapisan gas menuju lapisan antarfase gas-cairan, kesetimbangan

antara CO2 dalam fase gas dan dalam faselarutan, perpindahan massa CO2 dari

lapisan gas kebadan utama larutan NaOH dan reaksi antara CO2 terlarut dengan

gugus hidroksil (OH-). Skema proses tersebutdapatdilihat pada Gambar 2.2.

Gambar 2.2.Mekanisme absorpsi gas CO2 dalam larutan NaOH.

Laju perpindahan massa CO2 melalui lapisan gas:

= (1)Kesetimbangan antara CO2 dalam fase gas dan dalam fase larutan :

∗ = ℎ. (2)dengan H pada suhu 30oC = 2,88 x 10-5 g mole/cm3. atm.

Laju perpindahan massa CO2 dari lapisan gas ke badan utama larutan NaOH

dan reaksi antara CO2 terlarut dengan gugus hidroksil:

= ∗√. . − (3)


14/27

6

Keadaanbatas:

(a) √.. >>> 1

(b) √..


15/27

7

Dengan ∅ adalah enhancement faktor yang merupakan rasio antara koefisientransfer massa CO2 pada fase cair jika absorpsi disertai reaksi kimia dan tidak

disertai reaksi kimia seperti dirumuskan oleh Juvekar dan Sharma (1973):

∅ = √.. [+.∗ .∅.∗

]/ (8) Nilai diffusivitas efektif ( D A) CO2 dalam larutan NaOH pada suhu 30

oC adalah

2.1 x 10-5 cm2/det (Juvekardan Sharma, 1973).

Nilaik Ga dapat dihitung berdasarkan pada absorbsi fisik dengan

meninjau perpindahan massa total CO2 ke dalam larutan NaOH yang terjadi

pada selang waktu tertentu di dalam alat absorpsi. Dalam bentuk bilangan tak

berdimensi, k Ga dapat dihitung menurut persamaan (Kumoro dan Hadiyanto,

2000):

. = 4.0777. .3 .

/3 (9)

Dengan = 6− dan = Secara teoritik, nilai k Ga harus memenuhi persamaan:

= ,

.. = ()

.., (10)

Jika tekanan operasi cukup rendah, maka plmdapat didekati dengan ∆ p = pin-pout .Sedangkan nilai k la dapat dihitung secara empirik dengan persamaan (Zheng

dan and Xu, 1992):

. = 0,2258 . . , .

, (11)

Jika laju reaksi pembentukan Na2CO3 jauh lebih besar dibandingkan

dengan laju difusi CO2 ke dalam larutan NaOH, maka konsentrasi CO2 pada

batas film cairan dengan badan cairan adalah nol. Hal ini disebabkan oleh

konsumsi CO2yang sangat cepat selama reaksi sepanjang film. Adapun, tebal

film (x) dapat ditentukan persamaan:

= .().. (12)BAB III

METODE PRAKTIKUM


16/27

8

3.1 Rancangan Praktikum

3.1.1Skema Rancangan Percobaan

3.1.2

Variabel Operasi

a. Variabel tetap

1.

Tekanan CO2 : 6 bar

2.

Suhu : 30 OC

3. Konsentrasi NaOH : 0.3 N

4. Konsentrasi HCl : 0.15 N

b. Variabel berubah

1.

Laju alir NaOH : 1 ml/s, 2 ml/s , 3 ml/s

3.2 Bahan dan alat yang digunakan3.2.1 Bahan yang digunakan

a. 180 gram kristal Natrium Hidroksida

b.

Cairan Gas Karbondioksida (CO2) yang disimpan di tabung bertekanan

c. Udara

d. Aquadest (H2O)

e.

HCl 0.2 N

f. Indicator PP

g.

Indicator MO

Menentukan fraksiruang kosong pada

kolom absorbsi

Membuat larutan induk NaOH dengan konsentrasi

0.3 N sebanyak 15L dan

membuat larutan HCl 0.15 N

Operasi absorbsi

Mengambil 10ml

sampel setiap 1 menit

selama 10 menit

Menitrasi sampel

dengan HCl dengan

menggunakan indikator

Mengulangi tahap tiga

sampai akhir dengan

variabel laju alir yang

berbeda

Menentukan laju alir 1 ml/s

dengan mengitung tetesan

pada output packed coloumn


17/27


18/27

10

Pastikan kran di bawah kolom absorpsi dalam posisi tertutup.

