Laporan Absorbsi 10kp 2016

8/18/2019 Laporan Absorbsi 10kp 2016

1/39

LAPORAN PRAKTIKUM UNIT OPERASI II

SEMESTER GENAP 2015/2016

MODUL ABSORBSI

KELOMPOK 10KP

ANGGOTA KELOMPOK :

ABU BAKAR ASH SHIDDIQ (1306449302)

AULIA RAHMI HARIANTI (1306370631)

MAKHDUM MUHARDIANA PUTRA (1406643091)

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS INDONESIA

DEPOK 2016


2/39

2

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI ............................................................................................................... 2

BAB I PENDAHULUAN ........................................................................................... 3

1.1 Tujuan ........................................................................................................... 3

1.2 Prinsip Kerja ................................................................................................ 3

1.3 Alat dan Bahan ............................................................................................. 4

1.4 Prosedur ........................................................................................................ 6

BAB II LANDASAN TEORI ..................................................................................... 7

2.1

Definisi Absorpsi .......................................................................................... 7

2.2 Kolom Absorpsi ............................................................................................ 7

2.3 Absorben ....................................................................................................... 7

2.4 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Proses Absorbsi ............................ 11

2.5 Kriteria Pemilihan Solvent ........................................................................ 13

2.6 Persamaan Umum Kolom Absorbsi ......................................................... 14

2.7 Aplikasi Proses Absorbsi ........................................................................... 16

BAB III HASIL PERCOBAAN ............................................................................... 203.1 Data Pengamatan ....................................................................................... 20

3.2 Pengolahan Data......................................................................................... 21

BAB IV ANALISIS ................................................................................................... 27

4.1 Analisis Alat Bahan .................................................................................... 27

4.2 Analisis Percobaan ..................................................................................... 29

4.3 Analisis Data dan Hasil Pengamatan ....................................................... 33

4.4 Analasis Kesalahan .................................................................................... 36

BAB V KESIMPULAN ............................................................................................ 38

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................... 39

http://d/UOP2%20Absorpsi/Laporan%20Praktikum%20UOP%202%20Kelompok%203KP.docx%23bookmark7http://d/UOP2%20Absorpsi/Laporan%20Praktikum%20UOP%202%20Kelompok%203KP.docx%23bookmark9http://d/UOP2%20Absorpsi/Laporan%20Praktikum%20UOP%202%20Kelompok%203KP.docx%23bookmark16http://d/UOP2%20Absorpsi/Laporan%20Praktikum%20UOP%202%20Kelompok%203KP.docx%23bookmark18http://d/UOP2%20Absorpsi/Laporan%20Praktikum%20UOP%202%20Kelompok%203KP.docx%23bookmark20http://d/UOP2%20Absorpsi/Laporan%20Praktikum%20UOP%202%20Kelompok%203KP.docx%23bookmark25http://d/UOP2%20Absorpsi/Laporan%20Praktikum%20UOP%202%20Kelompok%203KP.docx%23bookmark28http://d/UOP2%20Absorpsi/Laporan%20Praktikum%20UOP%202%20Kelompok%203KP.docx%23bookmark44http://d/UOP2%20Absorpsi/Laporan%20Praktikum%20UOP%202%20Kelompok%203KP.docx%23bookmark48http://d/UOP2%20Absorpsi/Laporan%20Praktikum%20UOP%202%20Kelompok%203KP.docx%23bookmark52http://d/UOP2%20Absorpsi/Laporan%20Praktikum%20UOP%202%20Kelompok%203KP.docx%23bookmark52http://d/UOP2%20Absorpsi/Laporan%20Praktikum%20UOP%202%20Kelompok%203KP.docx%23bookmark48http://d/UOP2%20Absorpsi/Laporan%20Praktikum%20UOP%202%20Kelompok%203KP.docx%23bookmark44http://d/UOP2%20Absorpsi/Laporan%20Praktikum%20UOP%202%20Kelompok%203KP.docx%23bookmark28http://d/UOP2%20Absorpsi/Laporan%20Praktikum%20UOP%202%20Kelompok%203KP.docx%23bookmark25http://d/UOP2%20Absorpsi/Laporan%20Praktikum%20UOP%202%20Kelompok%203KP.docx%23bookmark20http://d/UOP2%20Absorpsi/Laporan%20Praktikum%20UOP%202%20Kelompok%203KP.docx%23bookmark18http://d/UOP2%20Absorpsi/Laporan%20Praktikum%20UOP%202%20Kelompok%203KP.docx%23bookmark16http://d/UOP2%20Absorpsi/Laporan%20Praktikum%20UOP%202%20Kelompok%203KP.docx%23bookmark9http://d/UOP2%20Absorpsi/Laporan%20Praktikum%20UOP%202%20Kelompok%203KP.docx%23bookmark7


3/39

3

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Tujuan Percobaan

Menentukan dan mempelajari pola absorpsi CO2 dengan larutan NaOH

menggunakan alat analisis gas yang tersedia.


menggunakan alat analisis larutan yang tersedia.

1.2 Prinsip Kerja


menggunakan alat analisis gas dimana dari alat ini diambil data V 1

(volume CO2 dan udara pada analisis sample keluaran gas sisa absorbsi

yang diukur dalam piston) dan V2 (Volume CO2 yang terlarut dalam

NaOH pada analisis sample keluaran gas sisa absorpsi yang diukur di

dalam tabung liquid overspill ) yang kemudian dapat digunakan untuk

menghitung kandungan CO2 dalam sampel gas dan koefisien transfer

massa gas.


menggunakan alat analisis larutan yakni titrasi. Absorbsi CO2 dari udara

dengan menggunakan kaustik soda secara umum digambarkan oleh reaksi

berikut :

OHCO Na2NaOHCO2322

Dengan menggunakan teknik analisis titrasi, asam digunakan untuk

menetralisir kaustik soda dan pada waktu yang bersamaan mengubah

semua sodium karbonat menjadi bikarbonat. Apabila konsentrasi total dari

karbonat dapat ditentukan, maka jumlah CO2 yang terabsorp juga dapat

ditentukan.


4/39

4

1.3 Alat dan Bahan

1.3.1 Alat

1.

Menara Absorbsi

Menara absorbsi yang dipakai pada praktikum ini menggunakan packing

berupa pall ring yang disusun secara dumping. Penggunaan packing

disini bertujuan untuk memperluas permukaan kontak antara gas dan

cairan agar proses absorbsi berjalan dengan lebih optimal. Sesuai dengan

namanya, menara absorbsi disini digunakan sebagai tempat

berlangsungnya proses absorpsi.

2. Tangki Gas CO2

Alat ini berfungsi sebagai wadah tempat menyimpan gas CO2 yang akan

digunakan sebagai spesi zat kimia yang akan diabsorbsi.

3. Tangki Air/NaOH

Digunakan sebagai wadah untuk menampung air dan juga larutan NaOH

(secara bergantian) yang telah digunakan sebagai solvent dalam proses

absorbsi gas CO2. Tangki yang digunakan ini memiliki kapasitas 30

Liter.

4. Gelas Ukur

Digunakan untuk mengambil sampel pada titik 4 dan 5, dimana untuk

setiap titik tersebut diambil sampel masing – masing sebanyak 60 ml.

