6
1 PENGARUH RASIO REAKTAN TERHADAP KONSTANTA REAKSI PENYABUNAN ETIL ASETAT DENGAN NaOH PADA REAKTOR IDEAL ALIRAN KONTINYU Arlunanda Adhiarta (21030113130175), Dimas Akbar Ramdani (21030113130114), Kristianingtyas Fanny Putranti (21030113120024) Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Jln. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, 50239, Telp/Fax: (024)7460058 Abstrak Reaktor tangki berpengaduk merupakan reaktor yang paling sering dijumpai dalam industri kimia. Hal ini dikarenakan kemampuan operasinya yang dapat diatur kapasitasnya. Percobaan reaktor alir kontinyu bertujuan untuk menentukan harga orde reaksi penyabunan etil asetat dengan NaOH, menghitung harga konstanta reaksi penyabunan (k) etil asetat dengan NaOH, mengetahui pengaruh rasio reaktan dalam reaktor terhadap konstanta reaksi penyabunan etil asetat dengan NaOH, dan membandingkan hasil percobaan dengan perhitungan model matematis reaksi penyabunan pada reaktor ideal aliran kontinyu. Pada percobaan ini variabel tetap yang digunakan adalah konsentrasi NaOH 0,2 N dan etil asetat 0,2 N, serta konsentrasi HCl 0,05 N, sedangkan variabel berubahnya adalah rasio etil asetat dan NaOH 1:1, 2:1, dan 1:2. Berdasarkan hasil percobaan diperoleh bahwa reaksi penyabunan etil asetat dan NaOH termasuk reaksi orde 2, pemakaian salah satu reaktan yang berlebih meningkatkan konstanta kecepatan reaksi, dan dengan perhitungan metode Range Kutta didapat bahwa Ca model lebih besar daripada Ca percobaan. Kata kunci : Reaktor tangki berpengaduk; pengadukan; konstanta reaksi penyabunan Abstract Continuous stirred tank is a reactor that usually use in chemical industry. Because of the control capacity in process is easy. Purposes of continuous stirrer tank experiment are to count the reaction order of saponification reaction of ethyl acetate with NaOH, to count the value saponification constants between ethyl acetate and NaOH, to know the effect of ratio of reactans in saponification constants between ethyl acetate and NaOH, and compare experiment result with mathematics model from reaction ethyl acetate and NaOH in continuous stirer tank. In this experiment the dependent variabel NaOH and ethyl acetate 0.2 N, and HCl 0,05 N. The independent variabel is ratio of ethyl acetate and NaOH 1:1, 2:1, and 1:2. Based on the experimental results, saponification reaction of ethyl acetate and NaOH including second-order reaction, using one of the excess reactants can increases the reaction rate constants, and with Range Kutta method, that Ca model is greater than Ca experiment. Keywords : stirred tank reactor; ratio of reactans; saponification reaction constants PENDAHULUAN Reaktor tangki berpengaduk merupakan reaktor yang paling sering dijumpai dalam industri kimia.Pada industri berskala besar, reaktor alir tangki berpengaduk lebih sering diaplikasikan karena kemampuan operasinya yang dapat diatur kapasitasnya. Kerja reaktor alir berpengaduk perlu dipelajari untuk mengetahui karakteristik aliran fluida, reaksi yang terjadi secara optimasi pengoperasian reaktor. Untuk itu, dilakukan percobaan reaktor alir kontinyu dengan tujuan menentukan harga orde reaksi penyabunan etil asetat dengan NaOH, menghitung harga konstanta reaksi penyabunan (k) etil asetat dengan NaOH, mengetahui pengaruh rasio reaktan dalam reaktor terhadap konstanta reaksi penyabunan etil asetat dengan NaOH, dan membandingkan hasil percobaan dengan perhitungan model matematis reaksi penyabunan pada reaktor ideal aliran kontinyu Pada reaktor tangki berpengaduk dipelajari 2 macam reaktor, yaitu reaktor batch dan kontinyu (CSTR). Reaktor batch merupakan reaktor yang tidak ada input dan output selama reaksi. Sehingga didapat neraca massa reaktor batch adalah: t = Nao dX A Vi (−rA) X a 0 Reaktor kontinyu (CSTR) merupakan reaktor yang pengoperasiannya meliputi tiga tahap yaitu pengisian reaktor tinggi overflow, kondisi kontinyu dan kontinyu steady state. Evaluasi variabel-variabel operasi sangat mudah dilakukan pada kondisi steady state (Hill, 1977). Pemodelan matematik diperlukan untuk mempermudah analisa permasalahan yang timbul dalam pengoperasian reaktor alir tangki berpengaduk (Charles, 1987). Model matematika yang diusulkan diuji keakuratannya dengan membandingkan data- data percobaan. Model matematika yang diusulkan

