BAHAN KONTRUKSI KIMIA TUGAS LATIHAN SOAL

Dosen Pembimbing : Dr. Ir. Rusdianasari, M.Si.

Disusun Oleh :Nama : Mega ShinthiaNIM : 0613-3040-0322Kelas : 4 KB

TEKNIK KIMIA POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA2014 - 2015BAB IKONSEP DASAR

1. Jelaskan perbedaan antara kristalin amorf serta berikan contohnya! Kristalin : memiliki titik leleh yang tajam dan molekulnya tersusun secara berulang dan teratur dalam rantai yang panjang.Contoh : grafit, es, dan lain-lain. Amorf : tidak memiliki titik leleh yang tajam ataupun satuan ulang yang teratur (molekulnya tersusun dengan keteraturan yang pendek).Contoh : gelas, plastik, dan lain-lain.

2. Apa yang dimaksud dengan ikatan kimia? Jelaskan perbedaan ikatan kimia yang ada pada benda padat dan berikan contoh! Ikatan kimiaadalah sebuah proses fisika yang bertanggung jawab dalam interaksi gaya tarik menarik antara dua atom atau molekul sehingga menjadi stabil.Ikatan Kimia pada benda padat tebagi menjadi tiga jenis, yaitu :1. Ikatan ionik, yaitu ikatan yang terjadi gaya tarik elektrostatik antara ion positif dan ion negatif. Contohnya ikatan Na+ dan Cl- pada kristal NaCl.

Gambar ikatan ion pada kristal NaCl

2. Ikatan kovalen, yaitu ikatan yang terjadi karena adanya pemakaian bersama elektron-elektron dari atom-atom yang bersangkutan atau patungan elektron valensi dari kedua atom. Contohnya pada intan. Karbon membutuhkan 4 elektron agar kulitnya penuh. Empat elektron ini diperoleh dari pemakaian 4 atom C yang lain, yang dikenal sebagai intan.

Gambar ikatan kovalen pada intan.3. Ikatan Hidrogen, yaitu ikatan antara atom hidrogen suatu molekul dengan atom oksigen, nitrogen, atau fospor molekul lain. Contohnya ikatan hidrogen dan oksigen pada kristal es.Gambar ikatan higrogen pada kristal es Ikatan logam adalah ikatan yang terjadi antara muatan positif dari ion-ion logan dengan muatan negatif dari elektron-elektron yang bebas bergerak. Bentuk umum kristal logam adalah base center cubic (bcc) atau face center cubic (fcc). Sebagian berbentuk hexagonal close packed (hcp). Contohnya ikatan logam pada magnesiumGambar ikatan magnesium

3. Jelaskan apa yang dimaksud dengan sifat mekanis? Sifat mekanis merupakan suatu karakteristik yang mencerminkan hubungan antara rangsangan atau deformasi dengan gaya yang terpakai, contohnya kekuatan, kekerasan, elastisitas, dan ketangguhan bahan.

4. Sebutkan macam-macam sifat mekanis serta jelaskan secara sederhana!Macam-macam sifat mekanis : Elastisitas bahan merupakan kemampuan benda padat untuk kembali ke bentuk semula setelah gaya yang bekerja pada benda tersebut dihilangkan. Kekuatan bahan (strength), berhubunngan dengan besar gaya yang mampu ditahan oleh bahan sampai bahan tersebut pecah atau patah. Kekerasan (hardness), dapat didefenisikan sebagai kemampuan suatu bahan untuk tahan terhadap penggoresan, pengikisan (abrasi), identasi atau penetrasi Ketangguhan (toughness), menyatakan kemampuan bahan untuk menyerap sejumlah energi tanpa mengakibatkan terjadinya kerusakan Kekakuan (stiffness), menyatakan kemampuan bahan untuk menerima tegangan/beban tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk (deformasi) atau defleksi Kelenturan atau Plastisitas (plasticity) menyatakan kemampuan bahan untuk mengalami sejumlah deformasi plastik (permanen) tanpa mengakibatkan terjadinya kerusakan.