5. Labu Erlenmeyer

Digunakan untuk menampung larutan HCl 12 M yang telah diencerkan,

dimana HCl ini nantinya akan digunakan sebagai titran dalam proses

titrasi. Selain itu labu erlenmeyer ini juga digunakan untuk menampung

larutan NaOH yang akan digunakan nantinya sebagai solvent dalam proses absorbsi gas CO2 ini. Disamping itu labu erlenmeyer ini

digunakan dalam proses titrasi sampel dengan menggunakan larutan

HCl.

6. Labu Ukur

Digunakan untuk membuat larutan NaOH yang akan digunakan sebagai

solvent dalam proses absorbsi gas CO2. Selain itu labu ukur ini juga


5/39

5

digunakan untuk mengencerkan larutan HCl yang nantinya akan

digunakan sebagai titran pada proses titrasi.

7. Pipet Tetes

Digunakan untuk mengambil pH indikator berupa phenolpthalein dan

methyl orange yang akan digunakan pada proses titrasi.

8. Buret

Berfungsi sebagai alat titrasi, dimana alat ini dijadikan sebagai wadah

dari titran (larutan HCl) selama proses titrasi berlangsung .

9. Statif

Penyangga / penyokong bagi buret selama proses titrasi berlangsung.

10. Stopwatch

Digunakan sebagai alat untuk mengukur waktu dalam proses

pengambilan data praktikum.

1.3.2 Bahan

1. Air

Digunakan sebagai solvent dalam proses absorbsi gas CO2.

2. Larutan NaOH

Digunakan sebagai solvent dalam proses absorbsi gas CO2 selain dari

solvent air.

3. Larutan HCl

Digunakan sebagai titran (larutan pentiter) dalam proses titrasi sampel.

4. Larutan BaCl2 5% wt

Ditambahkan kedalam sampel larutan yang akan dititrasi.

5. Gas CO2

Digunakan sebagai spesi yang akan diabsorbsi pada percobaan kali ini.

6. Phenolpthalein (PP)

Digunakan sebagai pH indikator dalam proses titrasi sampel yang

diperoleh dari titik 4 dan 5.

7. Methyl Orange (MO)

Digunakan sebagai pH indikator dalam proses titrasi sampel yang

diperoleh dari titik 4 dan 5


6/39

6

1.4 Prosedur Percobaan

Dalam percobaan ini, akan dilakukan dua buah percobaan, yaitu percobaan 1

dan percobaan 2. Percobaan 1 adalah absorpsi CO2 dengan air (menggunakan

analisis gas), sementara percobaan 2 adalah absorpsi CO2 dengan NaOH

(menggunakan analisis larutan).

1.4.1 Absorpsi CO2 dengan air (menggunakan analisis gas)

1. Mengisi tangki dengan air yang baru sebanyak 30 liter (3/4 penuh).

2. Mengalirkan air (6 liter/menit).

3.

Mengalirkan udara (10 liter/menit).

4.

Mengalirkan CO2 (15 liter/menit).5. Menunggu hingga steady selama 15 menit.

6.

Mengambil sampel gas (menunggu 1 menit).

1.4.2 Absorpsi CO2 pada NaOH (menggunakan analisis larutan)

1. Mengisi tangki dengan 30 liter NaOH 0.1 M (3/4 penuh).

2.

Mengalirkan larutan (3 liter/menit).

3. Mengalirkan udara (30 liter/menit).

4. Mengalirkan CO2 (3 liter/menit).

5.

Menunggu hingga steady selama 15 menit.

6. Mengambil sampel gas tiap 20 menit setelah steady dari S4 dan S5

sebanyak 250 ml.

Prosedur titrasi :

1. Memisahkan larutan sampel S4 dan S5 pada 2 buah erlenmeyer @60

ml.

2.

Erlenmeyer 1 :

Menteteskan PP (1 tetes) dan titrasi hingga warna pink hilang dengan

larutan HCl. Kemudian menteteskan MO (1 tetes) dan titrasi hingga

berubah warna dengan HCl.

3. Erlenmeyer 2 :

Menambahkan larutan BaCl2 sebanyak > 10% dari nilai T2 – T1.

Kemudian menteteskan PP (2 tetes) dan titrasi hingga titik akhir

dengan larutan HCl.


7/39

7

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1

Definisi Absorbsi

Absorpsi adalah proses pemisahan bahan dari suatu campuran gas dengan

cara pengikatan bahan tersebut pada permukaan absorben cair yang diikuti dengan

pelarutan. Absorpsi dapat dilakukan pada gas-gas atau cairan yang relatif

berkonsentrasi rendah maupun konsentrat. Prinsip absorpsi adalah dengan

memanfaatkan besarnya difusivitas molekul-molekul gas pada larutan tertentu.

Dengan demikian, bahan yang memiliki koefisien partisi hukum Henry (tekanan

uap/kelarutan) rendah sangat disukai dalam proses absorpsi. Pada proses absorpsi,

campuran gas tersebut biasanya terdiri dari gas inert dan gas yang larut dalam

cairan. Cairan yang digunakan juga umumnya ntidak mudah menguap dan larut

dalam gas.

Kelarutan gas yang akan diserap dapat disebabkan hanya oleh gaya-gaya

fisik (pada absorpsi fisik) atau selain gaya tersebut juga oleh ikatan kimia (pada

absorpsi kimia). Komponen gas yang dapat mengadakan ikatan kimia akan

dilarutkan lebih dahulu dan juga dengan kecepatan yang lebih tinggi. Karena itu

absorpsi kimia mengungguli absorpsi fisik. Tujuan dari operasi absorpsi dalam

industri adalah untuk meningkatkan nilai guna dari suatu zat dengan cara merubah

fasenya, mengurangi impurities (pemurnian).

2.2 Kolom Absorbsi

Kolom absorpsi adalah suatu kolom atau vessel tempat terjadinya proses

pengabsorpsi (penyerapan/penggumpalan) dari zat yang dilewatkan dikolom/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.


8/39

8

Gambar 2.1 Kolom Absorpsi.

Kolom absorpsi adalah sebuah kolom, dimana ada zat yang berbeda fase

mengalir berlawanan arah (counter current) yang dapat menyebabkan komponen

kimia ditransfer dari satu fase cairan ke fase lainnya, terjadi hampir pada setiap

reaktor kimia. Proses ini dapat berupa absorpsi gas, distilasi, pelarutan yang

terjadi pada semua reaksi kimia.

Campuran gas yang merupakan keluaran dari reaktor diumpankan

kebawah menara absorber. Didalam absorber terjadi kontak antar dua fasa yaitu

fasa gas dan fasa cair mengakibatkan perpindahan massa difusional dalam umpan

gas dari bawah menara ke dalam pelarut air sprayer yang diumpankan dari bagian

atas menara. Peristiwa absorpsi ini terjadi pada sebuah kolom yang berisi packingdengan dua tingkat. Keluaran dari absorber pada tingkat I mengandung larutan

dari gas yang dimasukkan tadi.

Pada kolom absorpsi ini yang perlu diperhatikan adalah pada dasarnya ini

adalah alat dimana diciptakan bidang (permukaan) kontak antar fasa yang luas.

Makin luas permukaan antar fasanya makin baik. Hal ini dapat dilakukan dengan

2 cara yaitu:

Penyebaran (dispersi) cairan dalam gas

Penyebaran (dispersi) gas dalam cairan

Struktur dari absorber dapat dilihat dalam Gambar 2.2. Penjelasannya

adalah sebagai berikut :

Bagian atas:

Sebagai outlet dari gas yang telah mengalami kontak dengan absorben.

inlet dari absorben

Spray untuk mengubah gas input menjadi fase cair.


