TUGAS AKHIR MODUL 3-KIMIA ANDY F P.pdf

(1)

TUGAS AKHIR MODUL KIMIA-3

PROFESIONAL

MATERI : LAJU REAKSI DAN KESETIMBANGAN

INSTRUKTUR : IBU YUSMANIAR

Disusun oleh:

Nama

: ANDY FEBRUANA PUTRA

No. Peserta PPG

: 19016018710206

Mata

Mata Pelajaran

Pelajaran

:

: Kimia

Kimia

Asal

Asal Sekolah

Sekolah

:

: SMA

SMA Negeri

Negeri 4

4 Jakarta

Jakarta

Alamat

:

: Jl.

Jl. Batu

Batu No.

No. 3,

3, Gambir,

Gambir, Jakarta

Jakarta Pusat.

Pusat.

PPG

(2)

Banyak proses industri zat kimia yang didasarkan pada reaksi kesetimbangan. Agar efesien, kondisi reaksi Banyak proses industri zat kimia yang didasarkan pada reaksi kesetimbangan. Agar efesien, kondisi reaksi haruslah diusahakan sedemikian sehingga menggeser kesetimbangan ke arah produk dan meminimalkan reaksi haruslah diusahakan sedemikian sehingga menggeser kesetimbangan ke arah produk dan meminimalkan reaksi balik. Misalnya:

balik. Misalnya:

1.

1. PEMBUATAN AMONIAPEMBUATAN AMONIA

Dasar teori pembuatan amonia dari nitrogen dan hidrogen ditemukan oleh Fritz Haber(1908), seorang ahli Dasar teori pembuatan amonia dari nitrogen dan hidrogen ditemukan oleh Fritz Haber(1908), seorang ahli kimia dari Jerman. Sedangkan proses industri pembuatan amonia untuk produksi secara besar-besaran kimia dari Jerman. Sedangkan proses industri pembuatan amonia untuk produksi secara besar-besaran ditemukan oleh Carl Bosch, seorang insinyur kimia juga dari Jerman. Proses

ditemukan oleh Carl Bosch, seorang insinyur kimia juga dari Jerman. Proses pembuatan pembuatan amoniaamonia (NH(NH33))

menurut Proses Haber

menurut Proses Haber – – Bosch dibuat melalui reaksi sebagai berikut:Bosch dibuat melalui reaksi sebagai berikut:

N

N2(g)2(g) + 3H + 3H2(g)2(g) 2NH 2NH3(g)3(g) ∆H =∆H = -92 kJ-92 kJ

Gas N

Gas N22 pada reaksi di atas diperoleh dari udara, sedangkan gas H pada reaksi di atas diperoleh dari udara, sedangkan gas H22 diperoleh dari hasil reaksi gas alam dan diperoleh dari hasil reaksi gas alam dan

air. Untuk menghindari reaksi bolak-balik, kesetimbangan reaksi harus diusahakan bergeser ke arah air. Untuk menghindari reaksi bolak-balik, kesetimbangan reaksi harus diusahakan bergeser ke arah terbentuknya NH

terbentuknya NH33. adalah suhu rendah dan tekanan tinggi. Akan tetapi, reaksi tersebut berlangsung sangat. adalah suhu rendah dan tekanan tinggi. Akan tetapi, reaksi tersebut berlangsung sangat

lambat pada suhu rendah, bahkan pada suhu 500

lambat pada suhu rendah, bahkan pada suhu 500ooC sekalipun. Dipihak lain, karena reaksi ke kanan eksoterm,C sekalipun. Dipihak lain, karena reaksi ke kanan eksoterm, penambahan suhu akan

penambahan suhu akan mengurangi rendemen.mengurangi rendemen.

Dewasa ini, seiring dengan kemajuan teknologi, digunakan tekanan yang jauh lebih besar, bahkan Dewasa ini, seiring dengan kemajuan teknologi, digunakan tekanan yang jauh lebih besar, bahkan mencapai 700 atm. Untuk mengurangi reaksi balik, maka amonia yang terbentuk segera dipisahkan. Mula-mula mencapai 700 atm. Untuk mengurangi reaksi balik, maka amonia yang terbentuk segera dipisahkan. Mula-mula campuran gas nitrogen dan hidrogen dikompresi (dimampatkan) hingga mencapai tekanan yang diinginkan. campuran gas nitrogen dan hidrogen dikompresi (dimampatkan) hingga mencapai tekanan yang diinginkan. Kemudian campuran gas dipanaskan dalam suatu ruangan yang bersama katalisator sehingga terbentuk amonia. Kemudian campuran gas dipanaskan dalam suatu ruangan yang bersama katalisator sehingga terbentuk amonia.