BAB IILOGAM BESI

1. Jelaskan proses pembuatan besi!a. Proses Reduksi Tidak Langsung (Indirect Reduction)Proses ini menggunakan tungku tanur tinggi (blast furnace) dengan porsi 80% diproduksi dunia. Besi kasar dihasilkan dalam tanur tinggi. Bahan baku yang terdiri dari campuran bijih, kokas, dan batu kapur, dinaikkan ke puncak tanur dengan pemuat otomatis, kemudian dimasukkan ke dalamhopper. Untuk menghasilkan 100 Megagram besi kasar diperlukan sekitar 2000 Megagram bijih besi, 800 Megagram kokas, 500 Megagram batu kapur dan 4000 Megagram udara panas. Bahan baku tersebut disusun secara berlapis-lapis.Udara panas dihembuskan melaluituyersehingga memungkinkan kokas terbakar secara efektif dan untuk mendorong terbentuknya karbon monoksida (CO) yang bereaksi dengan bijih besi dan kemudian menghasilkan besi dan gas karbon dioksida (CO2). Dengan digunakannya udara panas, dapat dihemat penggunaan kokas sebesar 30% lebih. Udara dipanaskan dalam pemanas mula yang berbentuk menara silindris, sampai sekitar 500*C. Kalor yang diperlukan berasal dari reaksi pembakaran gas karbon monoksida yang keluar dari tanur. Udara panas tersebut memasuki tanur melaluituyeryang terletak tepat di atas pusat pengumpulan besi cair.Batu kapur digunakan sebagai fluks yang mengikat kotoran-kotoran yang terdapat dalam bijih-bijih, dan membentuk terak cair. Terak cair ini lebih ringan dari besi cair dna terapung diatasnya dan secara berkala disadap. Besi cair yang telah bebas dari kotoran-kotoran dialirkan kedalam cetakan setiap 5 6 jam.Disamping setiap Megagram besi dihasilkan pula 0,5 Megagram terak dan 6 Megagram gas panas. Terak dapat dimanfaatkan sebagai bahan bangunan (campuran beton) atau sebagai bahan isolasi panas. Gas panas dibersihkan dan digunakan untuk pemanas mula udara, untuk membangkitkan energi atau sebagai media pembakar dapur-dapur lainnya.Komposisi besi kasar dapat dikendalikan melalui pengaturan kondisi operasi dan pemilihan susunan campuran bahan baku.

b. Proses Reduksi Langsung (Direct Reduction)Pada proses reduksi langsung bijih besi bereaksi dengan gas atau bahan padat reduksi membentuksponge iron.*Proses ini diterapkan di PT Krakatau Steel, Cilegon.* Disini bijih besi /pelletdireaksikan dengan gas alam dalam dua unit pembuat sponge iron, yang masing-masing berkapasitas 1juta ton pertahun.

2. Jelaskan cara kerja tanur tinggi!Tanur tinggi adalah suatu bangunan yang tingginya sekitar 30 m dan diameternya 8m. Bahan yang digunakan untuk membuat besi murni yaitu bijih besi, kokas (C), dan kapur (CaCO3). Kokas digunakan untuk menghasilkan gas CO karena gas CO digunakan sebagai zat pereduksi. Sedangkan batu kapur yang bersifat basa berfungsi untuk menetralkan asam dari bijih logam yang disebabkan adanya oksida silikon (SiO2). Cara kerja tanur tinggi sebagai berikut:semua bahan dimasukkan kedalam tungku. Kemudian ditiupkan udara panas melalui bagian bawah tungku sehingga terjadi peleburan. Reaksinya sebagai berikut.Mula-mula karbon akan bereaksi dengan oksigen membentuk CO2.CO2yang terbentuk naik kedalam cerobong dan bersama kokas yang panas bereaksi membentuk gas CO2.Dibagian tengah dan atas tanur, CO bereaksi dengan mereduksi besi oksida untuk membentuk besi.Batu kapur akan terurai karena pemanasan menghasilkan CaO dan CO2.CaO bereaksi dengan SiO2membentuk bara (CaSiO3).Cairan besi akan keluar melalui saluran didasar tanur. Sedangkan bara ada di permukaan cairan besi dan keluar melalui saluran yang lebih atas dari saluran besi. Cairan besi yang diperoleh dari tanur ini disebutbesi gubaldan mengandung 95% besi, 4% karbon, sisanya silikon dan fosfor. Besi gubal didinginkan dan digunakan sebagaibesi tuang, sedangkan hasil samping berupa bara digunakan untuk proses pembuatan semen.

3. Jelaskan perbedaan antara besi dan baja! Perbedaan besi dan baja terletak pada :Kandungan paduan karbon (C) yang akan menentukan sifat-sifat lain dari besi dan baja tersebut. Paduan baja yang mengandung lebih banyak karbon dari nilai komersialnya. Kandungan karbon pada beberapa jenis baja mencapai 0,04 persen sampai 2,0 persen. Besi tuang, besi tuang maleable, pig iron mengandung jumlah karbon sekiar 2-4 persen. Tetapi ada juga besi yang tidak mengandung karbon yaitu white-heart malleable iron.Besi adalah logam yang berasal dari bijih besi hematite yang ditambang, simbol pada deret periodik unsur Fe dan nomor atom 26. Termasuk jenis logam transisi. Sedangkan Baja adalah logam alloy (tempa) dengan bahan dasar besi yang dicampur karbon (yang paling moderen dicampur silikon juga) dalam kadar tertentu sesuai kebutuhan. Besi mudah lebih lunak gampang dibengkokkan di banding baja ,baja sangat keras dan bila bibengkokan maka akan patah.

4. Jelaskan komposisi besi karbon rendah dan penggunaannya!Komposisi sebagai berikut : C < 0,03%; Si 0,13; S 0,02%; F 0,28% Mn < 0,1%Besi jenis ini biasa digunakan untuk membuat mainan anak atau perkakas dapur.