9/39

9

Bagian tengah:

Packed tower untuk memperluas bidang permukaan sentuh sehingga

memudahkan proses absorpsi.

Disini terjadi kontak antara absorben dengan fluida yang akan di absorpsi.

Bagian bawah:

Input gas sebagai tempat masuknya gas ke dalam reaktor, dan juga sebagai

outlet dari absorben untuk kemudian di-regenerasi.

Gambar 2.2 Struktur Absorber

Secara umum kolom absorber dibagi menjadi tiga, yaitu:

Packed Bed Column

Gambar 2.3 Packed Bed Column.


10/39

10

Plate Column

Gambar 2.4 Plate Column.

Spray Column

Gambar 2.5 Spray Column.

2.3 Absorben

Absorben adalah cairan yang dapat melarutkan bahan yang akan

diabsorpsi pada permukaannya, baik secara fisik maupun secara reaksi kimia.

Absorben sering juga disebut sebagai pelarut. Persyaratan absorben adalah :

Absorben yang digunakan harus sesuai dengan senyawa yang akan

dipisahkan atau dimurnikan.

Absorben yang digunakan harus memiliki kelarutan gas harus tinggi

sehingga dapat meningkatkan laju absorpsi dan menurunkan kuantitas

absorben yang diperlukan. Umumnya, absorben yang memiliki sifat yang

sama dengan bahan terlarut akan mudah dilarutkan.


11/39

11

Absorben harus memiliki tekanan uap yang rendah karena jika gas yang

meninggalkan kolom absorpsi jenuh dengan absorben, maka akan ada

banyak absorben yang terbuang. Jika diperlukan, dapat menggunakan cairan

absorben kedua, yaitu yang volatilitasnya lebih rendah untuk menangkap

porsi gas teruapkan.

Absorben yang digunakan tidak boleh bersifat korosif karena dapat merusak

peralatan kolom absorber.

Penggunaan pelarut yang lebih murah.

Ketersediaan absorben di dalam negeri akan sangat berpengaruh terhadap

stabilitas harga dan biaya operasi secara keseluruhan.

Viskositas absorben yang rendah amat disukai karena akan terjadi laju

absorpsi yang tinggi, meningkatkan karakter flooding dalam menara, serta

perpindahan kalor yang baik.

Sebaiknya absorben tidak memiliki sifat toksik, flamable, dan sebaliknya

absorben sedapat mungkin harus stabil secara kimiawi dan memiliki titik

beku yang rendah.

2.4

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Proses Absorbsi

Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi jalannya proses absorbsi,

diantaranya :

Luas pemukaan kontak

Semakin besar permukaan gas dan pelarut yang kontak, maka laju absorpsi

yang terjadi juga akan semakin besar. Hal ini dikarenakan, permukaan

kontak yang semakin luas akan meningkatkan peluang gas untuk berdifusi

ke pelarut.

Laju alir fluida

Jika laju alir fluida semakin kecil, maka waktu kontak antara gas dengan

pelarut akan semakin lama. Dengan demikian, akan meningkatkan jumlah

gas yang berdifusi.

Konsentrasi gas

Perbedaan konsentrasi merupakan salah satu driving force dari proses difusi

yang terjadi antar dua fluida.


12/39

12

Tekanan operasi

Peningkatan tekanan akan meningkatkan efisiensi pemisahan.

Temperatur komponen terlarut dan pelarut

Temperatur pelarut hanya sedikit berpengaruh terhadap laju absorpsi.

Kelembaban Gas

Kelembaban yang tinggi akan membatasi kapasitas gas untuk mengambil

kalor laten, hal ini tidak disenangi dalam proses absorpsi. Dengan demikian,

proses dehumidification gas sebelum masuk ke dalam kolom absorber

sangat dianjurkan.

2.5

Kriteria Pemilihan Solven

Pemilihan solven pada umumnya disesuaikan dengan tujuan absorpsi,

antara lain:

Jika tujuan utama operasi untuk menghasilkan larutan yang spesifik, maka

solven ditentukan berdasarkan sifat dari produk. Contoh : produksi asam

hidroklorida.

Jika tujuan utama adalah menghilangkan kandungan tertentu dari gas,

maka ada banyak pilihan yang mungkin. Contoh : air adalah solven yang

paling murah dan sangat kuat untuk senyawa polar.

Beberapa hal yang menjadi pertimbangan dalam pemilihan solven :

Kelarutan gas

Kelarutan gas yang tinggi akan meningkatkan laju absorpsi dan

menurunkan kuantitas solven yang diperlukan. Pelarut (solvent) yang

memiliki sifat yang sama dengan bahan terlarut akan mudah dilarutkan.

Jika gas larut dengan baik dalam fraksi mol yang sama pada beberapa

jenis solven, maka harus dipilih solven yang memiliki berat molekul

terkecil. Sehingga akan diperoleh fraksi mol gas terlarut lebih besar.

Jika terjadi reaksi kimia dalam absorpsi, maka kelarutan akan sangat

besar. Namun jika pelarut akan di-recovery, maka reaksi tersebut harus

reversible. Contoh: etanolamina digunakan untuk mengabsorpsi hidrogen

sulfida dari campuran gas karena sulfida tersebut sangat mudah diserap


13/39

13

pada suhu rendah dan dengan mudh dilecut ( stripped ) pada suhu tinggi.

Sebaliknya, soda kaustik tidak dapat digunakan walaupun sangat mudah

menyerap sulfida, namun tidak dapat dilecut dengan operasi stripping .

Volatilitas

Pelarut harus memiliki tekanan uap yang rendah karena jika gas yang

meninggalkan kolom absorpsi jenuh dengan pelarut, maka akan ada

banyak solven yang terbuang. Bila diperlukan, dapat digunakan cairan

pelarut kedua, yaitu pelarut yang volatilitasnya lebih rendah untuk

menangkap porsi gas yang teruapkan. Aplikasi bagian recovery ini

umumnya pada proses pengilangan minyak dimana terdapat menara

absorpsi hidrokarbon yang menggunakan pelarut hidrokarbon yang

cukup volatil dan di bagian atas digunakan minyak tidak volatil untuk

me-recovery pelarut utama.

Gambar 2.6 Kolom absorber piringan dengan bagian recovery

Korosivitas

Material bangunan menara absorpsi sebisa mungkin tidak dipengaruhi

oleh sifat solven. Solven atau pelarut yang korosif dapat merusak

menara, sehingga diperlukan material menara yang mahal atau tidak

mudah dijumpai.


14/39

14

Harga dan Ketersediaan

Penggunaan solven yang mahal dan tidak mudah di-recovery, akan

meningkatkan biaya operasi menara absorber. Sementara itu,

ketersediaan pelarut di dalam negeri akan sangat mempengaruhi stabilitas

harga pelarut dan biaya operasi secara keseluruhan.

Viskositas

Viskositas pelarut yang sangat rendah amat disukai karena akan terjadi

laju absorpsi yang tinggi, meningkatkan karakter flooding dalam menara,

jatuh-tekan yang kecil, dan sifat perpindahan panas yang baik.