Jurnal Riak 5 Senin Fix Bangettttt

Embed Size (px)

DESCRIPTION

jurnal teknik kimia

Citation preview

  • 1

    PENGARUH RASIO REAKTAN TERHADAP KONSTANTA REAKSI

    PENYABUNAN ETIL ASETAT DENGAN NaOH PADA REAKTOR IDEAL

    ALIRAN KONTINYU

    Arlunanda Adhiarta (21030113130175), Dimas Akbar Ramdani (21030113130114),

    Kristianingtyas Fanny Putranti (21030113120024)

    Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro

    Jln. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, 50239, Telp/Fax: (024)7460058

    Abstrak

    Reaktor tangki berpengaduk merupakan reaktor yang paling sering dijumpai dalam industri kimia. Hal ini

    dikarenakan kemampuan operasinya yang dapat diatur kapasitasnya. Percobaan reaktor alir kontinyu bertujuan

    untuk menentukan harga orde reaksi penyabunan etil asetat dengan NaOH, menghitung harga konstanta reaksi

    penyabunan (k) etil asetat dengan NaOH, mengetahui pengaruh rasio reaktan dalam reaktor terhadap konstanta

    reaksi penyabunan etil asetat dengan NaOH, dan membandingkan hasil percobaan dengan perhitungan model

    matematis reaksi penyabunan pada reaktor ideal aliran kontinyu. Pada percobaan ini variabel tetap yang digunakan

    adalah konsentrasi NaOH 0,2 N dan etil asetat 0,2 N, serta konsentrasi HCl 0,05 N, sedangkan variabel berubahnya

    adalah rasio etil asetat dan NaOH 1:1, 2:1, dan 1:2. Berdasarkan hasil percobaan diperoleh bahwa reaksi

    penyabunan etil asetat dan NaOH termasuk reaksi orde 2, pemakaian salah satu reaktan yang berlebih meningkatkan

    konstanta kecepatan reaksi, dan dengan perhitungan metode Range Kutta didapat bahwa Ca model lebih besar

    daripada Ca percobaan.

    Kata kunci : Reaktor tangki berpengaduk; pengadukan; konstanta reaksi penyabunan

    Abstract

    Continuous stirred tank is a reactor that usually use in chemical industry. Because of the control capacity in process

    is easy. Purposes of continuous stirrer tank experiment are to count the reaction order of saponification reaction of

    ethyl acetate with NaOH, to count the value saponification constants between ethyl acetate and NaOH, to know the

    effect of ratio of reactans in saponification constants between ethyl acetate and NaOH, and compare experiment result

    with mathematics model from reaction ethyl acetate and NaOH in continuous stirer tank. In this experiment the

    dependent variabel NaOH and ethyl acetate 0.2 N, and HCl 0,05 N. The independent variabel is ratio of ethyl acetate

    and NaOH 1:1, 2:1, and 1:2. Based on the experimental results, saponification reaction of ethyl acetate and NaOH

    including second-order reaction, using one of the excess reactants can increases the reaction rate constants, and with

    Range Kutta method, that Ca model is greater than Ca experiment.