5. Sebutkan sifat-sifat khusus baja karbon rendah dan uraikan cara pembuatannya! Sifat-sifat khusus baja karbon rendah antara lain : Mempunyai kandungan karbon % C < 0,3 % Kekerasannya relatif rendah dan lunak Keuletannya tinggi Tidak responsif terhadap perlakuan panas yang bertujuan membentuk martensit Metode penguatannya dengan Cold Working Struktur mikronya terdiri ferit dan perlit Lasnya baik Relatif murah Biasanya digunakan dalam bentuk pelat, profil, sekrap, ulir dan baut

6. Apa yang dimaksud dengan :a. Besi sponsb. Besi tuangc. Besi kasard. Besi core. Baja Penyelesaian :a. Besi spons adalah logam besi yang dihasilkan dari proses reduksi bijih besi dengan menggunakan suatu reduktor.b. Besi tuang dalah Besi yang mempunyai carbon content 2.5% 4% dan mempunyai sifat mampu las (weldability) rendah.c. Besi kasar adalah besi yang dibuat dengan bijih besi tambang dan biasanya masih bercampur dengan sedikir tanah liat, pasir, dan batu-batuan.d. Besi cor dalah paduan besikarbonsilikon dengan unsur tambahan lainnya dan memiliki kadar karbon tinggi sehingga bersifat rapuh dan tidak dapat ditempa.e. Baja adalah logam alloy (tempa) dengan bahan dasar besi yang dicampur karbon (yang paling moderen dicampur silikon juga) dalam kadar tertentu sesuai kebutuhan.

7. Apa yang dimaksud dengan logam dan paduannya serta berikan contoh! Logam dan paduannya adalah salah satu jenis bahan yang sebagian besar diperoleh melalui serangkaian proses pemurnian dan reduksi bijih besi. Contohnya adalah baja karbon, besi tuang, dan besi cor.

8. Apa yang dimaksud dengan baja dan paduannya serta berikan contoh! Baja dan paduannya adalah bahan yang memiliki komposisi unsur-unsur paduan khusus atau ditambahkan dengan unsur-unsur lain. Contohnya adalah baja mangan, baja nikel, baja kroomium, dan stainless steel.

BAB IIILOGAM BUKAN BESI

1. Bandingkan logam besi dan logam bukan besi dari komposisi kimia! Logam ferro juga disebut besi karbon atau baja karbon. Bahan dasarnya adalah unsur besi (Fe) dan karbon ( C) , tetapi sebenarnya juga mengandung unsur lain seperti : silisium, mangan, fosfor, belerang dan sebagainya yang kadarnya relatif rendah. Unsur-unsur dalam campuran itulah yang mempengaruhi sifat-sifat besi atau baja pada umumnya, tetapi unsur zat arang (karbon) yang paling besar pengaruhnya terhadap besi atau baja terutama kekerasannya. Logam non ferro atau logam bukan besi adalah logam yang tidak mengandung unsur besi (Fe). Logam non ferro murni kebanyakan tidak digunakan begitu saja tanpa dipadukan dengan logam lain, karena biasanya sifat-sifatnya belum memenuhi syarat yang diinginkan. Kecuali logam non ferro murni, platina, emas dan perak tidak dipadukan karena sudah memiliki sifat yang baik, misalnya ketahanan kimia dan daya hantar listrik yang baik serta cukup kuat, sehingga dapat digunakan dalam keadaan murni.2. Jelaskan apa yang dimaksud dengan :a. Kuningan b. Perunggu c. Paduan cetak tekand. Logam paduanPenyelesaian :a. Kuningan adalah paduan logamtembagadan logamsengdengan kadar tembaga antara 60-96% massa.b. Perunggu adalah campurantembagadenganunsur kimialain, biasanya dengantimah, walaupun bisa juga dengan unsur-unsur lain sepertifosfor,mangan,alumunium, atausilikon.c. Paduan cetak tekan atau die castingadalahprosespengecoran logamyang ditandaidengan memaksalogam cairdi bawah tekanan tinggike dalamrongga cetakan.Ronggacetakandibuat dari baja danbekerjasama dengansebuahcetakan.Coranyang dibuat darilogam non-ferrous, khususnyaseng, tembaga, aluminium, magnesium, timah,timahdan paduantimah.d. Logam paduan adalah merupakan pencampuran dari dua jenis logam atau lebih untuk mendapatkan sifat fisik, mekanik, listrik dan visual yang lebih baik. Contoh paduan logam yang populer adalah baja tahan karat yang merupakan pencampuran dari besi (Fe) dengan Krom (Cr).

3. Uraikan cara membuat magnesium dari air laut!Di antara logam alkali tanah, magnesium paling banyak diproduksi. Sama seperti pembuatan natrium, pembuatan magnesium juga dilakukan melalui elektrolisis lelehan garam kloridanya.Dalam industri,magnesium dibuat dari air laut melalui tahap-tahap sebagai berikut. Mula-mula air laut dicampur dengan kapur (CaO) sehingga magnesium mengendap sebagai magnesium hidroksida (Mg(OH)2).CaO(s) + H2O(l) 2Ca2+(aq) + 2OH-(aq)Mg2+(aq) + 2OH-(aq) Mg(OH)2(s)Adapun CaO dibuat dari batu kapur atau kulit kerang melalui pemanasan.CaCO3(s) CaO(s) +CO2(g)Endapan magnesium hidroksida yang terbentuk, disaring kemudian direaksikan dengan larutan asam klorida pekat.Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) MgCl2(aq) + 2H2O(l)Selanjutnya, larutan diuapkan sehingga diperoleh kristal magnesium klorida (Mg Cl2). Kristal itu kemudian dicairkan dan dielektrolisis.MgCl2(l) Mg2+(l) + 2Cl-(l)Katode: Mg2+(l) +2e Mg(l)Anode : 2Cl-(l) Cl2(g) + 2e