Tabel 1. Perbedaan distilasi, absorpsi, ekstraksi, leaching

Distilasi Absorpsi Ekstraksi Leaching

Prinsip pemisahan Perbedaan titik

didih dan

tekanan uap

Perbedaan

difusivitas dan

tekanan uap

Perbedaan sifat

fisika dan kimia

Fasa Cair – Gas Cair - Gas Cair - Cair Padat – Cair

Kondisi operasi : Suhu masuk dan

keluar berbeda

Suhu dan

tekanan tetap

Suhu dan

tekanan tetap

Suhu dan

tekanan tetap

Peralatan paling

banyak dipakai

Tray column Packed column - -

2.6 Persamaan Umum Kolom Absorbsi

Neraca Massa

Untuk memahami persamaan neraca massa yang berlaku pada kolom

absorber, perhatikan gambar berikut:


15/39

15

Gambar 2.7 Skema neraca massa pada kolom absorber.

Dimana,

Gm1 = Laju alir molar inlet gas

Gm2 = Laju alir molar outlet gasLm1 = Laju alir molar outlet liquid

Lm2 = Laju alir molar inlet liquid

x = Fraksi mol gas terlarut dalam liquid murni

y = Fraksi mol gas terlarut dalam inert gas

Koefisien Transfer Massa Gas Menyeluruh

Koefisien transfer massa gas menyeluruh (Overall Mass TransferCoefficient, gas concentration) merupakan parameter yang erat kaitannya

dengan laju difusi atau perpindahan massa gas ke liquid. Semakin besar

nilai koefisien, semakin besar pula laju difusi gas. Persamaan yang

digunakan untuk menentukan K OG adalah sebagai berikut:

oi

o

i

a

OG

P P

P

P

AH a

G K

ln

Masuk = Keluar

2121

x x L y yG mm

1221 mmmm LG LG


16/39

16

Dimana,

K OG = koefisien transfer massa gas menyeluruh (gr.mol/atm.m2.sekon)

Ga = jumlah gas terlarut dalam liquid

a = luas spesifik (440 m2/m3)

AH = volume kolom

P i = Fraksi mol inlet tekanan total

P o = Fraksi mol outlet tekanan total

Persamaan tersebut menunjukkan bahwa semakin besar nilai koefisien

transfer massa gas, maka jumlah gas yang terlarut dalam liquid akan

lebih banyak. Selain itu, persamaan tersebut menunjukkan adanya

pengaruh tekanan kolom dalam menentukan nilai koefisien transfer

massa gas. Hal ini karena pengaruh adanya isian pada kolom yang

menyebabkan pressure drop yang selalu harus diperhitungkan dalam

kolom isian. Semakin besar pressure drop maka perpindahan massa gas

ke liquid akan semakin kecil.

2.7

Aplikasi Proses Absorbsi

Proses Pengolahan Gas Alam

Pada proses penghilangan senyawa asam pada gas alam ( sweetening ) dapat

digunakan proses absorbpsi dengan pelarut. Jenis pelarut yang sering

digunakan dalam industri pengolahan gas alam adalah pelarut amine.

Tujuan proses absorpsi pada gas sweetening adalah untuk :

1 Mencegah pembentukan senyawa asam

2

Meningkatkan nilai kalor gas alam,3 Mencegah korosi selama transportasi dan distribusinya,

4 Mencegah polusi udara oleh SO2, yang dihasilkan selama pembakaran

H2S dalam gas alam, dan

5 Mencegah pembekuan air dalam jalur pipa pada pendistribusian gas

alam.


17/39

17

Gambar 2.8 Diagram Alir Proses Amine.

Pada gambar di atas, dapat dilihat bahwa feed yang dimasukkan

berupa gas alam yang masih mengandung senyawa asam yaitu CO2 dan

H2S. Feed masuk melalui bagian bawah kolom absoprsi packed bed.

Pelarut amine dimasukkan ke dalam kolom melalui bagian atas sehingga

terjadi kontak antara feed dengan pelarut. Dalam proses perpindahan

massa ini, senyawa asam akan terlarut ke dalam pelarut amine. Pelarutamine yang telah jenuh dengan senyawa asam akan dikeluarkan dari

bagian bawah kolom absorber dan kemudian melalui proses regenerasi

untuk mendapatkan pelarut amine yang murni kembali. Sedangkan gas

alam yang telah murni dari gas asam, dialirkan melalui bagian atas kolom

absorber yang kemudian akan masuk ke dalam proses gas dehydration.

Dalam proses ini, liquid dessicant dehydrator berfungsi untuk

mengabsorpsi uap air dari aliran gas. Glikol, agen utama dalam proses ini,

memiliki afinitas kimia untuk air. Ini berarti bahwa, ketika glikol kontak

dengan aliran gas alam yang mengandung air, glikol akan berfungsi untuk

mengambil air dari aliran gas.

Pada dasarnya, dehidrasi glikol ini melibatkan penggunaan larutan

glikol, biasanya baik diethylene glycol (DEG) atau triethylene glycol

(TEG), yang dibawa ke dalam kontak dengan aliran wet gas yang disebut

dengan kontaktor. Laruan glikol akan mengabsorpsi air dari wet gas.


18/39

18

Setelah air diabsorpsi, partikel glikol menjadi lebih berat dan tenggelam ke

bagian bawah kontaktor di mana air dimana mereka di-remove. Gas alam

yang telah kehilangan sebagian besar kadar air, kemudian dibawa keluar

dari dehydrator tersebut. Larutan glikol, yang menanggung semua air yang

diambil dari gas alam, dimasukkan ke boiler yang khusus dirancang hanya

untuk menguapkan air dari larutan . Sementara air memiliki titik didih

212oF (100oC), glikol tidak mendidih sampai 400oF (204.4oC). Perbedaan

titik didih ini membuatnya relatif mudah untuk menghilangkan air dari

larutan glikol, dan memungkinkan digunakan kembali dalam proses

dehidrasi.

Proses Pembuatan Formalin

Formaldehid sebagai gas input dimasukkan ke dalam reaktor. Output

dari reaktor yang berupa gas yang mempunyai suhu 182 0C didinginkan

pada kondensor hingga suhu 55 0C,dimasukkan ke dalam absorber.

Keluaran dari absorber pada tingkat I mengandung larutan formalin

dengan kadar formaldehid sekitar 37 – 40%. Bagian terbesar dari metanol,

air,dan formaldehid dikondensasi di bawah air pendingin bagian dari

menara, dan hampir semua removal dari sisa metanol dan formaldehid dari

gas terjadi dibagian atas absorber dengan counter current contact dengan

air proses. Skema proses absorpsi yang terjadi dapat dilihat pada Gambar

2.8.

Gambar 2.9 Proses Absorpsi.


19/39

19

Proses Pembuatan Asam Nitrat

Tahap akhir dari proses pembuatan asam nitrat berlangsung dalam

kolom absorpsi. Pada setiap tingkat kolom terjadi reaksi oksidasi NO

menjadi NO2 dan reaksi absorpsi NO2 oleh air menjadi asam nitrat.

Kolom absorpsi mempunyai empat fluks masuk dan dua fluks keluar.

Empat fluks masuk yaitu air umpan absorber, udara pemutih, gas proses,

dan asam lemah. Dua fluks keluar yaitu asam nitrat produk dan gas buang.

Kolom absorpsi dirancang untuk menghasilkan asam nitrat dengan

konsentrasi 60 % berat dan kandungan NOx gas buang tidak lebih dari 200

ppm.