    Keywords : stirred tank reactor; ratio of reactans; saponification reaction constants

    PENDAHULUAN

    Reaktor tangki berpengaduk merupakan

    reaktor yang paling sering dijumpai dalam industri

    kimia.Pada industri berskala besar, reaktor alir tangki

    berpengaduk lebih sering diaplikasikan karena

    kemampuan operasinya yang dapat diatur

    kapasitasnya. Kerja reaktor alir berpengaduk perlu

    dipelajari untuk mengetahui karakteristik aliran fluida,

    reaksi yang terjadi secara optimasi pengoperasian

    reaktor. Untuk itu, dilakukan percobaan reaktor alir

    kontinyu dengan tujuan menentukan harga orde reaksi

    penyabunan etil asetat dengan NaOH, menghitung

    harga konstanta reaksi penyabunan (k) etil asetat

    dengan NaOH, mengetahui pengaruh rasio reaktan

    dalam reaktor terhadap konstanta reaksi penyabunan

    etil asetat dengan NaOH, dan membandingkan hasil

    percobaan dengan perhitungan model matematis

    reaksi penyabunan pada reaktor ideal aliran kontinyu

    Pada reaktor tangki berpengaduk dipelajari 2

    macam reaktor, yaitu reaktor batch dan kontinyu

    (CSTR). Reaktor batch merupakan reaktor yang tidak

    ada input dan output selama reaksi. Sehingga didapat

    neraca massa reaktor batch adalah:

    t = Nao dXA

    Vi (rA)

    Xa0

    Reaktor kontinyu (CSTR) merupakan reaktor

    yang pengoperasiannya meliputi tiga tahap yaitu

    pengisian reaktor tinggi overflow, kondisi kontinyu

    dan kontinyu steady state. Evaluasi variabel-variabel

    operasi sangat mudah dilakukan pada kondisi steady

    state (Hill, 1977).

    Pemodelan matematik diperlukan untuk

    mempermudah analisa permasalahan yang timbul

    dalam pengoperasian reaktor alir tangki berpengaduk

    (Charles, 1987). Model matematika yang diusulkan

    diuji keakuratannya dengan membandingkan data-

    data percobaan. Model matematika yang diusulkan

  • 2 diselesaikan dengan cara analisis jika persamaan itu

    mudah diselesaikan. Namun untuk reaksi yang

    kompleks akan diperoleh model matematika yang

    kompleks juga. Penyelesaian numerik sangat

    dianjurkan untuk memperoleh nilai k, tetapan transfer

    massa, dan orde reaksi yang merupakan adjustable

    parameter.

    Reaksi yang terjadi pada reaktor adalah:

    CH3COOC2H5 + NaOH CH3COONa + C2H5OH Jika ditinjau secara thermodinamika, dengan harga H sebagai berikut:

    H CH3COOC2H5 = -444.500 J/mol H NaOH = -425.609 J/mol H CH3COONa = -726.100 J/mol H C2H5OH = -235 J/mol Didapat H bernilai negatif, maka reaksi tersebut bersifat eksotermis yaitu menghasilkan panas.

    Jika ditinjau secara kinetika, dengan harga G sebagai berikut:

    G CH3COOC2H5 = -328 000 J/mol G NaOH = -379 494 J/mol G CH3COONa = -631 200 J/mol G C2H5OH = -168 490 J/mol dan dengan menggunakan rumus mencari K standar

    (pada T=25oC) yaitu:

    G = RT ln K Kemudian menggunakan rumus mencari harga K saat

    suhu operasi yaitu:

    ln K

    K=

    H

    R(

    1

    T

    1

    T)

    Maka didapat harga K > 1 artinya reaksi berlangsung

    searah (irreversible).

    Sifat fisis dan kimia reagen (NaOH dan etil asetat

    adalah sebagai berikut:

    1) NaOH

    Sifat fisis :

    -Berat Molekul = 40 gr/mol

    -Titik didih = 134 C

    -Titik lebur = 318, 4 C

    -Berat jenis = 2, 130 gr/mol

    -Kelarutan dalam 100 bagian air dingin 10 C = 42

    -Kelarutan dalam 100 bagian air panas 100C = 32

    Sifat kimia :

    -Dengan Pb(NO3)2 membentuk endapan Pb(OH)2

    yang larut dalam reagen excess, merupakan basa

    kuat, mudah larut dalam air.

    2) Etil Asetat

    Sifat fisis :

    -Titik didih = 85 C

    -Berat molekul = 88 gr/mol

    -Titik lebur = -111 C

    Sifat kimia:

    Bereaksi dengan Hg+ membentuk endapan Hg2Cl2

    putih yang tidak larut dalam air panas dan asam

    encer tetapi larut dalam ammonia encer dan KCN tiosulfat, beraksi dengan Pb2+ membentuk PbCl2

    putih, mudah menguap apabila dipanaskan.