Diagram Alur Proses Sintesis Amonia Oleh Haber-Bosch Diagram Alur Proses Sintesis Amonia Oleh Haber-Bosch

Sesuai Asas Le Chatelier, maka harus dilakukan usaha-usaha berikut: Sesuai Asas Le Chatelier, maka harus dilakukan usaha-usaha berikut:

a.

a. Memperbesar tekananMemperbesar tekanan Koefisien produk (NH

Koefisien produk (NH33) lebih kecil daripada koefisien pereaksi (N) lebih kecil daripada koefisien pereaksi (N22 dan H dan H22). Agar kesetimbangan selalu). Agar kesetimbangan selalu

bergeser

bergeser ke ke arah arah terbentuknya terbentuknya produk produk (NH(NH33), maka tekanan harus diperbesar. Tekanan yang biasa), maka tekanan harus diperbesar. Tekanan yang biasa

digunakan adalah 150-300 atm. digunakan adalah 150-300 atm.

b.

b. Menurunkan suhuMenurunkan suhu

Reaksi ke kanan (ke arah terbentuknya produk) merupakan

Reaksi ke kanan (ke arah terbentuknya produk) merupakan reaksi eksoterm. reaksi eksoterm. Supaya reaksi selalu bergeser Supaya reaksi selalu bergeser ke kanan, suhu harus diturunkan. Karena suhu rendah menyebabkan reaksi berlangsung lambat, maka ke kanan, suhu harus diturunkan. Karena suhu rendah menyebabkan reaksi berlangsung lambat, maka

(3)

dipilihlah suhu optimum, yaitu suhu 400

dipilihlah suhu optimum, yaitu suhu 400 – – 500500 ooC. Pemilihan suhu optimum bertujuan memaksimalkan lajuC. Pemilihan suhu optimum bertujuan memaksimalkan laju reaksi dan mencegah reaksi bergeser ke kiri.

reaksi dan mencegah reaksi bergeser ke kiri.

c.

c. Menambahkan katalisMenambahkan katalis Katalis

Katalis yang digunakan yaitu Feyang digunakan yaitu Fe33OO44 yang yang mengandung K mengandung K 22O, CaO, MgO, AlO, CaO, MgO, Al22OO33, dan SiO, dan SiO22. Penggunaan. Penggunaan

katalis dimaksudkan agar reaksi ke kanan berlangsung cepat. katalis dimaksudkan agar reaksi ke kanan berlangsung cepat.

Walaupun sudah diatur dengan maksimal, ternyata hanya 15% amonia yang bisa diambil. Sementara itu, 85% Walaupun sudah diatur dengan maksimal, ternyata hanya 15% amonia yang bisa diambil. Sementara itu, 85% sisa amonia

sisa amonia kembali kembali lagi ke lagi ke arah arah NN22 dan H dan H22 yang akyang akan bereaksi an bereaksi lagi membentuk lagi membentuk NH3. NH3. Secara sederhana,Secara sederhana,

proses pembuatan amonia digambarka

proses pembuatan amonia digambarka n dalam skema berikut.n dalam skema berikut.

Gambar 1. Skema pembuatan gas amonia. Gambar 1. Skema pembuatan gas amonia.

Adapun kegunaan amonia di antaranya adalah untuk pembuatan pupuk urea, bahan peledak, dan asam nitrat Adapun kegunaan amonia di antaranya adalah untuk pembuatan pupuk urea, bahan peledak, dan asam nitrat (HNO

(HNO33). Carl Bosch (1870-1940), menerima hadiah Nobel karena perannya dalam menemukan dan). Carl Bosch (1870-1940), menerima hadiah Nobel karena perannya dalam menemukan dan

mengembangkan metode-metode tekanan tinggi. Fritz Haber (1868-1934), menerima hadiah Nobel karena mengembangkan metode-metode tekanan tinggi. Fritz Haber (1868-1934), menerima hadiah Nobel karena berhasil mensintesis amonia dari unsur-unsurnya, yaitu nitrogen dan hidrog

berhasil mensintesis amonia dari unsur-unsurnya, yaitu nitrogen dan hidrog en.en.

2.

2. PEMBUATAN ASAM SULFAT (PROSES KONTAK)PEMBUATAN ASAM SULFAT (PROSES KONTAK)

Asam Sulfat (H

(4)

sulfatasi. Senyawa ini kerap digunakan untuk membuat pupuk ZA, Kalsium Sulfat, asam campuran, pembersih sulfatasi. Senyawa ini kerap digunakan untuk membuat pupuk ZA, Kalsium Sulfat, asam campuran, pembersih logam, air keras, air aki, dan deterjen. Hingga sekarang, asam sulfat banyak dilibatkan dalam berbagai reaksi logam, air keras, air aki, dan deterjen. Hingga sekarang, asam sulfat banyak dilibatkan dalam berbagai reaksi kimia, kebanyakan digunakan sebagai katalis reaksi.

kimia, kebanyakan digunakan sebagai katalis reaksi.