4. Bagaimana cara pembuatan aluminium? Aluminium diperoleh dengan elektrolisis lelehan bauksit Al2O3dalam kriolit cair Na3AlF6pada proses Hall melalui 2 tahap, yaitu:1. Pemurnian Al2O3dari bauksit (alumina)Ke dalam bauksit ditambahkan larutan NaOH pekat sehingga Al2O3yang bersifat amfoter akanlarut, sedangkan zat lain tidak larut. Dipisahkan melalui penyaringan.a)Al2O3(s) + 2NaOH (aq) => 2NaAlO2(aq) + H2O (l)b)Larutan NaAlO2diasamkan.c)NaAlO2(aq) + H2O (l) + HCl (aq) => Al(OH)3 (s) + NaCl (aq)d)Endapan Al(OH)3disaring & dipanaskan sehingga terurai.e)Al(OH)3(s)Al2O3(s) + 3H2O (g) (panas)2. Elektrolisis Al2O3dengan kriolit cair Al2O3.murni dicampur dengan kriolit Na3AlF6. Dinding bejana untuk elektrolisis terbuat dari besi yang dilapisi grafit (katoda). Anodanya, batang karbon yang dicelupkan ke dalam campuran. Larutan Al2O3dalam kriolit dimasukkan ke dalam sel Hall-Heroult, kemudian dialiri listrik. Ion Al3+direduksi di katoda menjadi Al cair dan ion O2-dioksidasi dianoda menjadi gas oksigen.a)Reaksi yang terjadi:Al2O3(l) => 2Al3+(l) + 3O2-(l)b)Katoda : Al3+(l) + 3e => Al(l) 4c)Anoda : 2O2-(l) => O2(g) + 4e 3d)Hasil : 4Al3+(l) + 6O2-(l) => 4Al(l) + 3O2(g)

5. Sebutkan sifat-sifat dari logam aluminium, kuingan, magnesium, nikel, seng dan timah!Secara umum sifat logam bukan besi adalah :1. Tahan korosi2. Mudah di fabrikasi3. Penghantar listrik dan panasyang baik4. Ringan danberwarna5. Modulus elastisitasdan kekuatannya lebih kecildaribaja6. Strength to weight rasionya lebih besardari baja, brarti untuk memperolehkonstruksi yan sama kekuatannya dapat menghasilkankonstruksi lebih ringan daripada baja sehingga sangat menguntungkan untuk dipakai sebagai alat transport.Seperti pesawat terbang, truck dimensi berat merupakanhal yang perlu diperhatikan.Table : Sifat sifat logam bukan besi

6. Jelaskan 3(tiga) macam logam paduan beserta kegunaanya! Tembaga dan PaduannyaTembaga diperoleh dari bijih tembaga yang disebut chalcoporit. Chalcoporit ini merupakan campuran Cu2S dan CuFeS2 dan terdapat dalam tambang-tambang dibawah permukaan tanah.Secara industry sebagian besar penggunaan tembaga dipakai untuk kawat atau bahan penukar panas karena sifat tembaga yang mempunyai sifat hantaran listrik dan panas yang baik. Tembaga ini jika dipadukan dengan logam lain akan menghasilkan paduan yang banyak dibutuhkan oleh manusia. Dan yang paling sering dipakai adalah campuran antara tembaga dan timah, mangan yang biasa disebut perunggu digunakan untuk bagian-bagian mesin khusus dimana diperlukan sifat-sifat yang luar biasa. Paduan antara tembaga dengan unsur-unsur lain dapat membentuk paduan lain seperti:1. BronsBrons adalah paduan antara tembaga dengan timah dimana kandungan dari timah kurang dari 15% karena mempunyai titik cair yang kurang baik maka brons biasanya ditambah seng, fosfor, timbal dan sebagainya. 2. KuninganKuningan adalah paduan antara tembaga dan seng, dimana kandungan seng sampai kira-kira 40%. Dalam ketahanan terhadap korosi dan kurang baik di banding brons tetapi kuningan mampucornya lebih baik dan harganya lebih murah.3. Brons AlumuniumBrons alumunium ini adalah paduan dari tembaga dan alumunium dengan tambahan nikel dan mangan. Kandungan alumunium 8-15,5%, nikel kurang dari 6,5% mangan kurang dari 3,5% dan sisanya adalah tembaga.Kegunaan paduan tembaga :Digunakan untuk bagian-bagian mesin khusus dimana diperlukan sifat-sifat yang luarbiasa. Penggunaan tembaga dipakai untuk kawat atau bahan penukar panas karena sifat tembaga yang mempunyai sifat hantaran listrik dan panas yang baik. Seng dan PaduannyaSeng adalah logam bukanbesikeduasetelahtembagayangdiproduksisecarabesar yang mana lebih dari 75% produk cetak tekan terdiri dari paduan seng. Logam ini mempunyai kekuatan yang rendah dengan titik cair yang juga rendah dan hampir tidak rusak di udara biasa. Dan dapat digunakan untuk pelapisan pada besi, bahan baterai kering dan untuk keperluan percetakan. Selain itu seng juga mudah dicetak dengan permukaan yang bersih dan rata, daya tahan korosi yang tinggi serta biaya yang murah. Dikenal seng komersial dengan 99,995 seng disebut special highgrade. Untuk cetak tekan diperlukan logam murni karena unsure- unsure seperti timah,cadmium dan tin dapat menyebabkan kerusakan pada cetakan cacat sepuh. Kegunaan paduan seng: banyak digunakan dalam industry otomotif, mesin cuci, pembakar minyak. Lemari es, radio, gramafon,televise, mesin kantor dan sebagainya.

