laporan absorbsi

LABORATORIUM TEKNIK KIMIA

SEMESTER GANJIL TAHUN AJARAN 2014/2015

MODUL : Absorbsi

PEMBIMBING : Fitria Yulistiani, ST,MT.

OlehKelompok : 1

Nama : 1. Ambrianto Ghenatya 131424003

2. Anindya Dwi Kusuma Marista 131424004

3. Annisa Novita Nurisma 131424005

Kelas : 2A Teknik Kimia Produksi Bersih

PROGRAM STUDI DIPLOMA IV TEKNIK KIMIA

JURUSAN TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2014

Tanggal Praktikum : 25 November2014

Tanggal Penyerahan : 16 Desember 2014

Judul Praktikum : Absorbsi

Dosen Pembimbing : Fitria Yulistiani, ST,MT.

Nama Praktikan : 1. Ambrianto Ghenatya (131424003)

2. Anindya Dwi Kusuma Marista (131424004)

3. Annisa Novita Nurisma (131424005)

Tanggal Praktikum : Selasa, 25 November 2014

Tanggal Laporan : Senin, 09 Desember 2014

I. TUJUAN

1. Memahami proses absorpsi dan prinsip kerja peralatan.

2. Menghitung laju absorpsi CO2 kedalam air.

3. Menentukan kurva penyerapan gas CO2 oleh H2O melalui kolom isian.

4. Menentukan jumlah tahap ideal pada percobaan dengan metoda McCabe-Thile

II. LANDASAN TEORI

Operasi absorbsi melibatkan kontak antara fasa cair dan fasa gas untuk tujuan,

pertama adalah mengambil zat atau senyawa yang terkandung dalam fasa cair dengan

mengontakkannya dengan fasa gas sehingga ada bagian senyawa yang terkandung dalam

fasa cair terbawa oleh fasa gas. Kedua adalah mengambil zat atau senyawa yang

terkandung dalam fasa gas dengan mengontakkan dengan fasa cair sehingga ada bagian

senyawa yang terkandung dalam fasa gas larut dalam fasa cair. Operasi pertama sering

disebut dengan stripping dengan menggunakan fasa gas sebagai stripper, sedangkan

operasi yang kedua sering disebut dengan scrubbing atau pencucian.

Operasi absorbsi dapat digolongkan menjadi dua, yaitu absorbsi yang melibatkan

reaksi kimia, dan operasi absorbsi yang tidak melibatkan reaksi kimia.

Absorbsi fisik merupakan absorbsi dimana gas terlarut dalam cairan penyerap

tidak disertai dengan reaksi kimia. Contoh absorbsi ini adalah absorbsi gas H2S dengan

air, metanol, propilen, dan karbonat. Penyerapan terjadi karena adanya interaksi fisik,

difusi gas ke dalam air, atau pelarutan gas ke fase cair. Dari asborbsi fisik ini ada

beberapa teori untuk menyatakan model mekanismenya, yaitu : 1. teori model film 2.

teori penetrasi 3. teori permukaan yang diperbaharui.

Absorbsi kimia Absorbsi kimia merupakan absorbsi dimana gas terlarut didalam

larutan penyerap disertai dengan adanya reaksi kimia. Contoh absorbsi ini adalah

absorbsi dengan adanya larutan MEA, NaOH, K2CO3, dan sebagainya. Aplikasi dari

absorbsi kimia dapat dijumpai pada proses penyerapan gas CO2 pada pabrik amoniak.

Faktor-faktor yang mempengaruhi absorpsi gas ke dalam cairan, diantaranya :

1. Temperatur operasi

2. Tekanan operasi

3. Konsentrasi komponen di dalam cairan

4. Konsentrasi komponen di dalam aliran gas

5. Luas bidang kontak

6. Lama waktu kontak

Absorben adalah cairan yang dapat melarutkan bahan yang akan diabsorpsi pada

permukaannya, baik secara fisik maupun secara reaksi kimia. Absorben sering juga

disebut sebagai cairan pencuci. Persyaratan absorben :

1. Memiliki daya melarutkan bahan yang akan diabsorpsi yang sebesar mungkin

(kebutuhan akan cairan lebih sedikit, volume alat lebih kecil).

2. Selektif Memiliki tekanan uap yang rendah

3. Tidak korosif

4. Mempunyai viskositas yang rendah

5. Stabil secara termis.

6. Murah

Jenis-jenis bahan yang dapat digunakan sebagai absorben adalah air (untuk gas-

gas yang dapat larut, atau untuk pemisahan partikel debu dan tetesan cairan), natrium

hidroksida (untuk gas-gas yang dapat bereaksi seperti asam) dan asam sulfat (untuk gas-

gas yang dapat bereaksi seperti basa).