Pembuatan Asam Sulfat dapat dilakukan dengan Proses Kontak maupun Proses Kamar Timbal. Namun Pembuatan Asam Sulfat dapat dilakukan dengan Proses Kontak maupun Proses Kamar Timbal. Namun sekarang proses yang lebih dominan digunakan adalah Proses Kontak karena dianggap lebih efektif daripada sekarang proses yang lebih dominan digunakan adalah Proses Kontak karena dianggap lebih efektif daripada Proses Kamar Timbal. Proses Kontak dapat timbul karena penemuan proses antara SO

Proses Kamar Timbal. Proses Kontak dapat timbul karena penemuan proses antara SO22dan Odan O22 membentuk SO membentuk SO33

dengan katalisator serbuk platina, vanadium, atau

dengan katalisator serbuk platina, vanadium, atau FeFe₂₂OO₃₃_{. Proses kontak ini pertama-tama ditemukan oleh}_{. Proses kontak ini pertama-tama ditemukan oleh}

Phillips (Inggris) pada tahun 1831, yang dilakukan dengan cara melakukan gas SO

Phillips (Inggris) pada tahun 1831, yang dilakukan dengan cara melakukan gas SO22 diatas katalisator Pt diatas katalisator Pt

menghasilkan gas SO

menghasilkan gas SO33 yang kemudian diserap oleh H yang kemudian diserap oleh H22SOSO44 pekat dari 98.5% - 99%. pekat dari 98.5% - 99%.

Reaksi diatas berdasarkan prinsip “Lechatelier” maka pada kenaikan suhu

Reaksi diatas berdasarkan prinsip “Lechatelier” maka pada kenaikan suhu konversinya turun, dan karenakonversinya turun, dan karena reaksinya setimbang akan mempunyai harga ketetapan setimbang (k). Suhu reaksi harus dicari yang optimal, reaksinya setimbang akan mempunyai harga ketetapan setimbang (k). Suhu reaksi harus dicari yang optimal, sebab pada kenaikan suhu kecepatan reaksi naik tetapi konversinya turun. Penggunaan katalis pada proses ini sebab pada kenaikan suhu kecepatan reaksi naik tetapi konversinya turun. Penggunaan katalis pada proses ini diperlukan karena reaksi antara SO

diperlukan karena reaksi antara SO22dan Odan O22sangat sulit dilakukan jika tanpa katalis serta pada suhu yang tinggi.sangat sulit dilakukan jika tanpa katalis serta pada suhu yang tinggi.

Pembuatan asam sulfat dapat menghasilkan tiga produk yang berbeda sekaligus, yaitu Oleum, Asam Sulfat Pembuatan asam sulfat dapat menghasilkan tiga produk yang berbeda sekaligus, yaitu Oleum, Asam Sulfat pekat,

pekat, dan dan Asam Asam Sulfat Sulfat encer. encer. Tahapan Tahapan Proses Proses KontaK KontaK Pada dasarnya, Proses kontak terdiri dari tiga tahapPada dasarnya, Proses kontak terdiri dari tiga tahap yang secara ringkas dituliskan sebagai berikut:

yang secara ringkas dituliskan sebagai berikut: 1)

1) Pembentukan belerang dioksida,Pembentukan belerang dioksida, persamaan persamaan reaksinya reaksinya adaadalah:lah: S

S(( ll )) + O+ O2(2( g g )) →→ SO SO2(2( g g ))

2)

2) Pembentukan belerang trioksida,Pembentukan belerang trioksida, persamaan persamaan reaksinya reaksinya adaadalah:lah: SO

SO2(2( g g )) + O+ O2(2( g g )) ⇆⇆ SO SO3(3( g g )) ΔHΔH = = – – 190 kJ190 kJ 3)

3) PembePembentukan ntukan asam sulfat, melalui zat antarasam sulfat, melalui zat antara, yaitu a, yaitu asam pirosulfat.asam pirosulfat. Persamaan reaksinyaPersamaan reaksinya adalah:

adalah: SO

SO33(( g g )) + H+ H22SOSO4(4(aqaq)) →→ H H22SS22OO7(7(aq)aq)

H

H22SS22OO7(7(aqaq)) + ½ + ½ OO((l l )) →→ 2H 2H22SOSO4(4(aqaq))

Tahap penting dalam proses ini adalah reaksi 2). Reaksi ini merupakan reaksi kesetimbangan dan Tahap penting dalam proses ini adalah reaksi 2). Reaksi ini merupakan reaksi kesetimbangan dan eksoterm. Sama seperti pada sintesis amonia, reaksi ini hanya berlangsung baik pada suhu tinggi. Akan eksoterm. Sama seperti pada sintesis amonia, reaksi ini hanya berlangsung baik pada suhu tinggi. Akan tetapi pada suhu tinggi justru kesetimbangan bergeser ke kiri.

(5)

Dalam industri kimia, jika campuran reaksi kesetimbangan mencapai kesetimbangan maka produk reaksi Dalam industri kimia, jika campuran reaksi kesetimbangan mencapai kesetimbangan maka produk reaksi tidak bertambah lagi. Akan tetapi produk reaksinya diambil atau disisihkan, maka akan menghasilkan lagi tidak bertambah lagi. Akan tetapi produk reaksinya diambil atau disisihkan, maka akan menghasilkan lagi produk

produk reaksi. Koreaksi. Ko ndisi ondisi optimaptimalisasi prolisasi proses koses ko ntak dntak dapat apat dilihat dilihat daladalam tabem tabe l berikul berikut:t:

3.