Magnesium dan PaduannyaPaduan magnesium(mg) merupakan logam yang paling ringan dalam hal berat jenisnya. Magnesium mempunyai sifat yang cukup baik seperti alumunium, hanya saja tidak tahan terhadap korosi. Magnesium tidak dapat dipakai pada suhu diatas 150C karena kekuatannya akan berkurang dengan naiknya suhu. Sedangkan pada suhu rendah kekuatan magnesium tetap tinggi. Magnesium dan paduannya lebih mahal dari pada alumunium atau baja. Kegunaan paduan magnesium : digunakan untuk industry pesawat terbang, alat potert, teropong, suku cadang mesin dan untuk peralatan mesin yang berputar dengan cepat dimana diperlukan nilai inersia yang rendah.

7. Bagaiman pengaruh penambahan berbagai unsure pada paduan tembaga?PengaruhUnsurPaduanPenambahan unsur paduan dilakukan untuk memperbaiki sifat dari tembaga seperti yang dikehendaki. Sifat unsur paduan ini akan mempengaruhi kualitas dari tembaga . Berikut beberapa pengaruh penambahan unsur paduan dalam tembaga Tembaga(Cu) Penambahan unsur Cu akan memperbaiki kualitas pengerjaan ,Selain itu, dengan atau tanpa paduan yang lain akan meningkatkan kekuatandan ketahanan korosinya serta kekerasannya.b.Silikon(Si) Pengaruh paling penting dalam penambahan Silikon adalah sifat mampu cor.Dalam hal ini yang dapat diperbaiki adalah dengan cara mengurangi penyusutan coran sampai satu setengah dari penyusutan, meningkatkan daya alirnyaelain itu, paduan Silikon akan meningkatkan ketahanan korosinya, baik ditambah unsurlain ataupun tidak.Magnesium(Mg)Dipergunakan untukmeningkatkan daya tahan tembaga Bila dipadukan denganSilikon maka daya tahan karatnya semakin besar.Besi(Fe)Penambahan Besi dimaksudkan untuk mengurangi penyusutan. Tetapi kandunganBesi yang besar juga akan menyebabkan struktur butir yang kasar dan dalam hal ini dapatdiperbaiki dengan menambah sejumlah kecil Mn dan Cr.e.Mangan(Mn)Penambahan Mangan akan meningkatkan daya tahan karat.

8. Uraikan cara pembuatan tembaga blister!

Chalcopiri adalah bijih tembaga, merupakan campuran antara dan yang di peroleh dari hasil tambang di bawah permukaan tanah. Gambar berikut adalah proses mebuat nya.

Alur proses yang ditunjukkan pada gambar diatas adalah dimulai dari bijih chalcopirit, digiling dan dicampur dengan batu kapur serta bahan fluks silika. Setelah tepung bijih dipekatkan, lalu dipanggang, sehingga terbentuk campuran , dan , campuran inilah yang di sebut: Kalsin. Kalsin kemudian di lebur dengan batu kapur sebagai fluks nya di dalam Dapur Reverberatory, tujuan nya untuk melarutkan besi (Fe) di dalam terak, sisanya adalah Tembaga-Besi yang disebut matte di tuangkan kedalam konverter.Dengan menghembuskan udara kedalam konverter untuk selama 4 s/d 5 jam, maka kotoran-kotoran teroksida dan besi akan membetuk terak yang pada saat-saat tertentu, dikeluarkan dari konverter.Karena panas oksidasi cukup tinggi, maka muatan akan tetap cair yang akhir nya dapat merubah sulfida-tembaga menjadi oksida-tembaga atau yang dikenal dengan nama: sulfat. Bila kemudian aliran udara dihentikan, maka oksida kupro akan bereaksi dengan sulfida kupro yang akan membentuk tembaga blister dan dioksida belerang. Tembaga blister dengan tingkat kemurnian antara 98 % s/d 99 % ini kemudian dicor menjadi slab untuk kemudian di olah secara elektolitik menjadi tembaga murni.