    Faktor yang mempengaruhi harga k (konstanta

    kecepatan reaksi) adalah:

    Persamaan Arhenius :

    = 1. Frekuensi tumbukan

    Pengadukan akan memperbesar tumbukan

    partikel sehingga akan menurunkan energi

    aktivasi,jika energi aktivasi turun, maka kecepatan

    reaksi juga naik.

    2. Energi aktivasi

    Energi aktivasi merupakan energi minimum

    yang diperlukan bagi reaksi untuk berlangsung.

    Semakin rendah energi aktivasi, maka reaksi akan

    berjaan semakin cepat.

    3. Suhu

    Semakin tinggi suhu, maka reaksi akan berjalan

    semakin cepat.

    4. Katalis

    Katalis dapat mempercepat reaksi karena

    kemammpuannya mengadakan reaksi dengan

    paling sedikit satu molekul reaktan untuk

    menghasilkan senyawa yang lebih aktif. Interaksi

    ini akan meningkatkan laju reaksi (Levenspiel,

    1999).

    Untuk mengetahui orde reaksi antara NaOH dan etil

    asetat dapat dihitung menggunakan cara berikut ini:

    1. Diberikan data waktu (t) dan Ca, Cao adalah Ca pada t=0

    2. Membuat data -ln(Ca/Cao) dan 1/Ca 3. Pertama menebak orde reaksi pertama dengan

    membuat grafik -ln(Ca/Cao) vs t , h a s i l g r a f i k h a r u s l u r u s

    4. a.Jika hasil grafik tidak lurus, maka meneba orde reaksi kedua dari grafik antara 1\Ca vs t,

    hasil grafik harus lurus. (Apabila Cao = Cbo) a. Jika hasil grafik tidak lurus, maka menebak orde

    reaksi kedua dari grafik antara ln (Cb/Ca) vs t, hasil grafik harus lurus. (Apabila CaoCbo)

    5. Membentuk persamaan y = a + bx , a = intercept dan b = slope dari grafik log t vs ln Cao

    METODOLOGI PERCOBAAN

    1. Percobaan Batch

    Gambar 1. Alat Utama Proses Batch

    Keterangan :

    1. Reaktor Batch

    2. Stirer

    3. Statif

  • 3

    Untuk percobaan batch, percobaan dilakukan

    dengan menyiapkan reagen etil asetat 0,2 N, NaOH 0,2

    N, dan HCl 0,05 N. Kemudian memasukkan etil asetat

    dan NaOH ke dalam reaktor batch dengan rasio 1:1,

    2:1, dan 1:2 (sesuai variabel). Sampel diambil 5 ml

    tiap 1 menit, kemudian ditambahkan indikator MO 3

    tetes dan dititrasi dengan HCl sampai warna merah

    orange. Titrasi dihentikan sampai volume titran yang

    digunakan 3 kali konstan.

    2. Percobaan Kontinyu

    Gambar 2. Alat Utama Proses Kontinyu

    Keterangan :

    1. Reaktor Kontinyu

    2. Stirrer

    3. Statif

    4. Tangki umpan NaOH

    5. Tangki umpan etil asetat

    6. Pompa

    Untuk percobaan kontinyu, percobaan

    dilakukan dengan menyiapkan reagen etil asetat 0,2 N,

    NaOH 0,2 N, dan HCl 0,05 N. Kemudian memasukkan

    etil asetat dan NaOH ke dalam tangki umpan masing-

    masing. Masing-masing reaktan dalam tangki umpan dipompa ke dalam CSTR yang kosong dan menjaga

    konstan laju alir dan rasio reaktan dalam reaktor 1:1, 2:1, dan 1:2 (sesuai variabel). Sampel diambil 5 ml

    tiap 1 menit, kemudian ditambahkan indikator MO 3

    tetes dan dititrasi dengan HCl sampai warna merah

    orange. Titrasi dihentikan sampai volume titran yang

    digunakan 3 kali konstan.

    HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

    Hubungan konsentrasi NaOH sisa terhadap waktu

    a. Proses Batch

    Gambar 3. Hubungan Konsentrasi NaOH sisa

    terhadap Waktu pada Proses Batch

    Dari grafik di atas, dapat dilihat bahwa konsentrasi

    NaOH dalam reaktor batch cenderung mengalami

    penurunan tiap menitnya. Hal ini dikarenakan semakin

    lama waktu reaksi, maka NaOH yang bereaksi dengan

    etil asetat menjadi natrium asetat semakin banyak,

    sehingga konsentrasi NaOH dalam reaktor akan

    berkurang sesuai reaksi:

    NaOH + CH3COOC2H5 CH3COONa + C2H5OH Penurunan konsentrasi NaOH ini sesuai

    dengan rumus: 1

    = . +

    1

    dengan Ca = konsentrasi NaOH sisa

    Cao = konsentrasi NaOH mula-mula

    k = konstanta laju reaksi

    t = waktu tinggal

    Dari rumus tersebut dapat diketahui bahwa

    nilai t berbanding terbalik dengan Ca, sehingga

    semakin lama waktu reaksi, konsentrasi NaOH dalam

    reaktor akan menurun. Selain itu, dari grafik juga

    terlihat bahwa nilai Ca pada waktu tertentu memiliki

    nilai konstan. Hal ini terjadi karena reaktan NaOH

    telah bereaksi dengan etil asetat hingga konsentrasinya

    menjadi kecil karena konsentrasinya yang kecil

    sehingga perbedaan konsentrasi NaOH sisa dari waktu

    ke waktu menjadi konstan , dengan kata lain reaktan

    telah menjadi produk yang diinginkan. Oleh karena

    itu, konsentrasi CA akan selalu konstan/tidak berubah

    lagi (Levenspiel, O.1999)

    b. Proses Kontinyu

    Gambar 4. Hubungan Konsentrasi NaOH sisa

    terhadap Waktu pada Proses Kontinyu

    Dari grafik di atas, dapat dilihat bahwa

    konsentrasi NaOH dalam reaktor kontinyu cenderung

    mengalami penurunan tiap menitnya. Hal ini

    dikarenakan semakin lama waktu reaksi, maka NaOH

    yang bereaksi dengan etil asetat menjadi natrium

    asetat semakin banyak, sehingga konsentrasi NaOH

    dalam reaktor akan berkurang sesuai reaksi:

    NaOH+CH3COOC2H5CH3COONa+C2H5OH Reaktor kontinyu CSTR biasanya beroperasi

    pada kondisi steady state dan diasumsikan tercampur

    sempurna. Kondisi steady state pada percobaan ini

    berarti konsentrasi reaktan dalam reaktor tetap,

    sehingga konsentrasi NaOH sisa (CA) cenderung

    konstan.

    0

    0.02

    0.04

    0.06

    0.08

    0.1

    0.12

    0 1 2 3 4 5

    Ca

    waktu (menit)

    1:1

    2:1

    1:2

    0

    0.02

    0.04

    0.06

    0.08

    0.1

    0.12

    0 1 2 3 4 5

    Ca

    waktu (menit)

    1:1

    2:1

    1:2

  • 4

    (Levenspiel, O. 1999)

    (Fogler, H. Scott. 2010)

    Penentuan Orde Reaksi

    Pada percobaan, reaksi yang terjadi adalah:

    CH3COOC2H5 + NaOH CH3COONa + C2H5OH Nilai konstanta kecepatan reaksi k pada variable tanpa

    pengadukan dapat diperoleh dari proses reaksi secara

    batch. Orde reaksi dapat dicari dengan persamaan:

    -ra= k[CH3COOC2H5][NaOH]

    -ra= k[Ca][Cb] dimana [Ca]=[Cb]

    -ra = k[Ca]2

    Orde 1 (-ln(Ca/Ca0)) = k.t

    Orde 2 1/Ca = k.t + 1/Cao

    Sehingga dapat diperoleh hasil R2 (regresi kuadrat)

    dari tiap-tiap variabel percobaan sebagai berikut :

    Tabel 1. Hubungan antara variabel percobaan terhadap

    R2 pada Orde1&Orde 2

    No. Variabel rasio NaOH :