3. PEMBUATAN ASAM NITRATPEMBUATAN ASAM NITRAT

Asam

Asam nitrat nitrat banyak banyak digunakan dalam digunakan dalam pembuatan pupuk, nipembuatan pupuk, nitrasi trasi senyawsenyawa a organik organik untuk untuk bahan bahan eksplosif,eksplosif, plastik,

plastik, celupan, celupan, dan dan pernis, pernis, juga juga sebagsebagai ai bahan bahan oksidator oksidator dan dan pelarut. pelarut. Di Di industri, industri, pembuatan pembuatan asamasam nitrat

nitrat menggunakan menggunakan proses Ostwald, proses Ostwald, yaitu pembuatan yaitu pembuatan asam nitrat dari bahan asam nitrat dari bahan mentah mentah amonia amonia dandan udara.

udara. Proses Proses pembuatan pembuatan asam asam nitrat nitrat melalui melalui tiga tiga tahapan, tahapan, yaitu:yaitu: 1)

1) Tahap pembentukan nitrogen monoksida.Tahap pembentukan nitrogen monoksida.

Campuran amonia dan udara berlebih dialirkan melewati katalis Pt

Campuran amonia dan udara berlebih dialirkan melewati katalis Pt – – Rh pada suhu 850°C danRh pada suhu 850°C dan tekanan 5 atm

tekanan 5 atm. Persa. Persa maan reaksinya:maan reaksinya: 4NH

4NH33(g)(g) + 5O + 5O22(g)(g)⇆⇆ 4NO 4NO(g)(g) + 6H + 6H22OO(l)(l) ΔH= 907 kJ (pada 25ΔH= 907 kJ (pada 2500C)C)

2)

2) Tahap Tahap pembentukpembentukan nitrogen an nitrogen dd ii oksida.oksida.

Nitrogen

Nitrogen monoksida monoksida dioksidasi dioksidasi kembali kembali dengan dengan udara udara membentuk membentuk gas gas nitrogen nitrogen dioksida. dioksida. PersamaanPersamaan reaksinya:

reaksinya: 2NO

2NO(g)(g) + O + O22(g)(g) ⇆⇆ 2NO 2NO22(g)(g) ΔH= – ΔH= – 114,14 kJ (pada 25°C)114,14 kJ (pada 25°C)

3)

3) Tahap pembentukan asam nitrat.Tahap pembentukan asam nitrat.

Nitrogen

Nitrogen dioksida dioksida bersama-sama bersama-sama dengan dengan udara udara berlebih berlebih dilarutkan dilarutkan dalam dalam air air panas panas 80°C 80°C membentukmembentuk asam nitrat. Persamaannya:

(6)

Pada

Pada proses proses Ostwald, Ostwald, ada ada dua dua tahap tahap reaksi reaksi yang yang membentuk membentuk kesetimbangan, kesetimbangan, yaitu yaitu tahap tahap satu satu dan dan tahaptahap dua.

dua. Kedua Kedua tahap tahap itu itu bersifat bersifat eksotermis eksotermis dan dan memiliki memiliki koefisien koefisien reaksi reaksi yang yang berbeda, berbeda, yaitu yaitu koefisien koefisien hasilhasil reaksi

reaksi lebih lebih kecil kecil dari dari koefisien koefisien pereaksi. pereaksi. Pada Pada tahap tahap dua, dua, reaksi reaksi tidak tidak efisien efisien pada pada suhu suhu tinggi, tinggi, sehinggasehingga gas NO panas yang terbentuk pada tahap pertama didinginkan dengan memasok udara dingin, sekaligus gas NO panas yang terbentuk pada tahap pertama didinginkan dengan memasok udara dingin, sekaligus berfungsi

berfungsi untuk untuk mengoksidasi mengoksidasi gas gas NO NO menjadi menjadi NONO22. Kondisi khas untuk tahap pertama, yang berkontribusi. Kondisi khas untuk tahap pertama, yang berkontribusi

pada hasil keseluruhan sekitar 98%, adalah: pada hasil keseluruhan sekitar 98%, adalah:

1)

1) Optimasi TekananOptimasi Tekanan

Reaksi pada tahap pertama merupakan reaksi pembentukan gas NO yang bersifat eksoterm. Agar hasil Reaksi pada tahap pertama merupakan reaksi pembentukan gas NO yang bersifat eksoterm. Agar hasil reaksi optimasi, maka pada tahap ini tekanan diatur antara 4 dan 10 atmosfer (sekitar 400-1010 kPa atau reaksi optimasi, maka pada tahap ini tekanan diatur antara 4 dan 10 atmosfer (sekitar 400-1010 kPa atau 60-145 psig)

60-145 psig)

2)

2) Optimasi SuhuOptimasi Suhu

Karena reaksi pada tahap pertama merupakan reaksi pelepasan kalor, sehingga untuk memperoleh hasil Karena reaksi pada tahap pertama merupakan reaksi pelepasan kalor, sehingga untuk memperoleh hasil gas NO dalam jumlah yang optimum maka suhu reaksi diusahakan sekitar 500 K (kira-kira 217

gas NO dalam jumlah yang optimum maka suhu reaksi diusahakan sekitar 500 K (kira-kira 217ooC atauC atau 422,6

422,6ooF).F).

