Difusivitas Integral Revisi 4

(1)

MAKALAH

PRAKTIKUM PEMISAHAN DIFUSIONAL DIFUSIVITAS INTEGRAL

(D-3)

DISUSUN OLEH

APRIN PRATAMA LUBIS 121150072

FAKHURRAHMAN BENNY S. 121150092

DIYAH AYU SARI 121150100

LABORATORIUM DASAR TEKNIK KIMIA PROGRAM STUDI S1 TEKNIK KIMIA

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

(2)

LEMBAR PENGESAHAN

MAKALAH PRAKTIKUM PEMISAHAN DIFUSIONAL DIFUSIVITAS INTEGRAL

(D-3)

DISUSUN OLEH

APRIN PRATAMA LUBIS 121150072

FAKHURRAHMAN BENNY S. 121150092

DIYAH AYU SARI 121150100

Yogyakarta, Juni 2017 Disetujui Oleh Asisten Pembimbing

(3)

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis sampaikan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, hidayah, dan inayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Makalah Praktikum Pemisahan Difusional dengan judul “Difusivitas Integral” dengan lancar tanpa suatu halangan apapun. Makalah ini disusun untuk memenuhi syarat Praktikum Pemisahan Difusional.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Ir. Danang Jaya, M.T. selaku kepala laboratorium.

2. Ir. Endang S., M.T. selaku asisten pembimbing.

3. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan laporan. 4. Rekan-rekan sesama praktikan atas kerja samanya.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan makalah ini banyak sekali kekurangan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun sebagai evaluasi untuk kegiatan mendatang.

Akhir kata, semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi masyarakat umum.

Yogyakarta, Juni 2017

(4)

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN ... ii

KATA PENGANTAR ... iii

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR GAMBAR ... v

DAFTAR TABEL ... vi

DAFTAR LAMBANG ... vii

INTISARI ... viii

BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang ... 1

I.2 Tujuan Percobaan ... 1

I.3 Tinjauan Pustaka ... 1

I.4 Hipotesis ... 6

BAB II PELAKSANAAN PERCOBAAN II.1 Alat dan Bahan ... 7

II.2 Rangkaian Alat ... 8

II.3 Cara Kerja ... 8

II.4 Bagan Alir ... 9

II.5 Analisis Perhitungan ... 11

BAB III PEMBAHASAN III.1 Hasil Percobaan ... 14

III.2 Pembahasan ... 16

BAB IV PENUTUP IV.1 Kesimpulan ... 19

IV.2 Kritik dan Saran ... 19

DAFTAR PUSTAKA ... 20 LAMPIRAN

(5)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Transfer massa... 3

Gambar 2. Rangkaian alat difusivitas integral ... 8

Gambar 3. Hubungan antara Log (t/L2) dengan 2 Log (100-E) X1 ... 17

(6)

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Data percobaan volume pipa kapiler ... 14

Tabel 2. Data percobaan volume asam standar dan normalitas NaOH ... 14

Tabel 3. Data standarisasi asam oksalat X1 sebelum difusi ... 15

Tabel 4. Data standarisasi asam oksalat X2 sebelum difusi ... 15

Tabel 5. Hasil perhitungan volume NaOH sebelum dan setelah difusi X1 ... 15

Tabel 6. Hasil perhitungan volume NaOH sebelum dan setelah difusi X2 ... 16

Tabel 7. Data hasil pengamatan berat aquadest dengan volume pipa kapiler ... 21

Tabel 8. Data hasil pengamatan volume NaOH dengan normalitas NaOH ... 22

Tabel 9. Data hasil pengamatan volume NaOH dengan normalitas H2C2O4 ... 23

Tabel 10. Data hasil pengamatan volume NaOH dengan normalitas H2C2O4 ... 24

Tabel 11. Data hasil pengamatan volume NaOH dengan normalitas X1 ... 25

Tabel 12. Data hasil pengamatan volume NaOH dengan normalitas X2 ... 25

Tabel 13. Persentase asam oksalat (X1) ... 26

Tabel 14. Persentase asam oksalat (X2) ... 26

Tabel 15. Hubungan 2 log (100 − 𝐸) dan log (𝑡 𝐿2) pada asam oksalat X1 ... 27

Tabel 16. Hubungan 2 log (100 − 𝐸) dan log (𝑡 𝐿2)pada asam oksalat X2 ... 28

Tabel 17. Persen kesalahan asam oksalat X1 ... 30

(7)