    CH3COOH

    R2

    Orde 1 Orde 2

    1 1 : 1 0,8915 0,892

    2 2 : 1 0,9011 0,9032

    3 1 : 2 0,6 0,6

    Regresi adalah suatu metode analisis statistik

    yang digunakan untuk melihat pengaruh antara dua

    atau lebih variabel. Hubungan antar variabel tersebut

    bersifat fungsional yang diwujudkan dalam suatu

    model matematis. Pada analisis regresi, variabel

    dibedakan menjadi dua bagian, yaitu variabel respons

    (response variable) dan variabel bebas (independent

    variabel). Salah satu cara melihat kelayakan model

    regresi ialah dengan cara melihat nilai R2 dalam

    regresi. Semakin mendekati 1 nilai R2 maka

    kesesuaian model semakin tingi sebaliknya nilai R2

    semakin rendah kecocokan model makin rendah. Nilai

    R2 merupakan nilai koefesien korelasi Pearson yang

    dikuadratkan. Oleh karena itu, jika koefesien korelasi

    kecil maka nilai R2 juga akan kecil.

    Dari data hasil percobaan trial yang terlihat

    pada tabel diatas. Pada kondisi reaksi orde 1

    didapatkan nilai regresi kuadrat 0,8914;0,9011;0,6.

    Sedangkan pada kondisi reaksi orde 2 didapatkan nilai

    regresi kuadrat 0,892;0,9032;0,6 untuk variabel 1,2

    dan 3. Berdasarkan data dari seluruh variabel dapat

    dilihat hasil yang menunjukkan nilai regresi kuadrat

    yang mendekati 1 yaitu pada reaksi orde 2, sehingga

    pada variable tanpa pengadukan merupakan reaksi

    dengan orde 2.

    (Levenspiel, O. 1999)

    (Sarwono, Jonathan 2008)

    Pengaruh Rasio Reaktan Terhadap Konstanta

    Kecepatan Reaksi

    Gambar 5. Hubungan rasio NaOH : CH3COOC2H5

    dengan Konstanta Kecepatan Reaksi

    Dari hasil percobaan yang terlihat pada gambar

    4.3 terlihat bahwa semakin besar reaktan yang

    ditambahkan akan membuat semakin besar nilai

    konstanta kecepatan reaksi.. Hal ini disebabkan

    pemakaian reaktan yang berlebih akan memperbesar

    frekuensi tumbukan. Kecepatan reaksi sebanding

    dengan besarnya jumlah reaktan. Bila jumlah zat

    pereaktan diperbesar, maka kecepatan reaksi akan

    meningkat. Jumlah molekul yang bertumbukan akan

    bertambah, apabila zat pereaktan yang digunakan

    semakin murni, sehingga mempercepat terjadinya

    reaksi.Pada variabel 2 dengan rasio NaOH :

    CH3COOC2H5 = 2:1 konstanta kecepatan reaksinya

    sebesar 0,1269. Sementara untuk variabel 3 dengan

    rasio NaOH : CH3COOC2H5 = 1:2 konstanta

    reaksinya sebesar 0,222. Hal ini disebakan karena

    semakin tinggi perbandingan reaktan akan diperoleh

    konversi yang semakin besar untuk suhu yang sama.

    Hal ini dikarenakan pemakaian salah satu reaktan yang

    berlebih akan memperbesar kemungkinan tumbukan

    antara molekul zat yang bereaksi sehingga kecepatan

    reaksinya bertambah besar. Konstanta kecepatan

    reaksi maksimum dicapai pada rasio NaOH : etil asetat

    = 1:2 (Said dkk, 2013).