Gambar 2.10 Proses Pembuatan Asam Nitrat.


20/39

20

BAB III

HASIL PERCOBAAN

3.1 Data Pengamatan

Percobaan 1 : Absorpsi CO2 ke dalam Air pada Packed Column

Menggunakan Analisis Gas

Sample point L1

V1 (ml) 40 ml

V2 (ml) 7.5 ml

dengan :

F1 = 6 liter/menit = 0,1 liter/sekon



Keterangan :

F1 : laju alir air masuk packed column

F2 : laju alir udara masuk packed column

F3 : laju alir CO2 masuk packed column

V1 : Volume CO2 dan udara pada pada analisis sample keluaran gas sisa

absorpsi (diukur dalam piston)

V2 : Volume CO2 yang terlarut dalam NaOH pada analisis sample keluaran

gas sisa absorpsi (diukur di dalam tabung liquid overspill ).

Percobaan 2 : Absorpsi CO2 dalam Larutan NaOH Dengan AnalisisLarutan Cair

VB dari S4 (outlet) Vol BaCl2

untuk S4

VB dari S5 (inlet) Vol BaCl2

untuk S5T1 T2 T3 T1 T2 T3

0.9 1.3 1.1 2.2 1.1 0.5 1.3 1.1


21/39

21

Sampel S4 Sample S4 Sample S5 Sampel S5

T1 0.9 ml (HCl

+ PP)

1.1 ml (BaCl

+ HCl)

1.1 ml (HCl +

PP)

1.3 (BaCl +

HCl)

T2 1.3 ml

(MO)

0.5 ml (MO)

T1-T2 0.4 0.6

dengan :

F1 = 3 liter/menit = 0.05 liter/sekon



Konsentrasi NaOH = 0.25 M

Konsentrasi HCl = 0.2 M

Volume sampel = 60 ml

Keterangan:

T1 = volume HCl yang dibutuhkan untuk menetralisir NaOH dan

mengubah karbonat menjadi bikarbonat

T2 = total volume HCl yang ditambahkan hingga mencapai end point

kedua atau volume HCl yang digunakan untuk menetralkan basa NaOH

dan Na2CO3 dalam ml

T3 = volume asam yang ditambahkan untuk menetralkan NaOH (dalam

ml)

3.2

Pengolahan DataPercobaan 1 : Absorpsi CO2 ke dalam Air pada Packed Column

Menggunakan Analisis Gas

Kandungan CO2 Pada Sample Gas

Dari V1 dan V2 yang diketahui pada data, dapat dihitung fraksi volume dari

CO2 =


22/39

22

Dalam perhitungan tersebut, diasumsikan gas berperilaku sebagai gas ideal

sehingga,

fraksi volume = fraksi mol = Y

Pada percobaan ini juga dilakukan pengecekan terlebih dahulu pada

sample yang masuk ke dalam kolom absorpsi agar mempunyai nilai fraksi

CO2 yang sama seperti yang diindikasikan oleh flowmeter pada aliran

masuk.

Fraksi mol gas CO2 pada aliran gas masuk/inlet (Yi):

VV = Y =

FF + F

VV = Y =0.25 lt/sekon

0.17 lt/sekon +0.25 lt/sekon

VV = Y =. Fraksi mol gas CO2 pada aliran gas keluar/outlet (Yo):

Y = VV

Y = 7.5 ml40 ml Y =.

Kandungan gas CO2 dapat ditentukan dengan menggunakan neraca massa

pada kolom absorber. Neraca massa yang terjadi adalah

inout=accumulation F × Y F × Y = F

F adalah banyaknya CO2 yang diabsorpsi dari bagian atas kolomabsorber hingga bagian bawah. Oleh karena itu, neraca massanya menjadi

:

F + FY (F + F F)Y = F

F =Y YF + F

1 Y

F =0.5950.18750.17 lt/sekon+0.25 lt/sekon

10.1875

F =. /


23/39

23

Hasil yang didapatkan dengan satuan liter/sekon selanjutnya

dikonversikan menjadi g.mol/sekon (Ga), dengan persamaan di bawah:

G =F

22.42 ×PmmHg760 mmHg ×

273T +273

Dengan nilai Pkolom = 760 mmHg

Tkolom = 210C

Maka :

G = 0.21122.42 ×760 mmHg760 mmHg ×

27321+273

G = 0.00874 g. mol/sekon

G =0.5244 g.mol/menit

Maka, banyaknya CO2 yang diabsorbsi adalah . ./.

Koefisien Transfer Massa Gas

Pada perhitungan sebelumnya diketahui bahwa Ga merupakan jumlah CO2

terabsorpsi di dalam air. Pada perhitungan koefisien transfer massa

diasumsikan bahwa aliran volume tidak dipengaruhi oleh penurunan

tekanan sepanjang kolom. Pada packed column terdapat koefisien transfer

massa film (k’ya dan k’xa) dan koefisien transfer massa overall (K’ya).

Diketahui:

Y =0,5 Y =0,0466

G =0.001998 g.mol/sekon s = 440 m

V = π4 × 0.075 × 1,4 = 0,0062 m

Diameter partikel bed = 0,1 dm


24/39

24

Koefisien Transfer Massa Film

Volum packing = π4 × D ×jumlah bed

= π4 ×0.1 ×8913 = 6.997 dm

k′ya = Gs×volum packing× Y

k′ya = 0.00874440×6.997x10− × 0.595

k′ya = . ./

k′a = Gs×volum packing× X

k′a = 0.00874440×6.997x10− × 1 0.595 k′a = . ./

Koefisen Transfer Massa Overall

1K′ya/1 Y =

1k′ya/1 Y +

1k′a/1 Y

1K′ya/10.1875 =

10.00477/10.595 +

10,00701/10.595

1K′ya/10.1875 =142.68

′

= . ./

Pada perhitungan ini diasumsikan aliran volume tidak dipegaruhi oleh

penurunan tekanan sepanjang kolom.


25/39

25

Percobaan 2 : Absorpsi CO2 dalam Larutan NaOH Dengan Analisis

Larutan Cair

Inlet

1. Penentuan konsentrasi NaOH pada sampel:

= 60 × 0.2

= 1.360 × 0.2 = 0.0043 2. Penentuan konsentrasi Na2CO3 pada sampel:

= 60 ×0.2 ×0.5

= 1.30.560 ×0.2 ×0.5 = 0.0013

Outlet

1. Penentuan konsentrasi NaOH pada sampel:

= 60 × 0.2

= 1.160 × 0.2 = 0.0037 2. Penentuan konsentrasi Na2CO3 pada sampel:

= 60 ×0.2 ×0.5

= 1.31.160 ×0.2 ×0.5 =0.00033

Penentuan Laju Absorpsi

a. Penentuan absorbsi dari NaOH

= = 2 [ ]

= 0.052 [0.0043 0.0037 ] = 1.5 10−./


26/39

26

b. Penentuan absorbsi dari Na2CO3

= = [ ] =0.05 0.0013 0.00033

= 4.85 10− ./

Sehingga nilai dari laju absorpsi dari NaOH adalah sebesar

. × −./ dan laju absorbsi dari Na2CO3 adalah

. × − . /.