BAB IVPOLIMER

1.Jelaskan apa yang dimaksud dengan bahan polimer dan sifat-sifat umumnya! Bahan polimer adalah suatu bahan rekayasa bukan logam(non-metalic material)yang penting. Saat ini bahan tersebut telah banyak digunakan sebagai bahan subtitusi untuk logam terutama karena sifat-sifatnya yang ringan, tahan akan korosi dan kimia dan murah, khusunya untuk aplikasi pada temperature murah. Hal lain yang menjadi pertimbangan adalah mempunyai daya hantar listrik dan panas yang rendah, kemampuan meredam kebisingan , warna dan tingkat transparan yang bervariasi, kesesuaian desain dan manufaktur. Sifat-sifat umum polimer :1. Semakin panjang rantai polimer, maka kekuatan dan titik leleh senyawanya semakin tinggi. Semakin besar gaya antarmolekul pada rantai polimernya, maka senyawa polimer akan semakin kuat dan semakin sulit leleh.2. Rantai polimer yang memiliki cabang banyak akan memiliki daya regang rendah yang disertai mudahnya meleleh.3. Ikatan silang antarmolekul menyebabkan jaringan menjadi kaku, sehingga bahan polimer menjadi keras dan rapuh. Semakin banyak ikatan silang yang dimiliki oleh polimer, maka polimer akan semakin mudah patah.4. Polimer yang mempunyai ikatan silang akan bersifat termosetting, sedangkan polimer yang tidak mempunyai ikatan silang akan besifat termoplastik.

2. Jelaskan perbedaan antara polimer termoplastik dan polimer thermosetting! Termoplastik merupakan jenis polimer yang dapat melunak ketika dikenai panas dan mengeras kembali setelah didinginkan. Artinya polimer jenis ini dapat dipanaskan berulang-ulang. Contoh polimer yang masuk jenis ini adalah jenis plastik seperti polietilena PE, plastik poliproilena PP, plastik polietilen tereftalat, dan plastik polivinil chloride PVC. Termosetting merupakan jenis polimer yang tetap keras dan tidak bisa lunak ketika dikenai panas. Polimer ini hanya dapat dipanaskan satu kali yaitu pada saat pembuatannya. Jadi apabila setelah pecah tidak dapat disambung kembali. Contoh polimer jenis ini adalah bakelit.

3. Berikan masing-masing 3(tiga) contoh bahan polimer yang termasuk termoplastik dan thermosetting! Termoplastik : contoh polimer yang masuk jenis ini adalah jenis plastik seperti polietilena PE, plastik poliproilena PP, plastik polietilen tereftalat, dan plastik polivinil chloride PVC. Termosetting : contoh polimer thermosetting adalah bakelit atau asbak, fitting lampu listrik, steker listrik, peralatan fotografi, radio dan perekat plywood.

4. Jelaskan cara pembuatan dan penggunaan bahan polimer polistirene! Pembuatan PolistirenaPolystyreneterbentuk dengan suatu reaksi polimerisasi adisi terhadap molekul stirena sebagai monomer dengan melibatkan partikel cis 1-4 polibutadiena, melalui suatu mekanisme yang disebutgrafting.Graftingadalah mekanisme dimana rantai polistirena terikat secara kimia terhadap rangka polibutadiena. Polimer yang dihasilkan berwujud padatan yang berwarna putih dan bersifat thermoplastik.Reaksi :