Berdasarkan alasan ekonomi dan pelestarian lingkungan, absorben kebanyakan

dikembalikan ke dalam alat absorpsi dengan sirkulasi sehingga bahan tersebut terbebani

secara penuh. Kemudian absorben diolah kebih lanjut untuk keperluan lain, dibuat

menjadi tidak berbahaya atau diregenerasi.

Kesetimbangan Cair dan Gas

Kolom Absorpsi Adalah suatu kolom atau tabung tempat terjadinya proses

pengabsorbsi penyerapan/penggumpalan) dari zat yang dilewatkan di kolom/tabung

tersebut. Proses ini dilakukan dengan melewatkan zat yang terkontaminasi oleh

komponen lain dan zat tersebut dilewatkan ke kolom ini dimana terdapat fase cair dari

komponen tersebut. Diantara jenis-jenis absorben ini antara lain, arang aktif, bentonit,

dan zeolit.

Kelarutan gas dalam cairan bergantung pada tekanan gas. Pada saat terjadi

kesetimbangan, jumlah komponen yang meninggalkan fasa gas sama dengan komponen

yang meninggalkan fasa cair. Jika temperature konstan, maka kenaikan tekanan gas akan

jumlah gas yang terlarut.

Menurut hukum Henry hubungan antara tekanan parsial gas (pA) dan fraksi mol

(xA) pada pelarut fisik konsentrasi rendah dapat dinyatakan dengan persamaan garis

lurus, yang dinyatakan dalam :

pA = HxA

atau

PA/Pt = (H/Pt) xA

PA = tekanan parsial A

Pt = tekanan total

H = Konstanta HenryxA = fraksi mol A

Menara Absorpsi dengan Benda Isi (Packing Column)

Menara jenis ini terdiri dari kolom dengan pengisian khusus, yang gunanya untuk

memperbesar permukaan kontak dengan jala penyebaran zat cair dan penyebaran gas.

Pada zaman dahulu bahan isian yang sering digunakan adlah kokas, pecahan batu, dsb,

sedangkan sekarang sering digunakan dari bahan tanah liat, porselen polimer, kaca,

logam, dll.

Zat cair disemprotkan dari atas dan mengalir ke bawah sepanjang bahan isian,

sedangkan gas yang akan dibersihkan dimasukkan dari dasar kolom dan menyapu

sepanjang kolom isian dengan aliran berlawanan arah. Isian biasanya digunakan

berbentuk teratur/seragam. Bahan isian biasanya dipasang menggantung diatas dasar

kolom untuk memperoleh pembagian gas yang sempurna dan menjaga supaya bagian

pengisisan yang paling bawah tidak berada di bawah zat cair absorpsi. Pada kolom yang

tinggi, bagian isian dipasang dalam paket-paket dengan memberikan jarak antar paket

agar aliran zat cair dan gas dapat terbagi kembali. Dengan cara seperti ini kerugian

adanya aliran yang menempel dinding “efek dinding” dalam kolom biasanya dipasang

suatu alat penahan ricikan, yaitu alat untuk mencegah tetesan air terseret oleh aliran gas.

Absorbsi CO2 dari campuran biogas ke dalam larutan NaOH dapat dilukiskan

sebagai berikut:

CO2(g) + NaOH(aq) NaHCO3(aq)

NaOH(aq) + NaHCO3 Na2CO3(s) + H2O(l) + CO2(g)

Dalam kondisi alkali atau basa, pembentukan bikarbonat dapat diabaikan karena

bikarbonat bereaksi dengan OH- membentuk CO32+

Prinsip Absorbsi Udara yang mengandung komponen terlarut (misalnya CO2)

dialirkan ke dalam kolom pada bagian bawah. Dari atas dialirkan alir. Pada saat udara

dan air bertemu dalam kolom isian, akan terjadi perpindahan massa. Dengan menganggap

udara tidak larut dalam air (sangat sedikit larut),maka hanya gas CO2 saja yang berpindah

ke dalam fase air (terserap). Semakin ke bawah, aliran air semakin kaya CO2. Semakin ke

atas ,aliran udara semakin miskin CO2.