27/39

27

BAB IV

ANALISIS

4.1

Analisis Alat dan Bahan

4.1.1 Analisis Alat

NO NAMA

ALAT FUNGSI

1 Kolom Absorbsi

packed column

Kolom absorpsi terbuat dari plastic cylindricals yang ditata di

dalam tabung silinder secara tidak beraturan sebagai packing.

Packing berguna sebagai pembuat aliran turbulen pada absorben

sehingga gas yang diabsorpsi lebih mudah masuk ke badan

cairan dan untuk menambah luas kontak antara absorben dan absorbat.

2 Flowmeter dan

Apparatus Hempl

Terdapat 3 buah flowmeter yaitu berupa flowmeter udara,

CO2 dan air serta apparatus Hempl. Untuk mengetahui

banyaknya absorbat yang terabsorpsi, yaitu dengan memutar atau

membuka valve T kemudian dengan menarik piston agar level

fluida pada labu bergerak. Berikut ini prosedur penggunaan

apparatus hempl:

3 Sump Tank Sump tank sebagai tempat berkumpulnya absorben yang

melarutkan gas pengotor karbondioksida kemudian dipompakan ke

atas. Selain itu sump tank juga sebagai tempat pembuatan

larutan NaOH sebanyak 3,75 liter 0,2 M pada percobaan kedua.

4 Tabung Gas

Karbondioksida

Sumber gas karbondioksida adalah tabung yang sangat kokoh

dengan pressure gauge seperti gambar di samping. Sumber udara

tersebut tentunya berasal dari kompresor yang berfungsi

menaikkan tekanan udara sehingga udara dapat teralirkan

5 Terdapat peralatan kimia lain berupa erlenmeyer, corong, buret, gelas ukur, statif,

timbangan digital, gelas beker, dan buret. Sebagaimana dalam praktikum-praktikum

sebelumnya, alat-alat tersebut merupakan alat penunjang yang seringkali digunakan

untuk membantu kelancaran praktikum.


28/39

28

4.1.2 Analisis Bahan

NO NAMA BAHAN FUNGSI

1 NaOH 0,2 M

NaOH berfungsi sebagai

absorben dari absorbat CO2 yang

melarutkan gas CO2 dari aliran

gas masuk kolom abssorbsi yang

tercampur dengan udara. Dalam

penggunaan bahan ini, harus hati-

hati dan jangan sampai menyentuh

tangan karena bersifat cukup

panas dan dapat menyebabkan

iritasi. Sehingga biasanya digunakan

sarun tan an atau un s atula untuk

2 HCl 0,2 M

HCl berfungsi sebagai larutan

standar yang digunakan dalam

titrasi sampel S4 dn S5 yang

ditambahkan dengan indikator PP

dan MO, serta setelah penambahan

BaCl2. Dalam penggunaan bahan

ini juga dibutuhkan kehati-hatian

karena apabila terkena tangan

terlalu banyak maka dapat

3 Air

Air merupakan pelarut universal

dimana dalam percobaan ini air

digunakan sebagai media absorben

dan pelarut dalam berbagai

preparasi bahan.

4 Indikator PP

Berfungsi sebagai indikator

tercapainya titik akhir titrasi tahap

awal untuk menetralisir anion karbonat


29/39

29

5 Indikator MOBerfungsi sebagai indikator tercapainya

titik akhir pada titrasi tahap lanjut

6 BaCl2

Berfungsi untuk mengendapkan

semua anion karbonat menjadi barium

karbonat pada sampel kedua.

4.2 Analisis Percobaan

4.2.1

Analisis Percobaan Absorbsi CO2 ke dalam Air

Didalam percobaan ini, absorbsi CO2 ke dalam air yang bertujuan

untuk menghitung absorbsi yang terjadi dengan memperhatikan

kondisi gas inlet dan outlet . Absorbsi antara CO2 dan air terjadi

karena besarnya difusivitas molekul gas CO2 pada larutan absorben

(air). Difusi tersebut dipengaruhi oleh gradien konsentrasi zat

terlarut ( solute), dimana dalam percobaan ini adalah CO2 antara gas

dan cairan yang yang dilewati.

Gas CO2 pada percobaan ini diasumsikan sebagai gas ideal,

sehingga fraksi volume dari gas akan sama dengan fraksi mol gas.

Oleh karena itu, dengan menggunakan data volume CO2, maka

dapat dilakukan analisis gas untuk mengetahui absorpsi CO2 ke

dalam air.

Laju alir air (6 L/menit) diatur agar lebih rendah dibanding laju alir

udara (10 L/menit) dan CO2 (15 L/menit). Hal ini dimaksudkan

agar air dapat berada lebih lama di dalam kolom, dan waktu kontak

antara ketiganya semakin lama, sehingga dapat mengabsorb jumlah

CO2 lebih banyak. Namun, tidak semua gas CO2 dalam percobaan

ini terabsorbsi dalam air, karena adanya beberapa faktor

penghambat seperti pressure drop di dalam kolom. Oleh karena itu,

untuk mengetahui banyaknya jumlah CO2 yang dapat terabsorbsi

oleh air dapat digunakan analisis gas sisa dengan peralatan Hempl.


30/39

30

Analisis gas sisa yang dimaksud di sini adalah pengukuran gas CO2

yang keluar (CO2 outlet) dari kolom absorber. Gas CO2 yang keluar

ini mengindikasikan jumlah gas CO2 yang tidak terabsorbsi oleh

air.

Sedangkan jumlah gas CO2 yang terabsorbsi oleh air dapat

ditentukan dengan menghitung selisih gas CO2 yang masuk ke

dalam kolom absorber dengan gas CO2 yang keluar. Gas CO2 yang

keluar kemudian akan masuk ke dalam peralatan Hempl untuk

dianalisis lebih lanjut.

Pada peralatan Hempl, sebelum digunakan sebaiknya disterilkan

dari keberadaan gas sisa yang terdapat di sekitar absorption globe,

hal ini agar gas yang berada dalam sistem dalam keadaan vakum

sehingga gas yang akan dianalisis tidak tercampur dengan gas lain.

Pada peralatan Hempl juga terdapat piston yang akan mendorong

gas outlet, kemudian piston akan menarik sampel gas dalam jumlah

tertentu. Sampel ini merupakan gas CO2 yang tidak terabsorbsi oleh

air. Selanjutnya, piston didorong untuk memasukkan sampel gas

ke dalam absorbtion globe yang berisi NaOH 1M yang berfungsi

untuk mengabsorbsi CO2. Volume CO2 yang telah terabsorbsi oleh

larutan NaOH yang ditunjukkan oleh skala yang dalam perhitungan

digunakan sebagai jumlah CO2 pada aliran keluar. Kemudian

piston ditarik kembali, dengan tujuan untuk menghilangkan udara

yang tidak terabsorpsi oleh NaOH ke atmosfer. Hal ini karena

NaOH hanya akan mengabsorpsi CO2 saja, tidak termasuk udara.