Tahap penyiapan bahan bakua. StirenaStirena monomer sebagai bahan baku utama disimpan dalam bentuk cair dalam tangki penyimpan (T-01) pada suhu 30oC dan tekanan 1 atm, dialirkan ke dalam mixer 1 (M-01) untuk dicampur dengan arusrecycledengan menggunakan pompa sentrifugal P-01 dan selanjutnya dialirkan ke mixer 2 (M-02) yang sebelumnya dipanaskan terlebih dahulu oleh pemanas HE-01.b. Etil BenzenaEtil Benzena sebagai pelarut disimpan dalam bentuk cair dalam tangki penyimpan (T-02) pada suhu 30oC dan tekanan 1 atm, dialirkan kemixer1(M-01) dengan menggunakan pompa sentrifugal P-02 dan selanjutnya bersama stirena dan arusrecycledialirkan kemixer2 (M-02) yang sebelumnya dipanaskan terlebih dahulu oleh pemanas HE-01.c. Cis 1-4 polibutadienaCis 1-4 polibutadiena yang disimpan dalam bentuk padat dalam gudang (G-01) pada suhu 30oC dan 1 atm, diangkut dengan menggunakanbucket elevatorBE-01 menujuHammer millHM-01 untuk direduksi ukurannya dari 2,5 cm menjadi 10 m, kemudian polibutadiena yang tidak memenuhi syarat dan yang melebihi ukuran dipisahkan discrenerSC-01. Polibutadiena yang memenuhi syarat dikirim ke mixer 2 (M-02) dengan menggunakanbelt conveyorBC-01, sedangkan yang melebihi ukuran akan menjadi limbah. Di mixer 2 (M-02) yang dilengkapi dengan pengaduk, polibutadiena dicampur dengan bahan baku lainnya. Supaya polibutadiena terlarut sempurna, maka mixer 2 (M-02) dioperasikan pada suhu 105oC dan tekanan 1 atm dengan waktu tinggal 4,5 jam. (US Patent,1983)2. Tahap ReaksiCampuran stirena monomer, Etil Benzena, Polibutadiena dan inisiator Benzoil Peroksida dimasukkan ke dalam reaktor (R-01) yang berupa tangki berpengaduk. Reaksi yang terjadi adalah reaksi eksotermis sehingga diperlukan pendingin dengan menggunakan jaket pendingin. Sebagai pendingin digunakan air yang masuk pada suhu 30oC dan keluar pada suhu 45oC. Kondisi operasi dalam reaktor dipertahankan pada suhu 137oC dan tekanan 1 atm selama 7,6 jam untuk mencapai konversi sebesar 85% (US Patent,1976).3. Tahap AkhirProduk yang keluar dari reaktor berbentukslurrydengan menggunakan pompa sentrifugal P-05 dialirkan kedevolatilizeryang dioperasikan pada suhu 150oC dan tekanan vacuum 0,5 atm untuk memisahkan sisa pereaktan dengan produkHigh Impact Polystyreneberdasarkan titik didihnya. Sisa pereaktan yang berupa Stirena monomer,Etil Benzena dikondensasikan di kondensor (C-01) dan hasil kondensasi direcyclekembali sebagai bahan baku ProdukHigh Impact Polystyreneyang telah terpisah dari sisa pereaktan dengan suhu 150oC didinginkan terlebih dahulu dicooler(C-02) sampai suhu 30oC. Kemudian dimasukkan keRotary Dryer(RD) untuk dikeringkan dengan efisiensi 72%. Selanjutnya dalampellet mill(PM) strand dipotong menjadi bentukpellet, kemudian HIP akan di teruskan kescrener(SC-02) untuk mendapatkan keseragaman ukuran dan selanjutnya HIP akan dimasukkan ke dalam unit pengantongan pada gudang (G03). Penggunaan PolistirenaPolistirena adalah kimia nonreactive dan karenanya, digunakan untuk membuat wadah untuk bahan kimia lain, pelarut dan bahkan makanan.Transformasi ikatan karbon-karbon ganda menjadi obligasi tunggal kurang reaktif dalam polistiren, adalah alasan utama untuk stabilitas kimia.Polystyrene adalah fleksibel dan bisa dibuat menjadi moldable padatan kental padat atau tebal.Hal ini terutama karena kekuatan Van der Waal's tarik-menarik, yang ada antara rantai hidrokarbon panjang.Namun, bila panas diterapkan, rantai dapat meluncur satu sama lain.Properti kelemahan antarmolekul bersama dengan kekuatan intramolekul, karena tulang punggung hidrokarbon yang kuat, memungkinkan polistiren untuk menjadi fleksibel dan elastis.Polystyrene dapat larut dalam pelarut yang mengandung aseton, seperti kebanyakan semprotan cat aerosol dan perekatcyanoacrylate.5. Jelaskan cara pembuatan dan penggunaan bahan polimer polivinilklorida! Pembuatan Polivinil kloridaSecara garis besar proses produksi PVC dilakukan melalui tiga tahapan reaksi. PVC yang dihasilkan dalam tahapan-tahapan produksi ini merupakan PVC murni. Tahap-tahap pembuatan PVC, antara lain:1. Klor-AlkaliProses yang pertama yaitu Proses Klor-Alkali, gas klorin (Cl2) merupakan produk utama yang dihasilkan pada tahapan ini, disamping produk-produk sampingan berupa natrium hidroksida (NaOH), gas hydrogen (H2) dan natrium hipoklorit (NaOCl).Dalam Proses Klor-Alkali ini garam natrium klorida (NaCl) dilarutkan dalam air dan dimurnikan serta dikonsentrasikan.Larutan garam yang murni dan terkonsentrasi ini kemudian dielektrolisa menghasilkanNaOH, gas klorin dan gas hydrogen.2NaCl + 2H2O Cl2+ H2+ 2NaOHNatrium hipokloritdan asam kloridamerupakan produk turunan yang didapat dengan mereaksikannatrium hidroksidadan gas klorin.NaOH + Cl2 NaOCl + HCl2. EDC/VCMProses yang kedua, yaitu Proses EDC/VCMyangmenghasilkan monomer vinil klorida (vinyl chloride monomer atau disingkat dengan VCM) sebagai produk utama. Proses produksi VCMdilakukan dengan dua langkah secara bersamaan,yaitu DirectChlorination (DC) danproses Oxy-Chlorination (OC).Dalam Proses Direct Chlorination, gas klorin yang dihasilkan dari Proses Klor-Alkali direaksikan dengan ethylene untuk menghasilkan ethylene dichloride (EDC)dimanapenggunaan utamanya adalah sebagai bahan baku pembuatan VCM.Reaksinya adalah:CH2=CH2+ Cl2 ClCH2CH2ClDalam Proses Oxy-Chlorination, ethylene direaksikan dengan asam klorida (HCl) dan oksigen(O2) menghasilkan ethylene dichloride (EDC).Reaksi pada proses ini adalah:CH2=CH2+ 2 HCl + O2 ClCH2CH2Cl + H2OEthylene dichloride yang dihasilkan melalui kedua langkah diatas kemudian dilakukan proses cracking menjadi vinil klorida (VCM) sebagai produk utama dan asam klorida (HCl) sebagai produk sampingan. Sebagian dari asam klorida yang dihasilkan dari proses cracking EDC kemudian digunakan kembali dalam Proses Oxy-Chlorination untuk menghasilkan EDC.3. PolimerasasiDalam proses yang ketiga, yaitu proses polimerisasi PVC, vinil klorida (VCM) dipolimerisasi menjadi polivinil klorida (PVC) dalam reactor tank. Reaksi polimerisasi PVC adalah sebagai berikut:Mekanisme polimerisasi yang dilakukan adalah dengan metode radikal bebas yang terdiri dari tiga tahap: 1. Inisiasi2. Propagasi3. Terminasi Penggunaan Polivinil klorida :1. PVC Rigid : Pvc rigid itu keras dan kaku. Salah satu penggunaan uPVC yang paling besar adaalah untuk frame jendela (profil). Material ini mudah untuk dila dan ditempelkan, bahkan dengan formulasi tertentu aman untuk digunakan pada aplikasi kemasan makanan. Aplikasi uPVC termasuk : Bangunan/kontruksi : frame jendela, pipa air, lantai, genteng. Electrical engineering : pipa insulasi, rumah telepon, stop kontak. Mechanical engineering : pipa bertekanan, rumah thermostat, ventilasi. Packaging : casing pulpen, botol oli dan makanan.2. PVC Fleksibel : Pvc yang diberi plasticizer lebih fleksibel. Sifat mekanik dari pvc jenis ini bergantung pada tipe dan kuantitas plasticier yang ditammbahkan. Aplikasi pvc fleksibel meliputi : Electrical engineering : insulasi kabel dan kawat, soket, kepala kabel. Mechanical engineering : pipa, komponen mobil dan computer. Bangunan kontruksi : cover lantai, perekat jendela dan pintu. Medis : tas penyimpanan darah. Lain-lain : selang, mainan anak, masker penyelam, sepatu boor, jas hujan, sebuk pengaman, jok, kemasan makanan. 6. Jelaskan fungsi penambahan aditif pada pembentukan polimer! Zat aditifadalah material yang ditambahkan untuk meningkatkan kemampuan (properties) dari polimer. Sangat sedikitpolimeryang digunakan dalam bentuk murninya, kebanyakan ditambah zat aditif untuk memperbaiki atau memperoleh sifat yang diinginkan.