4.

4. PEMBUATAN UREAPEMBUATAN UREA

Bahan baku amoniak (NH

Bahan baku amoniak (NH33) dan karbondioksida (CO) dan karbondioksida (CO22). Tahapan ). Tahapan pembuatan urea pembuatan urea terbagi mterbagi menjadi 3 enjadi 3 tahaptahap

utama, yaitu: utama, yaitu:

1)

1) Tahap pertama :Tahap pertama :

2NH

2NH 3(g)3(g) + CO + CO2(g)2(g)   NH NH 22COONH COONH 22(s) (s) ∆H ∆H == - 159,7 kJ - 159,7 kJ

2)

2) Tahap kedua :Tahap kedua :

NH

NH 22COONH COONH 22(s)(s)   NH NH 22CONH CONH 22(aq) (aq) + + H H 22O(l) O(l) ∆H = ∆H = + 41,43 + 41,43 kJ kJ

3)

3) Reaksi keseluruhan :Reaksi keseluruhan :

2NH

2NH 33(g) + CO(g) + CO22(g)(g)   NH NH 22CONH CONH 22(aq) + H (aq) + H 22O(l) O(l) ∆H ∆H == - 118,27 kJ - 118,27 kJ

Untuk mengoptimasi urea yang dihasilkan dari sintesa urea yang berlangsung secara eksoterm , maka yang Untuk mengoptimasi urea yang dihasilkan dari sintesa urea yang berlangsung secara eksoterm , maka yang perlu diperhatikan bahwa :

perlu diperhatikan bahwa : 

 _{Fase zat hasil sintesa (NH}_{Fase zat hasil sintesa (NH}₂₂_CONH_CONH₂₂_{) berada pada fase cair pada interval suhu antara 170}_{) berada pada fase cair pada interval suhu antara 170 –}_– 190₁₉₀ oo_{C. dan}_{C. dan} tekanan tinggi antara 130

tekanan tinggi antara 130 – – 200 bar. Sehingga proses sintesa urea harus diusahakan pada kondisi 200 bar. Sehingga proses sintesa urea harus diusahakan pada kondisi tersebut agar reaksi pembentukan NH

tersebut agar reaksi pembentukan NH22CONHCONH22 berada pada kondisi optimum. berada pada kondisi optimum.



 _{Langkah reaksi pada tahap kedua yang menentukan kecepatan reaksi dikarenakan reaksi ini berlangsung}_{Langkah reaksi pada tahap kedua yang menentukan kecepatan reaksi dikarenakan reaksi ini berlangsung} lebih lambat daripada reaksi pada tahap pertama.

(7)

5.

5. PEMBUATAN KAPURPEMBUATAN KAPUR

Produk batu kapur

Produk batu kapur atau kalsiatau kalsium karbonat (CaCO3) um karbonat (CaCO3) dibedakan menjadi dibedakan menjadi dua jenis dua jenis yaituyaitu heavyheavy dan dan lightlight types

types. Kalsium karbonat. Kalsium karbonat heavy typeheavy type diproduksi dengan cara menghancurkan batu kapur hasil penambangan diproduksi dengan cara menghancurkan batu kapur hasil penambangan menjadi powder halus, lalu disaring sampai diperoleh ukuran powder yang diinginkan. Kalsium karbonat menjadi powder halus, lalu disaring sampai diperoleh ukuran powder yang diinginkan. Kalsium karbonat lightlight type

type diperoleh setelah melalui proses produksi yang agak rumit dibandingkan dengan diperoleh setelah melalui proses produksi yang agak rumit dibandingkan dengan heavy typeheavy type..

1)

1) Langkah pertama :Langkah pertama :

Batu kapur dibakar dalam tungku berukuran raksasa, untuk mengubah CaCO3 menjadi CaO (kalsium Batu kapur dibakar dalam tungku berukuran raksasa, untuk mengubah CaCO3 menjadi CaO (kalsium oksida) dan gas karbondioksida (CO

oksida) dan gas karbondioksida (CO22))

CaCO

CaCO3(s)3(s) ↔ CaO↔ CaO(s)(s) + + COCO2(g)2(g)

2)

2) Langkah kedua :Langkah kedua :

Kalsium oksida (CaO) yang terbentuk kemudian dicampur dengan air (H

Kalsium oksida (CaO) yang terbentuk kemudian dicampur dengan air (H22O) dan diaduk. MakaO) dan diaduk. Maka

terbentuklah senyawa kalsium hidroksida (Ca(OH) terbentuklah senyawa kalsium hidroksida (Ca(OH)22