4.2.2 Analisis Percobaan Absorbsi CO2 ke dalam NaOH

Didalam percobaan ini absorbsi CO2 ke dalam NaOH pada packed

bed column menggunakan analisis larutan. Adapun yang dimaksud

dengan menggunakan analisis larutan ialah penentuan atau

perhitungan yang dilakukan untuk mendapatkan laju absorpsi CO2

ke dalam NaOH dengan mengukur banyaknya jumlah CO2 yang

terdapat dalam larutan berdasarkan perbedaan jumlah Na2CO3 yang


31/39

31

terdapat pada inlet dan outletnya. Perbedaan jumlah Na2CO3 pada

inlet dan outlet ini menandakan banyaknya CO2 yang terabsorbsi

ke dalamnya. Reaksinya adalah,

OHCO Na2NaOHCO2322

Terdapat tambahan pengukuran jumlah Na2CO3 pada inlet. Hal ini

dilakukan karena larutan yang berasal dari inlet tidaklah NaOH

murni, terdapat kemungkinan kandungan Na2CO3 yang berasal dari

reaksi antara CO2 dan NaOH pada kolom absorber. Hal ini dapat

terjadi dikarenakan siklus tertutup yang diberlakukan pada unit ini

dengan alasan efisiensi. Oleh karena itu, untuk menghitung jumlah

Na2CO3 yang ada dilakukan proses titrasi.

Setelah 15 menit, dan dianggap bahwa telah terjadi proses absorbsi

secara steady state, praktikan mengambil sampel secara bersamaan

pada S4 yang merupakan outlet (keluar dari absorber) dan S5 yang

merupakan inlet (masuk ke dalam kolom absorber). Pengambilan

sampel yang dilakukan melebihi jumlah yang diharuskan untuk

berjaga bila terdapat kesalahan pada proses titrasi selanjutnya.

Kemudian, larutan dari masing-masing tempat tersebut dibagi

menjadi dua bagian dengan jumlah yang sama (60 ml) dan diberi

perlakuan titrasi untuk masing-masing tempat. Untuk memudahkan

pemahaman pada analisis ini erlenmeyer akan diberi nama S41, S42

dan S51, S52 .

Titrasi 1

Titrasi yang dilakukan pada erlenmeyer S41 merupakan titrasi agar

didapatkan jumlah BaCl2 yang harus ditambahkan agar seluruh

Na2CO3 mengendap sehingga didapatkan jumlah NaOH di dalam

larutan pada erlenmeyer S51. Untuk mendapatkan jumlah BaCl2

yang harus ditambahkan, maka diperlukan,

Titrasi NaOH + HCl

Untuk tahap ini sampel (S4)1 dan (S5)1 diteteskan larutan pp

sebanyak satu tetes. Larutan yang awalnya berwarna bening


32/39

32

berubah menjadi berwarna ungu. Hal ini dikarena larutan sampel

mengandung senyawa yang bersifat basa yang dideteksi sebagai

NaOH dan Na2CO3. Hal ini mengindikasikan bahwa NaOH

telah bereaksi dengan HCl menjadi NaCl dan terbentuknya

NaHCO3. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

NaOH + HCl → NaCl + H2O

Na2CO3 + HCl → NaHCO3 + NaCl

Pada titrasi ini, volume HCl yang dibutuhkan untuk menetralkan

NaOH dan mengubah Na2CO3 menjadi NaHCO3 disebut dengan

volume T1. Setelah titrasi tahap satu ini, larutan akhir yang

berwarna bening kemudian mengalami titrasi tahap dua.

Titrasi Na2CO3 + HCl

Tujuan dari titrasi ini adalah untuk mendeteksi terbentuknya

H2CO3, oleh karena itu digunakan indikator methyl orange yang

trayek pH indikatornya berada di daerah asam. Ketika diteteskan

methyl orange warna sampel menjadi orange.

Pada kondisi ideal, setelah sampel dititrasi dengan HCl warna

sampel berubah menjadi merah muda. Hal ini menunjukkan

bahwa H2CO3 telah terbentuk. Dan volume HCl yang

dibutuhkan untuk mengubah NaHCO3 menjadi H2CO3 disebut

dengan volume T2. Akan tetapi, pada percobaan yang kami

lakukan, perubahan warna yang terjadi kurang signifikan

sehingga kami hanya mencatat volume saat larutan sedikit

berubah warna. Hal ini dikarenakan terdapatnya pengotor atau

zat-zat lain yang mengganggu proses titrasi.

Titrasi 2

Untuk titrasi 2 ini digunakan sampel (S4)2 dan (S5)2. Pada proses

ini, sebelum dititrasi dengan HCl, masing-masing sampel

ditambahkan dengan BaCl2. Volume BaCl2 yang ditambahkan

bervariasi, bergantung dari volume untuk titrasi tahap satu dan dua.


33/39

33

Penambahan BaCl2 ini dimaksudkan agar terjadi pengendapan

Na2CO3 ketika bereaksi dengan BaCl2 dengan reaksi sebagai

berikut :

Na2CO3 + BaCl2 → BaCO3 + 2 NaCl

Pengendapan Na2CO3 dimaksudkan agar dalam proses titrasi ini

volume HCl yang dibutuhkan hanya untuk menetralkan NaOH

sehingga HCl tidak bereaksi dengan Na2CO3. Setelah ditambahkan

BaCl2 kemudian ditambahkan larutan pp sebagai indikator.

Kemudian NaOH dititrasi dengan menggunakan HCl menurut

reaksi :

NaOH + HCl → NaCl + H2O

Volume HCl yang dibutuhkan untuk menetralkan NaOH disebut

dengan volume T3. Dari volume T3 ini dapat diperoleh konsentrasi

NaOH sisa yang tidak bereaksi membentuk Na2CO3 pada reaksi :

2 NaOH + CO2 ⇌ Na2CO3 + H2O

4.3

Analisis Data dan Hasil Pengamatan

4.3.1 Analisis Gas pada Percobaan Absorbsi CO2 ke dalam Air

Data yang diperoleh dari percobaan ini adalah volume CO2.

Langkah pertama yang dilakukan adalah menghitung jumlah

kandungan CO2 pada sample yang masuk ke dalam packed column.

Kandungan CO2 dapat diketahui dengan menghitung fraksi CO2

pada aliran gas CO2 maupun udara. Kemudian dihitung jumlah CO2

yang diserap dalam kolom dari analisis sample dalam inlet danoutlet . Dilakukan juga perhitungan fraksi volume CO2 pada aliran

gas outlet, yaitu dari nilai V2/V1, dimana V1 merupakan volume

CO2 dan udara pada sample yang akan diabsorbsi oleh NaOH.

Sedangkan V2 merupakan CO2 yang terabsorbsi oleh NaOH. Selain

itu, gas CO2 dianggap sebagai gas ideal sehingga dapat

menggunakan persamaan gas ideal. Sehingga didapat banyaknya

CO2 yang diabsorbsi,


34/39

34

=. ./

Sedangkan untuk koefisien transfer massa gas overall , K’ya, dapat

dihitung dengan mengasumsikan bahwa aliran volume tidak

dipengaruhi oleh penurunan tekanan yang terjadi sepanjang kolom

(P=760 mmHg), karena penurunan ini nilainya sangat kecil jika

dibandingkan dengan tekanan atmosfer sehingga dapat diabaikan.

Nilai Koefisien Transfer massa gas overall yang didapat:

′ = . ./

4.3.2

Analisis Larutan pada Percobaan Absorbsi CO2 ke dalam

NaOH

Pada awalnya menghitung konsentrasi inlet dan outlet pada

percobaan ini supaya menghasilkan laju absorbsi yang diinginkan.