DAFTAR LAMBANG

C = Konsentrasi (mol/L)

DAB = Difusivitas massa komponen A melalui B (cm2/menit)

dCA/dx = Gradien konsentrasi A dalam arah X (g/cm2)

E = Persen Asam Oklasat dalam pipa kapiler (%) JAX = Fluks molar A dalam arah X (g/cm2. detik)

L = Panjang pipa kapiler (cm) N = Normalitas (N)

t = Waktu (detik) V = Volume cairan (ml)

(8)

INTISARI

Salah satu bentuk transfer massa adalah difusi, dengan mekanisme kecepatannya dipengaruhi oleh gaya dorong (driving force) yang disebabkan oleh gradien suhu, konsentrasi, tekanan dan kecepatan aliran.

Harga koefisien difusivitas campuran biner asam oksalat – air dengan variabel konsentrasi dan waktu. Asam oksalat dengan konsentrasi tertentu dimasukkan ke dalam pipa kapiler, kemudian pipa kapiler dimasukkan ke dalam bak air dan dialiri air. Pada selang waktu 5 menit pipa kapiler tersebut diambil dan konsentrasi asam oksalat yang tersisa dianalisa dengan cara titrasi menggunakan NaOH yang telah distandarisasi untuk mengetahui konsentrasi asam oksalat setelah difusi.

Dari percobaan yang dilakukan pada asam oksalat X1 diperoleh harga koefisien difusivitas 0,06324 cm2_{/menit dengan persamaan garis y = 0,27 x + 3,9} dengan persen kesalahan rata-rata sebesar 0,11 %. Sedangkan, pada asam oksalat X2 diperoleh harga koefisien difusivitas 0,01412 cm2/menit dengan persamaan garis y = 0,03 x + 2,7 dengan persen kesalahan rata-rata 0,252 %. Dari percobaan ini didapat kesimpulan bahwa semakin lama waktu difusi maka semakin kecil konsentrasi asam oksalatnya, karena semakin banyak asam oksalat yang terdifusi kedalam air.

(9)

MAKALAH PRAKTIKUM PEMISAHAN DIFUSIONAL DIFUSIVITAS INTEGRAL

BAB I PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Transfer massa banyak dijumpai dalam kehidupan sehari – hari, di dalam ilmu pengetahuan dan teknik. Contohnya yaitu, asap dari cerobong asap mengepul ke udara sekeliling dengan jalan difusi. Sama halnya dengan gula yang dimasukkan ke dalam air teh akan melarut dan menyebar di dalam air teh dengan jalan difusi.

(Hardjono, 1989)

Dengan mengetahui difusivitas (koefisien difusi) suatu zat, maka akan dapat mengetahui kemampuan penyebaran massa zat tersebut ke dalam fase yang lain atau dalam suatu fase. Semakin besar harga difusivitas suatu zat maka dapat dikatakan zat tersebut mempunyai kemampuan transfer massa yang besar pula. Dalam industri kimia, koefisien difusi berperan dalam perhitungan waktu proses, yang selanjutnya digunakan dalam perancangan kapasitas alat.(Hardjono, 1989)

I.2 Tujuan Percobaan

Menentukan koefisien difusivitas integral (DAB) yang merupakan

perbandingan luas dengan waktu dalam satuan cm2/menit dari larutan asam oksalat yang berbeda.