Alirkan larutan NaOH dari bak penampung 2 ke dalam kolom absorpsi.

Hentikan jika tinggi cairan di dalam kolom tepat setinggi tumpukan

packing.

Keluarkan cairan dalam kolom dengan membuka kran di bawah kolom,

tampung cairan tersebut dan segera tutup kran jika cairan dalam kolom

tepat berada pada packing bagian paling bawah.

Catat volume cairan sebagai volume ruang kosong dalam kolom

absorpsi = Vvoid .

Tentukan volume total kolom absorpsi, yaitu dengan mengkur diameter

kolom (D) dan tinggi tumpukan packing (H), = .. Fraksi ruang kosong kolom absorpsi = =

3. Operasi Absorbsi

NaOH dengan konsentrasi 0.3 N dipompa dan diumpankan ke dalam

kolom melalui bagian atas kolom pada laju alir tertentu (sesuai variabel)

hingga keadaan mantap tercapai.

Mengalirkan gas CO2 melalui bagian bawah kolom. Ukur beda

ketinggian cairan dalam manometer 1 dan manometer 2 jika aliran gas

sudah steady.

Mengambil 10 mL sampel cairan dari dasar kolom absorpsi tiap 1 menit

selama 10 menit dan dianalisis kadar ion karbonat atau kandungan

NaOH bebasnya.

Mengulangi percobaan untuk nilai variabel kajian yang berbeda.

4.

Menganalisis sampel

Sebanyak 10 mL sampel cairan ditempatkan dalam gelas erlenmeyer

100 mL.

Menambahkan indikator fenolfthalein (PP) sampai merah jambu, dan

titrasi sampel dengan larutan HCl 0.15 N sampai warna merah hampir

hilang (kebutuhan titran = a mL), maka mol HCl = a x 0,1 mmol.


19/27


20/27

12

BAB IV

HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Percobaan

Tabel 4.1. Data hubungan antara konsentrasi NaOH, jumlah CO2 yangterserap, nilai k Ga, k La dan k 2

Laju Alir

NaOH (mL/s)k Ga k La k 2

CO2

yang

terserap

1 2.78 x 10-4 5.365 x 10-7 3.9 x 108 0.12063

2 2.98 x 10-4 1.7 x 10-7 3.901 x 108 0.10972

3 3.03 x 10-4 0.125 x 10-7 3.902 x 108 0.10754

4.2 Pembahasan

1. Jumlah CO2 yang Terserap setiap Waktu

Berdasarkan Gambar 4.1 jumlah CO2 yang terserap (terabsorbsi)

memiliki kecenderungan naik seiring dengan bertambahnya waktu, tetapi

kenaikan yang ditunjukan tidak terlalu besar. Hal ini terjadi karena semakin

lama waktu operasi maka waktu kontak larutan NaOH dan gas CO2 juga

akan semakin lama, sehingga reaksi akan berjalan lebih sempurna. Pada

awalnya akan terjadi peningkatan jumlah CO2 yang terserap. Kemudian

pada suatu waktu jumlah CO2 yang terserap akan konstan. Hal ini dapat

dilihat dari jumlah CO2 yang terserap konstan pada variablel 3 .Sehingga

dapat ditarik kesimpulan bahwa jumlah CO2 yang terserap akan konstan

0

0,02

0,040,06

0,08

0,1

0,12

0,14

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

C O 2 y a

n g t e r s e r a p

t(menit)Gambar 4.1 Hubungan antara jumlah CO2 yang terserap

terhadap waktu

variabel 1

variabel 2

variabel 3


21/27

13

seiring dengan waktu, hal ini disebabkan reaksi berjalan secara continue

(Hasnan dkk., 2012).

Dari Tabel 4.1 dapat dilihat bahwa pada laju alir NaOH 1 mL/s jumlah

mol CO2 yang terserap lebih besar dari laju alir 2 mL/s dan 3 mL/s. Hal ini

disebabkan karena semakin banyak NaOH yang kontak dengan CO2

sehingga konversi akan meningkat dan menyebabkan reaksi akan berjalan

lebih sempurna. Dalam laju volumetric (volume/waktu) jika nilainya lebih

besar maka jumlah larutan NaOH yang dialirkan tiap saat pada waktu yang

sama akan lebih besar. Pada konsentrasi yang sama dengan jumlah volume

yang lebih besar maka jumlah mol zat terlarutnya akan lebih besar pula

(Irianty, 2009).