    Perbandingan Ca model dengan Ca percobaan

    Gambar 6. Perbandingan Ca model dengan Ca

    percobaan pada variabel 1:1

    0

    0.05

    0.1

    0.15

    0.2

    0.25

    Rasio 1:1 Rasio 2:1 Rasio 1:2

    k

    NaOH : CH3COOC2H5

    Rasio 1:1

    Rasio 2:1

    Rasio 1:2

    0.074

    0.075

    0.076

    0.077

    0.078

    0.079

    0.08

    0.081

    0 1 2 3 4

    Ca

    waktu (menit)

    Ca model

    Ca

    percobaan

  • 5

    Gambar 7. Perbandingan Ca model dengan Ca

    percobaan pada variabel 2:1

    Gambar 8. Perbandingan Ca model dengan Ca

    percobaan pada variabel 1:2

    Berdasarkan grafik 4.7, 4.8, dan 4.9, dapat

    dilihat bahwa secara keseluruhan grafik yang dibentuk

    oleh Ca model lebih teratur daripada grafik yang

    dibentuk oleh Ca percobaan. Hal ini dikarenakan Ca model diperoleh dari perhitungan matematis. Perhitungan matematis ini menggunakan metode

    Runge Kutta. Metode ini dipilih karena Runge Kutta

    dianggap metode yang memberikan keakuratan tinggi.

    Perhitungan model matematis ini tidak dipengaruhi

    oleh variabel-variabel percobaan sehingga diperoleh

    Ca model yang merupakan Ca ideal. Sedangkan Ca

    percobaan diperoleh dari percobaan dengan variabel

    rasio reaktan sehingga keakuratannya lebih rendah

    dari Ca model (Munir, 2003).

    Perbandingan Proses Batch dan Kontinyu

    Gambar 8. Hubungan Konsentrasi NaOH sisa

    terhadap Waktu pada Proses Batch dan Kontinyu

    Variabel 1:1

    Gambar 9. Hubungan Konsentrasi NaOH sisa

    terhadap Waktu pada Proses Batch dan Kontinyu

    Variabel 2:1

    Gambar 10. Hubungan Konsentrasi NaOH sisa

    terhadap Waktu pada Proses Batch dan Kontinyu

    Variabel 1:2

    Reaktor kimia adalah sebuah alat industri kimia

    , dimana terjadi reaksi bahan baku menjadi produk jadi

    yang lebih berdaya guna. Berdasarkan prosesnya

    reaktor diklasifikasikan menjadi reaktor Batch dan

    reaktor Alir (kontinyu) .Pada percobaan yang

    dilakukan menggunakan prinsip reaktor batch dan

    reaktor alir tanki berpengaduk. Reaktor batch adalah

    reaktor dimana tidak terjadinya aliran masuk atau

    aliran keluar selama proses. Reaktor Batch mengalami

    suatu reaksi kimia tunggal, yaitu reaksi yang

    berlangsung dengan hanya satu persamaan laju reaksi

    yang berpasangan dengan persamaan kesetimbangan

    dan stoikiometri. Reaktor Alir tanki berpengaduk

    hampir sama dengan reaktor batch tetapi umpan dan

    produk mengalir secara kontinyu dan pada reaktor

    dilengkapi dengan alat penambahan zat pereaksi dan

    pengambilan produk secara kontinyu

    (id.wikipedia.org).

    Tabel 2. Perbandingan proses batch dan kontinyu

    Batch Kontinyu

    Baik untuk produksi

    skala kecil

    Baik untuk produksi

    skala besar dan kontinyu

    0.08

    0.085

    0.09

    0.095

    0.1

    0.105

    0 1 2 3 4 5

    Ca

    waktu (menit)

    Ca model

    Ca

    percobaan

    0.044

    0.046

    0.048

    0.05

    0.052

    0.054

    0 1 2 3

    Ca

    waktu (menit)

    Ca model

    Ca

    percobaan

    0.074

    0.075

    0.076

    0.077

    0.078

    0.079

    0.08

    0.081

    0 1 2 3 4

    Ca

    Waktu (menit)

    Batch

    Kontinyu

    0.085

    0.088

    0.091

    0.094

    0.097

    0.1

    0.103

    0 1 2 3 4 5

    Ca

    Waktu (menit)

    Batch

    Kontinyu

    0.044

    0.046

    0.048

    0.05

    0.052

    0.054

    0 1 2 3

    Ca

    Waktu (menit)

    Batch

    Kontinyu

  • 6

    Capital cost rendah Capital cost tinggi

    Fleksibel untuk multi

    produk dan multi

    operasi

    Hanya untuk satu jenis

    produk dan operasi

    Mudah untuk

    shutdown dan

    maintenance

    Tidak mudah shutdown

    dan maintenance

    Waktu tinggal zat

    pereaksi lebih lama Waktu tinggal singkat

    Operations cost tinggi Operations cost rendah

    Berdasarkan data hasil percobaan dan gambar

    grafik dapat disimpulkan bahwa pada reaktor kontinyu

    konversi produk lebih tinggi daripada reaktor batch

    dibuktikan dengan jumlah NaOH sisa pada reaktor

    kontinyu lebih rendah daripada reaktor batch disetiap

    variabel rasio reaktan. Hal ini dikarenakan pada

    reaktor kontinyu kontak patern antar molekul etil

    asetat dengan molekul NaOH sangat besar terjadi.