I.3 Tinjauan Pustaka

Difusi adalah salah satu bentuk transfer massa yang disebabkan oleh adanya gaya dorong (driving force) yang timbul karena gerakan-gerakan molekul atau elemen fluida. Difusivitas cairan tergantung pada sifat – sifat komponen, temperatur serta konsentrasi dari cairan tersebut tetapi, dalam pelaksanaan percobaan ini faktor temperatur diabaikan karena perbedaan temperatur yang kecil akan menyebabkan perbedaan densitas yang kecil, sehingga menyebabkan massa tidak berubah. (Hardjono, 1989)

(10)

Transfer massa berlangsung secara difusi antara dua fase atau lebih, kebanyakan dalam operasi pemisahan konstituen dari campuran terdapat dua fase yang saling bersinggungan yang dinamakan sebagai kontak fase.

Dinamika sistem sangat berpengaruh terhadap kecepatan transfer massa. Sehingga dalam transfer massa dapat digolongkan menjadi dua, yaitu:

a. Difusi molekuler yaitu transfer massa yang disebabkan oleh gerakan molekul secara acak dalam fluida yang diam atau bergerak secara laminer. Difusi molekuler juga merupakan difusi yang berhubungan dengan gerakan molekul-molekul melalui sesuatu zat yang disebabkan oleh tenaga panasnya. Kecepatan rata-rata molekul tergantung pada suhunya. Molekul bergerak melalui lintasan zig-zag, sehingga kecepatan difusinya, yaitu jarak bersih yang ditempuh dalam satu arah, hanya merupakan bagian kecil dari panjang lintasan yang sesungguhnya. Sehingga difusi molekuler berjalan dengan sangat lambat.

b. Difusi olakan yaitu transfer massa yang terjadi apabila ada suatu fluida yang mengalir melalui sebuah permukaan dengan aliran turbulen, atau transfer massa yang dibantu oleh dinamika aliran.

Jika ditinjau, sebuah gas yang mengalir secara turbulen melalui sebuah permukaan dalam keadaan tetap, dan pada saat yang sama dalam aliran tersebut terjadi difusi equimolar arus berlawanan. Komponen A mendifusi dari permukaan dinding ke badan utama gas, sedangkan komponen B mendifusi dari badan utama gas ke permukaan dinding. (Hardjono, 1989)

Dalam mengamati aliran laminer dalam percobaan, prinsip – prinsip yang harus kita ketahui adalah partikel – partikel fluida mengalir secara teratur dan sejajar dengan sumbu tabung, hal ini dapat dilihat dari besarnya bilangan Reynold ( Re ) pada aliran fluida tersebut. Sedangkan sifat aliran turbulen partikel – partikel tidak lagi mengalir secara teratur ( Re > 2000 ). (Brown, 1950)

Difusivitas adalah suatu faktor perbandingan yaitu, difusivitas massa atau komponen yang mendifusi melalui komponen pendifusi. Zat yang terlarut akan mendifusi dari larutan yang konsentrasinya tinggi ke daerah yang konsentrasinya rendah. Kecenderungan zat untuk mendifusi dinyatakan dengan koefisien difusi.

(11)

x = 0 x x+∆_x x = L

∆x

JAx│x JAx│x+∆x

Koefisien difusi merupakan sifat spesifik sistem yang tergantung pada suhu, tekanan dan komposisi sistem. DAB adalah koefisien difusi untuk komponen A yang

mendifusi melalui B. Dari hubungan dasar difusi molekuler yaitu fluks molar relatif terhadap kecepatan rata-rata molar JA. Yang pertama kali ditemukan oleh Fick

untuk sistem isotermal dan isobarik.

Yang dimaksud dengan fluks sendiri adalah banyaknya suatu komponen, baik dalam satuan massa atau mol, yang melintasi satu satuan luas permukaan dalam satu satuan waktu. Fluks dapat ditetapkan berdasarkan suatu koordinat yang tetap di dalam suatu ruangan, suatu koordinat yang bergerak dengan kecepatan rata-rata massa, atau suatu koordinat yang bergerak dengan kecepatan rata-rata molar.