III. ALAT DAN BAHAN3.1. Alat yang digunakan pada saat praktikum adalah sebagai berikut :

Nama Alat Jumlah

Alat Absorpsi

Labu Erlenmeyer 250 ml

Buret 50 ml

Statif dan klem

Batang pengaduk

Gelas kimia 500 ml

Gelas kimia 250 ml

Gelas ukur 50 ml

Corong

Pipet 10 ml

1 set

7 buah

1 buah

1 set

1 buah

1 buah

2 buah

1 buah

1 buah

1 buah

3.2. Bahan yang digunakan pada saat praktikum adalah sebagai berikut :

Nama Bahan Jumlah

Larutan NaOH 0,1 N 250 ml

Air Kran 60 Liter

Phenophtalien 1 botol

Gas CO2 1 tabung

Keterangan:1. Tabung Gas CO22. Kompresor3. Pompa air4. Tangki umpan5. Kolom absorbsi6. Rotameter air7. Rotameter gas CO28. Rotameter udara

Memasukan air sebanyak 15 L ke dalam tangki penampung

Mengambil 10 mL sampel air dari tangki penampung sebagai sampel dan titrasi dengan HCl 0,1 N

Buat larutan 0,1 N NaOH sebanyak 1 liter kemudian campurkan ke dalam air di tangki penampungan

Mengoperasikan pompa air sehingga air mengalir melalui bagian atas kolom melewati isiankembali di tangki penampungan

Mengoperasikan kompresor udara, mengalirkan gas karbondioksida dari tabung (Air masih terus mengalir)

Mengambil sampel kembali pada menit ke 5, 10, 15, 20, 25, dan 30

Menitrasi sampel dengan larutan HCL 0,1 N untuk menentukan kadar karbondioksida yang terserap ke dalam air

IV. LANGKAH KERJA

V. DATA PENGAMATAN

Laju Alir Air : 4 L/menit

Volume Air : 16 Liter

Laju Alir Udara : 60 L/menit

Laju Alir CO2 : 4 L/menit

Temperatur : 25oC

Waktu (1 putaran) :

Waktu (menit) Volume NaOH (mL)

0 0,1

5 0,1

10 0,15

15 0,20

20 0,22

25 0,25

30 0,30

VI. PENGOLAHAN DATA

No Waktu

(menit)

Vol

NaOH

(mL)

Berat CO2 (gram) dalam 16 L H2O

1 0 0,1 V NaOH x N NaOH

= 0,1 mL x 0,1 N

= 0,01 mgrek

= 0,01 mmol

0,01 mgrek x Be CO2

= 0,01 x 44

= 0,44 mg

0,44 mg10 ml

=

x16.000 mL

x = 704 mg

= 0,704 gr


= 0,1 mL x 0,1 N

= 0,01 mgrek

= 0,01 mmol

0,01 mgrek x Be CO2

= 0,01 x 44

= 0,44 mg

0,44 mg10 ml

=

x16.000 mL

x = 704 mg

= 0,704 gr

3 10 0,15 V NaOH x N NaOH 0,015 mgrek x Be CO2 0,66 mg10 ml

=

= 0,15 mL x 0,1 N

= 0,015 mgrek

= 0,015 mmol

= 0,015 x 44

= 0,66 mg

x16.000 mL

x = 1056 mg

= 1,056 gr


= 0,2 mL x 0,1 N

= 0,02 mgrek

= 0,02 mmol

0,02 mgrek x Be CO2

= 0,02 x 44

= 0,88 mg

0,88 mg10 ml

=

x16.000 mL

x = 1408 mg

= 1,408 gr


= 0,22 mL x 0,15 N

= 0,022 mgrek

= 0,022 mmol

0,022 mgrek x Be CO2

= 0,022 x 44

= 0,986 mg

0,986 mg10 ml

=

x16.000 mL

x = 1548,8 mg

= 1,549 gr


= 0,25 mL x 0,1 N

= 0,025 mgrek

= 0,025 mmol

0,025 mgrek x Be CO2

= 0,025 x 44

= 1,1 mg

1,1mg10 ml

=

x16.000 mL

x = 1760 mg

= 1,76 gr


= 0,3 mL x 0,1N

= 0,03 mgrek

= 0,03 mmol

0,03 mgrek x Be CO2

= 0,03 x 44

= 1,32 mg

1,32mg10 ml

=

x16.000 mL

x = 2112 mg

= 2,112 gr

0 5 10 15 20 25 30 350

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

Volume NaOH vs waktu

Y-Values

waktu (menit)

Volu

me

NaO

H (m

l)

Gambar 03. Kurva Pengaruh Waktu terhadap Volume NaOH pada Run 1

(T=25oC)

Kelarutan CO2 dalam air berbagai suhu (saat kesetimbangan)