    Sedangkan untuk kecepatan mencapai kondisi reaksi

    steady/setimbang antara reaktor batch dan reaktor

    kontinyu, lebih baik reaktor batch hal ini dibuktikan

    dengan waktu untuk mencapai nilai konstan pada

    reaktor batch lebih cepat daripada reaktor kontinyu

    disetiap variabel rasio reaktan. Hal ini dikarenakan

    waktu tinggal pada reaktor batch relatif lebih lama

    sehingga reaksi antara molekul etil asetat dengan

    NaOH cepat mencapai kesetimbangan.

    (I Gusti S Budiman,2007)

    PENUTUP

    Dari hasil percobaan dapat disimpulkan bahwa

    pada proses reaksi etil asetat dan NaOH secara batch

    dan kontinyu, konsentrasi NaOH sisa (Ca) mengalami

    penurunan seiring dengan bertambahnya waktu,

    hingga mencapai kondisi konstan/setimbang.

    Harga orde reaksi penyabunan etil asetat dengan

    NaOH yaitu 2. Harga konstanta kecepatan reaksi (k)

    penyabunan NaOH dengan etil pada variabel ratio

    reaktan 1:1 , 2:1 , 1:2 adalah 0,112 ; 0,1269 ; 0,2221.

    Secara keseluruhan pada setiap variabel percobaan,

    nilai konsentrasi NaOH sisa (CA) pada perhitungan

    model matematis lebih teratur dibandingkan dengan

    nilai CA yang didapat dari percobaan. Perhitungan

    matematis ini memiliki nilai keakuratan yang lebih

    tinggi daripada hasil percobaan, dan tidak dipengaruhi

    oleh variabel percobaan, sehingga Ca model lebih

    teratur dari Ca percobaan. Reaktor batch

    menghasilkan konversi produk yang lebih tinggi,

    sedangkan reaktor kontinyu cepat dalam mencapai

    kondisi reaksi steady/setimbang.

    DAFTAR PUSTAKA

    Abu Khalaf, A.M.Chemical Engineering Education, 28 (1), 48. 1994

    Anonim.2012. informit.com. Diakses pada tanggal 2

    Mei 2015.

    Anonim. 2013. Chem-is-try.org/ materi_kimia/kimia-

    smk/kelas_x/faktor-faktor-yang-

    mempengaruhi-kecepatan-reaksi-3 Diakses

    pada tanggal 4 Mei 2015

    Budiman , I Gusti S,2007. Perancangan Reaktor. Jurusan Teknik Kimia Fti Upn VeteranYogyakarta.

    Charles, E. R, Harold, SM and Thomas K.S.,Applied Mathematics in Chemical Engineering 2nd end.,Mc. Graw Hill Book Ltd. 1987, New York

    Fogler, H. Scott. 2010. Essentials of Chemical Reaction Engineering: Mole Balances. Id.wikipedia.org/Reaktor-batch-dan-kontinyu

    Hill, G.C., An Introduction to Chemical Engineering Kinetika and Reactor Design. 1st ed, John Willey, New York, N.Y, 1977

    Levenspiel, Octave. 1999. Chemical Engineering Reaction 3rd Edition. USA : John Wiley and Sons, Inc.

    Munir, 2003. Metode Numerik. Bandung :

    Informatika.

    Said dkk. 2013. Pengaruh Rasio Reaktan Dan Jumlah Katalis Terhadap Konversi Minyak

    Jagung Menjadi Metil Ester. Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya.

    Palembang.

    Sarwono, Jonathan. 2008. Pengertian Dasar Structural Equation Modeling (Sem). UKRIDA, Jakarta