2.

Pengaruh Laju Alir NaOH terhadap Nilai Tetapan Perpindahan Massa CO2

fase gas

Pada percobaan kami terjadi kontak antara gas CO2 dan penyerap basa

yaitu NaOH pada absorber, maka proses ini termasuk dalam absorbsi kimia,

di mana gas terlarut dalam larutan penyerap disertai dengan adanya reaksi

kimia. Absorbsi kimia mempengaruhi peningkatan koefisien perpindahan

massa (k Ga) disebabkan oleh cepatnya laju transfer massa sebagai akibat

beda CO2 di fase larutan yang cukup besar. Pada Gambar 4.2 dapat

disimpulkan bahwa semakin besar laju aliran NaOH maka nilai tetapan

perpindahan massa CO2 semakin besar. Hal ini dapat terjadi karena semakin

tinggi laju alir cairan, maka kontak fase antara gas dengan cairan menjadi

2,65

2,7

2,75

2,8

2,85

2,9

2,95

3

3,05

1 2 3

k g a

( x

1 0 - 4 )

Laju alir NaOH (mL/s)Gambar 4.2 Hubungan laju alir NaOH terhadap nilai kga


22/27

14

bertambah. Hal ini sesuai dengan persamaan Arhenius Arrhenius

(Leavenspiel, 1972):

k = A e-E/RT

Dimana :

k = nilai konstanta kecepatan reaksi

A = faktor tumbukan

E = energi aktivasi

R = konstanta gas

T = suhu

Berdasarkan persamaan tersebut, semakin besar faktor tumbukan harga

konstanta kecepatan reaksi juga besar. Hal ini terjadi karena faktor

tumbukan dipengaruhi oleh laju alir. Sehingga, semakin besar laju alir

jumlah gas yang dapat berpindah dari fase gas ke fase cairan juga semakin

besar (Kumoro dan Hadiyanto, 2000).

3. Pengaruh Laju Alir NaOH terhadap Nilai Tetapan Perpindahan Massa CO2

fase cair

Pada Gambar 4.3 dapat dilihat bahwa semakin besar laju alir nilai k La

mengalami penurunan. Hal ini terjadi karena aliran pada packed column

belum dalam kondisi steady state. Karena jika aliran pada packed column

0

1

2

3

4

5

6

1 2 3

k l a

( x 1 0 - 7 )

Laju alir NaOH (mL/s)

Gambar 4.3 Hubungan laju alir NaOH terhadap nilai kla


23/27

15

sudah dalam kondisi steady state harga k La akan meningkat seiring dengan

laju alir NaOH (larutan penyerap) semakin besar. Semakin besar laju alir

suatu cairan, maka nilai k La semakin besar sebagai akibat dari kontak antara

gas dengan cairan yang semakin banyak. Pada laju alir NaOH yang tinggi

jumlah molekul NaOH sebagai sorben menjadi lebih banyak sehingga akan

semakin banyak molekul NaOH yang bereaksi dengan CO2. Semakin

banyak reaksi antara NaOH dengan CO2 akan semakin banyak pula

perpindahan massa interfase cair (k La) yang terjadi (Hasnan dkk., 2012)

4. Pengaruh Laju Alir NaOH terhadap Nilai Konstanta Kecepatan Reaksi

Dilihat dari Gambar 4.4, semakin besar laju alir menyebabkan nilai k 2

semakin meningkat. Hal ini terjadi dikarenakan dengan bertambahnya laju

alir NaOH maka akan menyebabkan terjadinya aliran turbulen yang

menyebabkan molekul fluida bergerak kesegala arah dan menimbulkan

tumbukan antar partikel yang semakin membesar. Disini kondisi steady

sudah tercapai, dimana jumlah CO2 yang terserap oleh larutan NaOH jumlah

nya sudah konstan. Hubungan antara faktor tumbukan dengan harga k 2 dapat

digambarkan melalui rumus Arrhenius (Leavenspiel, 1972):

k = A e-E/RT

Dimana :

k = nilai konstanta kecepatan reaksi

3,899

3,8995

3,9

3,9005

3,901

3,9015

3,902

3,9025

1 2 3

k 2

( x 1 0 8 )

Laju alir NaOH (mL/s)

Gambar 4.4 Hubungan laju alir NaOH terhadap nilai k2


24/27

16

A = faktor tumbukan

E = energi aktivasi

R = konstanta gas

T = suhu

Berdasarkan rumus Arhenius diatas dapat dilihat bahwa semakin

besarnya tumbukan antar partikel maka nilai k 2 juga akan semakin besar.