Suhu (oC) Gram CO2 / 100 ml H2O

25 0,1449

30 0,1257

35 0,1105

Kelarutan CO2 dalam air berbagai suhu (saat kesetimbangan) hasil percobaan

Waktu (menit) V NaOH (ml) Gram CO2 / 100 ml H2O

5 0,1 0,704 gr160000 ml

= xg100 ml

x = 0,0044 gr

10 0,15 1,056 gr16000 ml

= xg100 ml

x=0,0066 gr

15 0,2 1,408 gr16000 ml

= xg100 ml

x=0,0088 gr

20 0,22 1,549 gr16000 ml

= xg100 ml

x=0,0097 gr

25 0,25 1,76 gr16000 ml

= xg100 ml

x=0,011g

30 0,3 2,112 gr16000 ml

= xg100 ml

x=0,0132 g

VII. PEMBAHASAN

Pembahasan Anindya Dwi Kusuma Marista (131424004)

Absorbsi merupakan salah satu operasi pemisahan dalam industri kimia dimana suatu campuran

gas dikontakkan dengan suatu cairan penyerap yang sesuai, sehingga satu atau lebih komponen

dalam campuran gas larut dalam cairan penyerap. Dalam praktikum ini, digunakan gas CO2

sebagai absorbat dan larutan NaOH 0,1 N sebagai absorben. Pada bagian alat absorbsi, alat

diengkapi dengan flowmeter udara, cairan, dan gas CO2, serta manometer air raksa. Ini akan

mempermudah praktik untuk mengatur laju alir dan mengetahui tekanan. Namun, alat ini tidak

dilengkapi dengan sensor yang menunjukkan konsentrasi NaOH setelah proses absorbsi

berlangsung. Sehingga harus dilakukan titrasi asam-basa untuk mengetahui konsentrasi NaOH

setelah proses sekaligus untuk mengetahui CO2 yang terserap atau terabsorbsi. Adapun reaksi

yang akan terjadi, yaitu : 2 NaOH + CO2 Na2CO3 + H2O

Konsep percobaan ini yaitu mengenai perbedaan tekanan udara sepanjang kolom isian

basah dengan laju alir air. Variabel yang berhubungan dengan proses absorbsi gas CO2 oleh

NaOH yang dilakukan, meliputi:

Tinggi, diameter kolom: semakin tinggi kolom dan semakin besar diameternya

maka waktu tinggal akan semakin lama dan akan mempengaruhi jumlah zat yang

bereaksi;

Tinggi, jenis isian (packing): Fungsi utama packing ini adalah untuk memperluas

permukaan kontak. Semakin luas permukaan kontak, diharapkan semaki banyak

zat yang saling bertumbukan dan mengalami reaksi;

Laju alir udara, CO2, dan cairan (NaOH);

Konsentrasi cairan (NaOH);

Lamanya waktu kontak (proses absorbsi);

Temperatur

Pada praktikum yang dilakukan, diuji pengaruh variabel waktu pada proses absorbsi, dengan

variabel lain konstan (tetap). Absorbsi yang dilakukan menggunakan larutan NaOH 0,1 N yang

dialirkan ke dalam kolom dengan spray dan dengan kolom yang dilengkapi dengan packing. Hal

ini bertujuan untuk memperluas permukaan kontak antara cairan dengan CO2. Sehingga

didapatkan proses absorbsi yang optimal. Cairan mengalir dari bagian atas kolom, sedangkan gas

CO2 mengalir dari bagian bawah kolom. Aliran ini ditujukan agar kontak dapat terjadi antara

cairan dan gas. Variasi waktu yang digunakan adalah selang waktu 5 menit sampai 30 menit.

Pengambilan sampel dilakukan pada t0 yaitu sebelum peralatan absorbsi dijalankan dan setiap 5

menit sekali dilakukan sampling terhadap larutan hasil absorbsi selama 30 menit.. Sampel

dititrasi dengan HCl untuk mengetahui banyaknya CO2 yang terserap. Titrasi ini disebut dengan

titrasi asidimetri alkalimetri (asam-basa). Pada asidimetri, dilakukan dengan penitrasi HCl 0,1 N

dan indikator phenolftalein. Larutan berwarna bening dan saat setelah mencapai titik ekuivalen

maka larutan berwarna merah muda.