Koefisien difusi dapat dijumpai pada persamaan hukum Fick : JAx= -DAB

dx dC_A

dimana :

JAx : Fluks molar A dalam arah X ( g/cm2.detik )

DAB : Difusivitas massa A melalui B ( cm2/menit )

dx dC_A

: Gradien konsentrasi ( mol/cm4₎

Tanda negatif menunjukkan bahwa difusi terjadi dengan arah yang sejalan dengan penurunan konsentrasi.

Gambar 1. Transfer massa

Neraca Massa :

Massa Masuk – Massa Keluar – Massa Yang Bereaksi = Massa Akumulasi.

dx dC x A dx dC A D dx dC A D A x x A AB x A AB          _ _ _       _ _ _   0 ...(2) ………...………... ( 1 )

(12)

Persamaan ( 2 ) dibagi dengan A dx, maka :

dx dC dx dC dx d D A A AB        ...(3) dx dC dx C d D A A AB   2 ₂ ...(4) dx dC D dx C d _A AB A  1  2 2 ...(5)

Bila dalam percobaan digunakan asam oksalat. Konsentrasi asam oksalat mula – mula dalam pipa kapiler adalah CAo pada :

x = x t = 0 CA = CAo

Konsentrasi asam oksalat dalam pipa kapiler pada waktu t = ~ : x = x

t = ~ CA = 0

Pada ujung pipa kapiler yang tertutup tidak ada transfer massa : x = 0

t = t

dx dCA

= 0

Konsentrasi asam oksalat pada ujung kapiler pada setiap saat : x = L

t = t CA = CA

Penyelesaian persamaan differensial dari persamaan ( 3 ) adalah :

                     



 2 2 2 1 4 ) 1 2 ( exp ) 2 ( ) 2 ( cos ) 1 2 ( ) 1 ( 4 L t D n L L n n C AB n n A   ...(6)

(13)

dimana :

CA = Konsentrasi asam oksalat (mol/L)

DAB = Difusivitas asam oksalat (cm2/menit)

t = Waktu difusi (menit)

L = Panjang pipa (cm)

Menghitung asam oksalat setelah difusi : N = CA . V

dN = CA . dV + V . dCA ; CA = tetap

dN = CA . A . dx

N =  CA . A . dx

Jumlah asam oksalat mula – mula dalam pipa kapiler adalah :

No = CAo . A . L ...(7)

Persentase asam oksalat setelah difusi dalam pipa kapiler adalah : E =  0 N N 100% ...(8) E =     

_

L A C dx C A Ao L A 0 100% ...(9) E =   



dx L C C L Ao A 0 100% ...(10)

Persamaan ( 4 ) disubstitusikan ke persamaan ( 5 ), sehingga diperoleh :

E = _           



 2 2 2 2 2 2 4 ) 1 2 ( exp ) 1 2 ( 1 800 L t D n n AB n   ...(11)

Untuk DAB yang tetap dan DAB , t/L2 kecil, maka persamaan ( 6 ) dapat

(14)

MAKALAH PRAKTIKUM PEMISAHAN DIFUSIONAL DIFUSIVITAS INTEGRAL E = 100 – 200 L t

D

AB 2   ...(12) 100 – E = 200 L t

D

AB 2   ...(13) log ( 100 – E ) = log ( 200

_D

_AB_._π. ) + 2 1 Log ( ₂ L t ) ...(14) 2 log ( 100 – E ) = 2 log ( 200

_D

_AB_._π. ) + Log ( ₂

L t

)

...(15) Sehingga persamaan dapat dibuat grafik hubungan antara Log ( ₂

L t

) terhadap Log ( 100-E ) dan juga persamaan diatas dapat diselesaikan dengan metode Least Square, dengan persamaan pendekatan secara garis lurus sebagai berikut :

y = a + b x ...(16) dimana : y = 2 log ( 100 – E ) a = 2 log ( 200

_D

_AB_. ) x = Log ( ₂ L t ) b = tan α = gradien = 1 dengan :