Alasan menggunakan analisis larutan ialah penentuan atau

perhitungan yang dilakukan untuk mendapatkan laju absorpsi CO2

ke dalam NaOH dengan mengukur banyaknya jumlah CO2 yang

terdapat dalam larutan berdasarkan perbedaan jumlah Na2CO3 yang

terdapat pada inlet dan outletnya. Perbedaan jumlah Na2CO3 pada

inlet dan outlet ini menandakan banyaknya CO2 yang terabsorb ke

dalamnya. Reaksinya adalah:

OHCO Na2NaOHCO2322

Tabel. Hasil Pengolahan Data Analisis Larutan

Laju Absorbsi

(gmol/min)

NaOH 0.000015

Na2CO3 0.000048

Seharusnya sesuai dengan reaksi NaOH dan CO2, laju alir

pemakaian NaOH sama dengan setengah kali laju pembentukan

Na2CO3 (NaOH: Na2CO3 = 2:1). Akan tetapi, pada hasil

pengolahan data terdapat perbedaan nilai laju pemakaian NaOH


35/39

35

dengan laju terbentuknya Na2CO3 dimana perbedaan tersebut tidak

mengikuti teori seharusnya dengan perbandingan 2:1. Laju

terbentuknya NaOH adalah 1.5 x 10-5 gmol/min sedangkan laju

pembentukan Na2CO3adalah 4.8 x 10-5 gmol/min.

Perbedaan itu dapat disebabkan oleh belum tercapainya kondisi

steady saat dilakukan pengambilan sampel. Selain itu, pengambilan

sampel sebaiknya dilakukan beberapa kali sehingga dapat diketahui

tren laju pemakain NaOH dan laju pembentukan Na2CO3, karena

dalam hal ini belum tentu konversi dari CO2 adalah 100%.

4.3.3

Perbandingan Analisis Gas dan Analisis Larutan

Tabel. Perbandingan Laju Absorbsi

Laju absorbsi

(gmol/min)

Analisis Gas 0.5244

Analisis Larutan 0.00004835

Berdasarkan tabel perbandingan diatas, dapat disimpulkan bahwa

laju absorbsi yang didapatkan saat meng-analisis gas lebih besar

dari laju absorbsi yang didapatkan saat meng-analisis gas. Hal ini

dikarenakan,

Kondisi laju alir inlet air, udara, CO2 (F1, F2, F3) yang berbeda

Hal ini memungkinkan adanya perbandingan optimum yang

seharusnya di set untuk mencapai laju absorbsi yang optimum.

Sehingga, dalam percobaan ini perbandingan F1: F2: F3 =

6:10:15 menghasilkan laju absorbsi yang lebih besar dari perbandingan F1: F2: F3 = 3:30:3

Absorben yang dipakai

Pada analisis gas, absorben yang dipakai adalah air (senyawa

netral). Sedangkan pada analisis larutan, absorben yang

diapakai adalah NaOH (senyawa basa). Perbedaan absorben

sangat mempengaruhi difusivitas absorbat kedalam absorben.

Gas CO2 dapat lebih mudah bereaksi dengan NaOH daripada


36/39

36

bereaksi dengan air, hal ini dikarenakan energi deaktivasi Gas

CO2 cukup tinggi untuk berikatan dengan air. Untuk itu,

analisis larutan seharusnya dapat mengabsorbsi gas CO2 yang

lebih besar.

Namun, pada hasil percobaan ini terjadi sebaliknya. Hal ini

dapat dikarenakan, pada analisis gas kondisi yang ditinjau

hanya inlet dan outlet , tanpa melalui tahap titrasi seperti

analisis larutan. Dikarenakan proses analisis gas yang

sederhana, laju absorbsi yang didapatkan juga kurang

terkoreksi sehingga menghasilkan jumlah yang lebih besar.

Sedangkan pada analisis larutan, kondisi yang ditinjau berupa

inlet dan outlet , dan 2 tahap titrasi, sehingga banyak

kandungan gas CO2 yang terkoreksi sehingga menghasilkan

laju absorbsi yang lebih kecil.

4.4 Analisis Kesalahan

Berdasarkan hasil pengolahan data, dapat dilihat bahwa data yang

didapat masih kurang sesuai dengan teori yang ada. Hal ini dapat

disebabkan oleh beberapa faktor, antara lain:

Kesalahan pada alat

Aliran air yang kurang merata ke seluruh bagian dari packed column.

Air terkadang hanya mengalir pada pinggir atau tengah kolom.

Penentuan waktu apakah kondisi packed column telah steady yang

kurang tepat. Hal itu disebabkan praktikan mengalami kesulitan untuk

melihat apakah aliran air telah merata.

Kemungkinan adanya kebocoran pada saluran pipa, sehingga laju aliryang terbaca pada flowmeter menjadi berkurang keakuratannya.

Kesalahan pada praktikan

Kesalahan pembacaan skala pada manometer yang dapat

mempengaruhi data hasil percobaan.

Kesalahan dalam membaca skala titrasi pada buret.


37/39

37

Saat melakukan penggambilan sampel S4 dan S5 tidak benar-benar

pada waktu yang bersamaan sehingga juga mempengaruhi konsentrasi

NaOH dan Na2CO3 yang diperoleh.


38/39

38

BAB V

KESIMPULAN

Dari keseluruhan percobaan, diperoleh beberapa kesimpulan antara lain :

Absorbsi adalah peristiwa perpindahan massa yang melibatkan pelarutan

suatu bahan dari fase gas ke fase cair dengan tujuan untuk memisahkan

gas tertentu dari campuran gas – gas dengan menggunakan pelarut.

Absorbsi adalah peristiwa yang memanfaatkan prinsip perpindahan

senyawa dengan densitas lebih rendah ke senyawa dengan densitas lebih

tinggi. Sehingga udara dan CO2 yang merupakan senyawa yang memiliki

densitas lebih rendah akan terabsorbsi oleh air.

Tujuan dari operasi absorpsi adalah memisahkan gas tertentu dari

campuran gas-gas dengan menggunakan pelarut/absorben.

Penggunaan packing pada kolom absorbsi untuk memperbesar luas

permukaan kontak.

Absorpsi CO2 ke dalam air dapat terjadi karena adanya perbedaan densitas

antara pelarut udara yang merupakan pelarut awal CO2 dengan air.

Laju CO2 yang terabsorpsi ke dalam air dapat diketahui dengan cara

membandingkan fraksi mol CO2 pada bagian inlet kolom dengan bagian

outlet.

Absorpsi CO2 ke dalam NaOH terjadi karena adanya reaksi antara CO2

yang bersifat asam serta NaOH yang bersifat basa, yang kemudian

menghasilkan garam Na2CO3 dan air.

Laju CO2 yang terabsorpsi dapat dilihat dari laju NaOH yang digunakan

serta reaksi serta laju Na2CO3 yang terbentuk selama reaksi.

Laju absorbsi gas CO2 pada air menggunakan analisis gas sebesar 0.5244

gmol/menit

Laju absorbsi gas CO2 pada NaOH menggunakan analisis gas sebesar

0.000048 gmol/menit


39/39

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 1995. Petunjuk Praktikum Proses & Operasi Teknik II. Depok :

Departemen Gas & Petrokimia Fakultas Teknik

Treyball, Robert E. 1981. Mass Transfer Operations. New York : McGraw-Hill

Gozan, Misri. 2006. Absorpsi, Leaching dan Ekstraksi pada Industri Kimia.

Jakarta : UI Press

Documents

Laporan Absorbsi 10kp 2016