Sehingga semakin besar laju alir NaOH akan menyebabkan nilai k 2

meningkat. (Hasnan dkk., 2012)


25/27

17

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan1. Semakin besar laju alir NaOH menyebabkan jumlah CO2 yang terserap juga

semakin kecil. Hal ini disebabkan karena , waktu kontak antara NaOH

dengan CO2 untuk jumlah molekul yang sama akan semakin kecil

2. Semakin besar laju alir NaOH menyebabkan peningkatan nilai koefisien

transfer massa di lapisan gas (k Ga). Hal ini dapat terjadi karena semakin

tinggi laju alir cairan, maka kontak fase antara gas dengan cairan menjadi

bertambah.

3. Semakin besar laju alir NaOH menyebabkan penurunan nilai koefisien

transfer massa di lapisan gas (k La). Hal ini dapat terjadi karena aliran pada

packed column belum mencapai keadaan steady state.

4. Semakin besar laju alir NaOH menyebabkan peningkatan nilai tetapan

reaksi (k 2). Hal ini terjadi dikarenakan dengan bertambahnya laju alir NaOH

maka akan menyebabkan terjadinya aliran turbulen yang menyebabkan

molekul fluida bergerak kesegala arah dan menimbulkan tumbukan antar

partikel yang semakin membesar.

5.2 saran

1. Jenis larutan penyerap divariasi agar dapat meninjau larutan penyerap

terbaik untuk menyerap gas CO2.

2. Rangkaian alat absorbsi CO2 ditambah dengan kontrol laju alir agar data

yang diperoleh lebih valid.


26/27

18

DAFTAR PUSTAKA

Coulson J M and Richardson J F 1996 Chemical Engineering: Volume 1: Fluid

flow, heat transfer and mass transfer (London: Butterworth Heinemann)

Danckwerts P V 1970 Gas Liquid Reactions (New York: McGraw-Hill Book

Company, Inc)

Danckwerts P V and Kennedy B E 1954 Kinetics of liquid-film process in gas

absorption. Part I: Models of the absorption process Trans. Inst. Chem. Eng.32

S49 – 52

Franks R G E 1967 Mathematical modeling in chemical engineering (New York:

John Wiley and Sons, Inc)

Hasnan, M dkk. 2012. Studi Pengaruh Variabel Laju Alir NaOH dalam ProsesAbsorpsi Gas CO2

Juvekar V A and Sharma M . 1972 Absorption of CO, in suspension of lime Chem.

Eng. Sci.28 825 – 37

Kumoro and Hadiyanto 2000 Absorpsi Gas Karbondioksid dengan Larutan Soda

Api dalam Ungun Tetap 24 186 – 95

Levenspiel O 1972 Chemical Reaction Engineering vol 19 (New York: John Wiley

and Sons, Inc) Online: http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ie990488g

Maarif, Fuad dan Arif F. Januar. 2009. Absorbsi Gas Karbondioksida (CO2)

dalam Biogas dengan Larutan NaOH secara Kontinyu. Teknik Kimia

Universitas Diponegoro Semarang

Rehm T R, Moll A J and Babb A L 1963 Unsteady State Absorption ofCarbon

Dioxide by Dilute Sodium Hydroxide Solutions Am. Inst. Chem. Eng. J.9 760 –

5

Tim Penyusun Buku Petunjuk Praktikum Proses Kimia Absorbsi CO2 dengan

NaOH Teknik Kimia Universitas Diponegoro, 2014

Zheng Y and Xu X 1992 Study on catalytic distillation processes. Part I. Mass

transfer characteristics in catalyst bed within the column 70 459 – 64


27/27

ringkasan prakata daftar isi daftar tabel gambar bab 5 dapus

Documents