E = Perbandingan asam oksalat yang tertinggal t = Waktu (menit)

L = Panjang pipa kapiler (cm) DAB = Koefisien difusi (cm2/menit)

I.4 Hipotesis

Nilai DAB dipengaruhi oleh waktu dan konsentrasi, semakin besar konsentrasi

asam oksalat semakin besar pula DAB nya, semakin lama waktu difusi maka akan

(15)

BAB II

PELAKSANAAN PERCOBAAN

II.1 Alat dan Bahan II.1.1 Alat a. Alat suntik b. Buret c. Erlenmeyer d. Corong e. Stopwatch f. Penggaris g. Termometer h. Timbangan i. Pipa kapiler II.1.2 Bahan a. Air

b. Larutas Asam Oksalat (H2C2O4)

c. Aquadest d. Larutan NaOH

e. Larutas Asam Standar f. Indikator PP

(16)

II.2 RangkaianAlat

Gambar 2. Rangkaian alat difusivitas integral

Keterangan Gambar: 1. Bak penampung air 2. Kran pengatur aliran 3. Pipa kapiler

4. Bak difusi 5. Outlet

II.3 Cara Kerja

Untuk mengetahui volume pipa kapiler pertama-tama pipa kosong ditimbang, kemudian pipa kosong tersebut diisi oleh aquadest kemudian ditimbang. Panjang pipa diukur menggunakan mistar, lalu suhu aquadest diukur untuk mencari densitas pada suhu tersebut.

Kemudian dilanjutkan dengan standarisasi NaOH dengan cara asam standar diambil 10 ml, dimasukkan ke dalam erlenmeyer dan ditambah dengan indikator PP 2 tetes lalu dititrasi dengan NaOH. Kemudian volume NaOH yang digunakan untuk titrasi dicatat, lakukan percobaan sebanyak 3 kali. Standarisasi asam oksalat (X1) langkah pertama larutan asam oksalat (X1) diambil sebanyak 10 ml kemudian

ditambahkan indikator PP dan dititrasi dengan NaOH. Kemudian volume NaOH yang digunakan untuk titrasi dicatat dan volume NaOH yang digunakan tersebut

(17)

sebagai volume NaOH sebelum difusi. Hal yang sama dilakukan untuk asam oksalat (X2).

Selanjutnya percobaan difusi, mula-mula pipa kapiler diisi dengan asam oksalat dan diusahakan agar tidak ada gelembung udara di pipa kapiler, lalu pipa kapiler disusun dalam bak air dengan diurutkan posisinya dari posisi tinggi ke rendah, lalu air dialirkan dan alirannya diatur agar laminer. Pada saat permukaan air sejajar dengan pipa kapiler paling tinggi, waktu dicatat sebagai t=0. Kemudian pipa kapiler diambil setiap selang waktu 5 menit secara berurutan. Selanjutnya asam oksalat yang terdapat pada pipa kapiler diambil dengan jarum suntik dan dimasukkan ke dalam labu takar kemudian ditambah aquadest hingga volume 10 ml, lalu larutan dipindah ke erlenmeyer. Kemudian tambahkan indikator PP dan dititrasi dengan NaOH. Percobaan diulang untuk asam oksalat (X2).