7. Sebutkan dan jelaskan jenis-jenis aditif yang sering digunakan pada pembuatan polimer!1. Plasticizer,fungsinyauntuk mengubah sifatmekanikpolimer, Semakin tinggimodulus youngmaka akan semakin kaku, karena itu ditambahkanplastisizeruntuk menurunkan kakauan dan temperatur transisi glass(Tg).2. Stabillizer,berfungsi untuk mempertahankan produk plastik dari kerusakan, baik selama proses, dalam penyimpanan,maupun aplikasi produk.Ada 3 jenis bahan penyetabil yaitu: Penyetabil panas (heat stabilizer), menghambat degradasi thermal, energi (panas) yang terserap dapat memicu radikal bebas yang dapat menimbulkan reaksi oksigen dan membentuk senyawa karbonil, hal ini yang dapat menimbulkan warna kuning atau kecoklat-cokltan pada produk akhir. Penyetabil terhadap sinar ultra violet (UVstabilizer), matahari memiliki panjang gelombang sampai di permukaan bumi sekitar 3000-4000 A, hal ini dapat memecahkan senyawa kimia terutama senyawa organik. Antioksidan, mengurangi kerusakan produk dari peroses oksidasi yang dapat memutuskan rantai polimer. 3.Filler, menurut fungsi dapat diklasifikasikan menjadi tiga, yaitu: Dapat memperkuat polimer dan meningkatkan sifat mekanik. Digunakan untuk mengisi ruang dan mengurangi jumlah resin yang digunakan dalam proses produksi (hemat resin). Meningkatkan slektivitas listrik.4.Colorant,berfungsi untuk meningkatkan penampilan dan memperbaiki sifat tertentu dari bahan plastik. Pertimbangan yang perlu diambil dalam memilih warna yang sesuai meliputi : Aspek yang berkaitan dengan penampilan bahan plastik selama pembuatan produk warna, meliputi daya gabung, pengaruh sifat alir apada system dan daya tahan terhadap panas serta bahan kimia. Aspek yang berkaitan dengan produk akhir, antara lain meliputi ketahanan terhadapcuaca, bahan kimia dan solvent.

8. Jelaskan perbedaan dyes dan pigmen pada proses pewarnaan polimer! Dyes, bahan ini larut dalam bahan plastik sehingga menjadi satu sistem dan terdispersi secara merata setelah melalui proses pencampuran.Dyesmempunyailight fastnessdan ketahanan panas kurang baik dan dapat mengalami migrasi (bergerak ke permukaan) sehingga mengurangi daya tarik dan kadang-kadang dapat meracuni kulit. Penggunaandyesdalam plastik jumlahnya terbatas. Pigment, bahan ini tidak larut dalam bahan plastik tetapi hanya terdispersi diantara rantai molekul bahan plastik tersebut. Pencampuran bahan tersebut dengan bahan plastik kadang-kadang memerlukan teknologi dan peralatan khusus. Derajat dispersipigmen dalam bahan plastik tergantung pada suhu, waktu pencampuran dan alat pencampur serta ukuran partikel pigmen dan berat molekul bahan plastik.