Dari data yang telah diperoleh, didapatkan kadar CO2 dalam larutan NaOH adalah

konstan. Ini menunjukkan bahwa absorbsi tidak dipengaruhi oleh lamanya proses absorbsi

berlangsung. Yang mempengaruhi konsentrasi CO2 yang terabsorbsi adalah variasi laju alir

udara, cairan (NaOH), dan gas CO2 itu sendiri. Konsentrasi CO2 terserap semakin meningkat

karena terakumulasi dengan laju produk yang kembali menjadi umpan. Dengan kata lain,

absorbsi ini berjalan secara continue. Sehingga, NaOH yang sudah mengikat CO2 pada produk,

yang kemudian masuk proses kembali dan akan mengikat CO2 murni lagi.

Pembahasan (Annisa Novita Nurisma - 131424005)

Absorbsi merupakan salah satu operasi pemisahan dalam industri kimia dengan cara

megontakkan campuran gas dengan suatu cairan penyerap yang sesuai, sehingga satu atau lebih

komponen dalam campuran gas larut dalam cairan penyerap. Dalam praktikum ini, digunakan

gas CO2 sebagai absorbat dan larutan NaOH 0,1 N sebagai absorben karena Na2CO3 lebih stabil

bila dibandingkan dengan H2CO3. Adapun reaksi yang akan terjadi, yaitu :

2 NaOH + CO2 à Na2CO3 + H2O

Absorbsi yang dilakukan menggunakan larutan NaOH 0,1 N yang dialirkan ke dalam

kolom dengan spray dan dengan kolom yang dilengkapi dengan packing. Ini bertujuan untuk

memperluas permukaan kontak antara cairan dengan CO2. Sehingga didapatkan proses absorbsi

yang optimal. Pengikatan CO2 yang dilakukan yaitu dengan menampung air sebanyak 15 L dan

NaOH 0,1 N sebanyak 1L dalam tangki tendon .Dengan mengoperasikan pompa air, perlahan air

mengalir melalui bagian atas kolom melewati isian dan kembali kedalam tangki penampungan,

sedangkan gas CO2 mengalir dari bagian bawah kolom. Di mana diketahui bahwa cairan (air)

mempunyai berat jenis yang lebih besar dari gas CO2. Serta sifat alami bahwa cairan akan mudah

mengalir kebawah akibat gravitasi bumi. Sedangkan gas yang akan bergerak ke atas seperti

menguap. Aliran ini ditujukan agar kontak dapat terjadi antara cairan dan gas.

Faktor-faktor yang kemungkinan dapat mempengaruhi proses absorpsi diantaranya :

faktor tekanan yang diberikan oleh gas, tinggi rendahnya laju alir yang diberikan oleh udara, luas

permukaan kontak, waktuabsorbsi dan zat yang diabsorpsi itu sendiri.

Adapun variabel yang digunakan pada percobaan ini adalah perbedaan waktu proses

absorbsi, yaitu mulai t = 0 menit sampai t = 30 menit. Pengambilan sampel dilakukan setiap 5

menit sekali, dimana sampel pertama yang diambil adalah air yang belum mengalami proses

absorbsi (t0) . dari hasil praktikum didapatkan hasil bahwa semakin lama waktu proses absorbs,

maka berat CO2 yang terabsorb akan semakin banyak/ bertambah, sehingga konsentrasi CO2 di

dalam larutan akan semakin besar. Dari hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa lamanya waktu

proses absorbs akan berbanding lurus dengan berat CO2 serta berbanding lurus dengan kosentrasi

CO2 di dalam larutan.

VIII. KESIMPULAN

Dari hasil praktikum absorbsi CO2 oleh larutan NaOH didapatkan hasil sebagai berikut:

Waktu (menit) Berat CO2 dalam

larutan Na2CO3

0 0,704

5 0,704

10 1,056

15 1,408

20 1,549

25 1,76

30 2,112

Lamanya waktu proses absorbs akan berbanding lurus dengan berat CO2 serta berbanding

lurus dengan kosentrasi CO2 di dalam larutan.

DAFTAR PUSTAKA

Petunjuk praktikum. Satuan Operasi Teknik Kimia. PEDC. Bandung

Mc-Cabe. Terjemahan : E. Jasifi . Operasi Teknik Kimia. Jilid 2. erlangga. 1990

Jobsheet Praktikum Satuan Operasi "Absorpsi", Due Like, Jurusan Teknik Kimia POLBAN

Jobsheet Praktikum Satuan Operasi "Absorpsi" Jurusan Teknik Kimia POLBAN, 2003

Mc. Growhill Book Co Fourth Edition 1993

Robert H Perry "Chemical Engineering Handbook" Mc Grow-hill Fourth Edition, USA 1998

laporan absorbsi

Documents