II.4 Bagan Alir

a. Menentukan volume pipa kapiler

Menimbang berat pipa kapiler kosong

Menimbang berat pipa yang diisi dengan aquadest, sehingga diperoleh berat aquadest

Mengukur panjang pipa

Mengukur suhu aquadest

Mencari densitas aquadest berdasarkan suhu yang telah diukur

Menghitung volume pipa

Setelah menghitung volume pipa, dilanjutkan dengan mengukur tinggi masing-masing pipa kapiler

(18)

b. Standarisasi larutan NaOH

Mengambil asam standar 10 ml larutan

Memasukkan asam standar ke dalam erlenmeyer dan menambahkannya dengan indikator PP

Menitrasi larutan standar dengan larutan NaOH

Mencatat volume NaOH yang digunakan untuk titrasi

Melakukan percobaan sebanyak tiga kali

c. Standarisasi asam oksalat

Memasukkan sebanyak 10 ml larutan asam oksalat (X1) ke dalam

erlenmeyer dan menambahkannya dengan indikator PP

Menitrasi asam oksalat (X1) dengan larutan NaOH

Mencatat volume NaOH yang digunakan untuk titrasi

(19)

d. Percobaan difusi

Mengisi pipa kapiler dengan asam oksalat dan mengusahakan tidak ada gelembung udara.

Menyusun pipa kapiler dalam bak air dengan mengurutkan dari posisi tertinggi ke rendah.

Mengalirkan air dan mengatur agar alirannya laminer, pada saat air mencapai puncak pipa kapiler waktu dicatat sebagai t=0.

Mengambil pipa kapiler setiap selang waktu 5 menit secara berurutan.

Mengambil asam oksalat yang terdapat pada pipa kapiler dengan menggunakan jarum suntik.

Memasukkannya ke dalam labu takar kemudian menambahkan aquadest hingga volumenya mencapai 10 ml, lalu memindahkan larutan ke dalam

erlenmeyer.

Menambahkan indikator PP dan menitrasinya dengan NaOH. Percobaan diulangi untuk asam oksalat (X2).

II.5 Analisis Perhitungan

1. Volume pipa



m V 

Dimana : V = Volume pipa (ml) m = Berat aquadest (gr) ρ = Densitas aquadest (gr/ml)

(20)

2. Menentukan Normalitas NaOH V1 x N1 = V2 x N2

Dimana : V1 = Volume asam standar (ml)

N1 = Normalitas asam standar (N)

V2 = Volume NaOH (ml)

N2 = Normalitas NaOH (N)

3. Menentukan Normalitas asam oksalat sebelum dan setelah difusi V1 x N1 = V2 x N2

Dimana : V1 = Volume asam standar (ml)

4. Menentukan prosentase asam oksalat

Untuk menentukan prosentase asam oksalat sisa (sebelum dan setelah difusi) dapat dilihat dari perbedaan normalitas asam oksalat sebelum dan setelah difusi.

E = 10000

No N

Dimana : E = % sisa asam oksalat

N = Normalitas asam oksalat setelah difusi No= Normalitas asam oksalat sebelum difusi

5. Menentukan Difusivitas Dapat ditentukan dari rumus:

2 . . 200 100 L t D E   AB

Yang dijabarkan menjadi:

Log(100 – E) = 1

2Log

(

𝑡

(21)

MAKALAH PRAKTIKUM PEMISAHAN DIFUSIONAL DIFUSIVITAS INTEGRAL ) 200 ( 2 ) 100 ( 2 ₂ Log D_AB L t Log E Log    

Persamaan diatas dapat diselesaikan dengan metode Least Square: y = a + bx

dimana : y = 2 log (100-E) a = log ( ₂

L t

)

b = intercept = 2 log (200 D_AB )

dengan : E = Perbandingan asam oksalat yang tertinggal t = waktu

L = panjang pipa kapiler DAB = koefisien difusivitas

6. Menentukan persen kesalahan

0 0 0 0 ₁₀₀       Ydata Yhitung Ydata Kesalahan

(22)

BAB III PEMBAHASAN

III.1 Hasil Percobaan

1. Menentukan volume pipa kapiler Suhu Aquadest = 29 ℃

Densitas Aquadest = 0,995945 gram/ml Tabel 1. Data percobaan volume pipa kapiler

No Panjang Pipa (cm) Berat Pipa Kosong (gr) Berat Pipa Isi (gr) Berat Aquadest (gr) Volume Pipa (ml) 1 10,2 9,2456 12,7498 3,5042 3,5184 2 10,1 9,2366 12,6739 3,4373 3,4512 3 10 9,1140 12,5345 3,4205 3,4344 4 9,9 9,0857 12,4942 3,4085 3,4223 5 9,8 8,9613 12,3450 3,3837 3,3974