CaO

CaO(s)(s) + + HH22OO(l)(l)  Ca(OH) Ca(OH)2(s)2(s)

3)

3) LangkahLangkah ketiga :ketiga :

Kalsium hidoksida yang telah terbentuk kemudian disaring untuk memisahkan senyawa-senyawa Kalsium hidoksida yang telah terbentuk kemudian disaring untuk memisahkan senyawa-senyawa pengotor lalu direaksikan dengan gas karbo

pengotor lalu direaksikan dengan gas karbondioksida (CO2)ndioksida (CO2) Ca(OH)

Ca(OH)2(s)2(s) + + COCO2(g)2(g)  CaCO CaCO3(s)3(s) + + HH22OO(l)(l)

4)

4) Langkah keempat :Langkah keempat :

Endapan kalsium karbonat (CaCO

Endapan kalsium karbonat (CaCO33) hasil reaksi disaring dan dikeringkan, lalu dihaluskan untuk) hasil reaksi disaring dan dikeringkan, lalu dihaluskan untuk

menghasilkan CaCO

menghasilkan CaCO33 powder. powder.

Langkah untuk mengoptimasi hasil kalsium karbonat (CaCO3) antara lain : Langkah untuk mengoptimasi hasil kalsium karbonat (CaCO3) antara lain : 

 _{Pada langkah}_{Pada langkah pertama yang}_{pertama yang perlu diperhatikan}_{perlu diperhatikan adalah}_{adalah suhu, waktu, kepekatan s}_{suhu, waktu, kepekatan suspensi,dan kecepatan}_{uspensi,dan kecepatan} pengadukan.

pengadukan. Reaksi Reaksi pada pada tahap tahap pertama pertama merupakan merupakan reaksi reaksi bolak-balik bolak-balik untuk untuk itu itu diusahakan diusahakan agar agar COCO22

yang keluar tidak terhambat, sehingga keseimbangan reaksi dapat bergeser kekanan, yang keluar tidak terhambat, sehingga keseimbangan reaksi dapat bergeser kekanan, 

 _{Pada langkah kedua agar reaksi yang terjadi berjalan sempurna maka berat CaO yang direaksikan}_{Pada langkah kedua agar reaksi yang terjadi berjalan sempurna maka berat CaO yang direaksikan} adalah dua kali dari berat air yang ditambahkan. Reaksi dilakukan dalam tempat tertutup, dikarenakan adalah dua kali dari berat air yang ditambahkan. Reaksi dilakukan dalam tempat tertutup, dikarenakan terjadi reaksi eksoterm yang menimbulkan panas sehingga dapat mengakibatkan terjadinya penguapan terjadi reaksi eksoterm yang menimbulkan panas sehingga dapat mengakibatkan terjadinya penguapan air.

air. 

 _{Pada tahap ketiga, pengaliran gas CO}_{Pada tahap ketiga, pengaliran gas CO}₂₂_{ke dalam kalsium hidroksida merupakan peristiwa absorbsi yang}_{ke dalam kalsium hidroksida merupakan peristiwa absorbsi yang} disertai reaksi kimiadan dapat menghasilkan kalsium karbonat dan air. Reaksi akan dapat berjalan disertai reaksi kimiadan dapat menghasilkan kalsium karbonat dan air. Reaksi akan dapat berjalan dengan baik, karena daya larut CaCO

dengan baik, karena daya larut CaCO33 dalam air jauh lebih kecil dari daya larut Ca(OH) dalam air jauh lebih kecil dari daya larut Ca(OH)22 dalam air. dalam air.

Dengan kenaikan suhu kelarutankalsium hidroksida [Ca(OH)

Dengan kenaikan suhu kelarutankalsium hidroksida [Ca(OH)22] dalam air makin berkurang, sedangkan] dalam air makin berkurang, sedangkan

kelarutan CaCO

kelarutan CaCO33 dalam air makin bertambah. dalam air makin bertambah.

Kelarutan Ca(OH)

Kelarutan Ca(OH)22 dalam air pada suhu : 25°C= 0,158 gr/100 ml, 100°C= 0,077 gram/ 100 ml. dalam air pada suhu : 25°C= 0,158 gr/100 ml, 100°C= 0,077 gram/ 100 ml.

Kelarutan CaCO3 dalam air pada suhu : 25°C= 0,0014gr/ 100 ml, 100

(8)

6.

6. PEMBUATAN ETANOL DARI ETENA DAN AIRPEMBUATAN ETANOL DARI ETENA DAN AIR

Etanol diproduksi oleh hidrasi katalitik langsung etena dengan adanya uap, menggunakan asam fosfat Etanol diproduksi oleh hidrasi katalitik langsung etena dengan adanya uap, menggunakan asam fosfat teradsorpsi pada permukaan padat (silika) sebagai katalis. Reaksi ini reversibel dan eksotermik:

teradsorpsi pada permukaan padat (silika) sebagai katalis. Reaksi ini reversibel dan eksotermik: C

C22HH4(g)4(g) + + HH22OO(g)(g) ↔ ↔ CC22HH55OHOH(g)(g) ∆H =∆H = - 44,3 kJ/mol- 44,3 kJ/mol

Dari persamaan kesetimbangan, dapat dilihat bahwa optimasi hasil dapat dilakukan pada: Dari persamaan kesetimbangan, dapat dilihat bahwa optimasi hasil dapat dilakukan pada:



 _{Suhu rendah, tekanan tinggi dan konsentrasi uap tinggi. Untuk mencapai laju reaksi diterima, suhu 500}_{Suhu rendah, tekanan tinggi dan konsentrasi uap tinggi. Untuk mencapai laju reaksi diterima, suhu 500} K digunakan dengan adanya katalis.

K digunakan dengan adanya katalis. 

 _{Meningkatkan tekanan mendorong reaksi ke sisi produk, tetapi juga menyebabkan polimerisasi etena.}_{Meningkatkan tekanan mendorong reaksi ke sisi produk, tetapi juga menyebabkan polimerisasi etena.} Tekanan yang lebih tinggi juga berarti peningkatan biaya modal dan operasional. Dalam prakteknya, Tekanan yang lebih tinggi juga berarti peningkatan biaya modal dan operasional. Dalam prakteknya, proses ini umumnya dioperasikan di bawah t

proses ini umumnya dioperasikan di bawah tekanan 60-70 ekanan 60-70 atm.atm. 

 _{Konversi etena lebih tinggi dapat diperoleh dengan menggunakan air berlebih (steam). Tapi pada}_{Konversi etena lebih tinggi dapat diperoleh dengan menggunakan air berlebih (steam). Tapi pada} tekanan tinggi katalis mengambil air, aktivitas turun dan larut. Rasio mol air: etena sekitar 0,6: 1 yang tekanan tinggi katalis mengambil air, aktivitas turun dan larut. Rasio mol air: etena sekitar 0,6: 1 yang biasa digunakan.

biasa digunakan. 

 _{Perawatan teratur dilaksanakan untuk meminimalkan emisi etanol dari pabrik, bersama-sama dengan}_{Perawatan teratur dilaksanakan untuk meminimalkan emisi etanol dari pabrik, bersama-sama dengan} sejumlah kecil oleh-produk yang dihasilkan, terutama etanal (asetaldehida) dan dietil eter. Pekerjaan sejumlah kecil oleh-produk yang dihasilkan, terutama etanal (asetaldehida) dan dietil eter. Pekerjaan yang cukup sedang dilakukan untuk meningkatkan katalis sehingga suhu tungku dapat dikurangi. Ini yang cukup sedang dilakukan untuk meningkatkan katalis sehingga suhu tungku dapat dikurangi. Ini berarti

berarti bahwa bahwa lebih lebih sedikit sedikit bahan bahan bakar bakar akan akan digunakan digunakan untuk untuk memanaskan memanaskan tungku, tungku, dan dan posisiposisi kesetimbangan akan ‘bergeser’ untuk mendukung produk. Dengan kondisi di atas

kesetimbangan akan ‘bergeser’ untuk mendukung produk. Dengan kondisi di atas, konversi sekitar 5%, konversi sekitar 5% diperoleh. Untuk mendapatkan hasil 95% tercapai, etena yang tidak bereaksi dipisahkan dari produk cair diperoleh. Untuk mendapatkan hasil 95% tercapai, etena yang tidak bereaksi dipisahkan dari produk cair dan daur ulang.

dan daur ulang. 

 _{Produk tersebut mengandung proporsi yang tinggi untuk menghasilkan 95% (b / b) larutan etanol.}_{Produk tersebut mengandung proporsi yang tinggi untuk menghasilkan 95% (b / b) larutan etanol.}

7.

7. PEMBUATAN SYN-GASPEMBUATAN SYN-GAS

Gas sintesis (synthetic gas / syngas) merupakan gas yang diperoleh dari suatu proses sintesis, misalnya dari Gas sintesis (synthetic gas / syngas) merupakan gas yang diperoleh dari suatu proses sintesis, misalnya dari proses

proses penyulingan penyulingan minyak minyak bumi bumi atau atau dari dari proses proses gasifikasi gasifikasi batubara. batubara. Gas Gas sintesis yasintesis yang ng diperoleh diperoleh merupakanmerupakan bahan

bahan antara antara atau atau intermediate intermediate material material pada pada pembuatan pembuatan ammonia ammonia dan dan karbondioksida karbondioksida merupakan merupakan hasilhasil sampingnya yang digunakan dalam proses pembutan pupuk.

sampingnya yang digunakan dalam proses pembutan pupuk.

Gas sintesis terdiri dari beberapa senyawa kimia, yakni Hidrogen (H

Gas sintesis terdiri dari beberapa senyawa kimia, yakni Hidrogen (H22)56,4%, Nitrogen (N)56,4%, Nitrogen (N22) 33,1%, Metana) 33,1%, Metana

(CH

(CH44) 7,1%, Uap air (H) 7,1%, Uap air (H22O) 1,7%, Karbon monoksida (CO) 1,3% dan Karbon dioksida (COO) 1,7%, Karbon monoksida (CO) 1,3% dan Karbon dioksida (CO22) 0,4%. Pembuatan) 0,4%. Pembuatan

gas sintesis dapat juga berasal dari gas alam. Proses pembuatan gas sintesis salah satunya adalah

gas sintesis dapat juga berasal dari gas alam. Proses pembuatan gas sintesis salah satunya adalah steam steam reforming

reforming . Gas alam sekarang menjadi bahan baku dominan dengan steam reforming sebagai metode dasar. Gas alam sekarang menjadi bahan baku dominan dengan steam reforming sebagai metode dasar yang digunakan industri dalam pembuatan gas sintesis (dan hidrogen).

yang digunakan industri dalam pembuatan gas sintesis (dan hidrogen). Steam reforming

Steam reforming merupakan reaksi endotermis antara gas alam (metana) dengan steam menghasilkan merupakan reaksi endotermis antara gas alam (metana) dengan steam menghasilkan hidrogen dan karbon monoksida, yang disebut juga gas sintesis (syngas).

hidrogen dan karbon monoksida, yang disebut juga gas sintesis (syngas). CH4(g) + H2O(g)

CH4(g) + H2O(g)  CO(g) + 3H2(g) CO(g) + 3H2(g) _H_H_{298= +206 kJ/mol}_{298= +206 kJ/mol} Steam reforming

Steam reforming , yaitu reaksi antara gas alam (metana) dengan steam yang bersifat sangat endotermis, yaitu reaksi antara gas alam (metana) dengan steam yang bersifat sangat endotermis ((_H_H_{298=206 kJ/mol), menghasilkan karbon monoksida (CO) dan hidrogen (H}_{298=206 kJ/mol), menghasilkan karbon monoksida (CO) dan hidrogen (H}₂₂_{), atau sebutan lain}_{), atau sebutan lain water gas}_{water gas} (H

(H22).).

Untuk Optimasi hasil Produksi, maka reaksi untuk produksi

Untuk Optimasi hasil Produksi, maka reaksi untuk produksi syngas syngas berl berlangsung dalam angsung dalam kondisi kondisi suhu antarasuhu antara 700

700 ooC dan 850C dan 850_{C, tekanan antara 3 dan 25 bar, dan menggunakan katalis berbasis Ni. Karena}_{C, tekanan antara 3 dan 25 bar, dan menggunakan katalis berbasis Ni. Karena steam reforming}_{steam reforming} gas alam memiliki rasio H

(9)

mendapatkan aliran gas hidrogen dengan kemurnian tinggi. Selanjutnya, dalam meningkatkan konsentrasi H mendapatkan aliran gas hidrogen dengan kemurnian tinggi. Selanjutnya, dalam meningkatkan konsentrasi H22

dalam campuran produk,

dalam campuran produk, steam steam ditambahkan sehingga terjadi reaksi ditambahkan sehingga terjadi reaksi water gaswater gas. Dalam industri, penyesuaian. Dalam industri, penyesuaian rasio H

rasio H22/CO berdasarkan reaksi :/CO berdasarkan reaksi :

CO + H

CO + H 22OO   CO CO22+ H + H 22  H H   298= -41 kJ/mol298= -41 kJ/mol

CH

CH 4(g)4(g) + H + H 22OO(g)(g)   CO CO(g)(g) + 3H + 3H 2(g)2(g)  H H   298= +206 kJ/mol298= +206 kJ/mol

Kelemahan reaksi steam reforming ini, ialah adanya penggabungan reaksi sebagai penyesuaian rasio Kelemahan reaksi steam reforming ini, ialah adanya penggabungan reaksi sebagai penyesuaian rasio H

H22/CO akan menambah banyak biaya dan proses keseluruhan menjadi lebih mahal. Selain itu, agar konversi/CO akan menambah banyak biaya dan proses keseluruhan menjadi lebih mahal. Selain itu, agar konversi

metana lebih besar membutuhkan lebih banyak panas/ energi. Panas/ energi yang tersedia berasal dari metana lebih besar membutuhkan lebih banyak panas/ energi. Panas/ energi yang tersedia berasal dari pembakaran

pembakaran feedstock feedstock gas alam yang baru masuk ( gas alam yang baru masuk (_{25%) atau dari pembakaran gas buang. Oleh karena itu,}_{25%) atau dari pembakaran gas buang. Oleh karena itu,} terdapat pengurangan jumlah CO

terdapat pengurangan jumlah CO22 yang besar, antara 0,35 hingga 0,42 myang besar, antara 0,35 hingga 0,42 m33 COCO22 per per mm33 HH22 terproduksi, terproduksi,

disebabkan oleh baik reaksi maupun kebutuhan panas/ energi. disebabkan oleh baik reaksi maupun kebutuhan panas/ energi.