2. Standarisasi larutan NaOH

Normalitas Asam Standar = 0,1 N Volume NaOH rata-rata = 9,5 ml Normalitas NaOH rata -rata = 0,105 N

Tabel 2. Data percobaan volume asam standar dan normalitas NaOH No Volume Asam Standar

(ml) Volume NaOH (ml) Normalitas NaOH (N) 1 10 9,3 0,107 2 10 9,2 0,108 3 10 10 0,1

(23)

Tabel 3. Data standarisasi asam oksalat X1 sebelum difusi

No Volume NaOH (ml)

Volume Asam Oksalat (ml) Normalitas Asam Oksalat (N) 1 4,70 10 0,0493 2 4,60 10 0,0483 3 4,65 10 0,0488

Volume NaOH rata-rata = 4,65 ml Normalitas Asam Oksalat rata-rata = 0,0488 N Tabel 4. Data standarisasi asam oksalat X2 sebelum difusi

No Volume NaOH (ml)

Volume NaOH rata-rata = 3,8 ml Normalitas Asam Oksalat rata-rata = 0,0398 N

Tabel 5. Hasil perhitungan volume NaOH sebelum dan setelah difusi asam oksalat (X1) Waktu (menit) Volume NaOH (ml) Volume Asam Oksalat (ml)

Normalitas Asam Oksalat

Sebelum Difusi

Sesudah

Difusi Sebelum Difusi Setelah Difusi

5 4,65 1,9 10 0,0488 0,01995

10 4,65 1,6 10 0,0488 0,01680

15 4,65 1,4 10 0,0488 0,01470

20 4,65 1,3 10 0,0488 0,01365

(24)

Tabel 6. Hasil perhitungan volume NaOH sebelum dan setelah difusi asam oksalat (X2) Waktu (menit) Volume NaOH (ml) Volume Asam Oksalatat (ml)

Normalitas Asam Oksalat

Sebelum Difusi

Sesudah

Difusi Sebelum Difusi Setelah Difusi

5 3,8 1,2 10 0,0398 0,0126 10 3,8 1,2 10 0,0398 0,0126 15 3,8 1,2 10 0,0398 0,0126 20 3,8 1,2 10 0,0398 0,0126 25 3,8 1,1 10 0,0398 0,0115 III.2 Pembahasan

Percobaan ini dilakukan untuk menentukan koefisien difusivitas cairan (DAB).

Difusivitas memiliki dimensi yaitu panjang pangkat dua dibagi dengan waktu. Nilai dari koefisien dari difusivitas tergantung dari tekanan temperatur (suhu) dan komposisi sistem.

Pada percobaan ini dilakukan proses titrasi menggunakan indikator PP. Percobaan titrasi digunakan untuk menentukan normalitas asam oksalat sebelum difusi.

Penggunaan aquadest hingga volume larutan asam oksalat yang akan dititrasi sebanyak 10 ml dimaksudkan untuk mempermudah proses titrasi karena sedikitnya asam oksalat yang terdapat pada pipa kapiler karena volume pipa kapiler yang kecil. Untuk mengetahui normalitas asam oksalat setelah difusi harus dilakukan titrasi karena normalitas yang akan dihitung adalah normalitas asam oksalat sebanyak volume pipa kapiler.

Dari hasil percobaan normalitas asam oksalat X1 sesudah difusi mengalami

penurunan, hal ini sudah sesuai teori yang ada. Adapun, persen kesalahan disebabkan oleh kurang cermatnya dalam melihat volume buret.

(25)

Sedangkan, hasil percobaan pada saat asam oksalat X2 sesudah difusi

didapatkan normalitas asam oksalat tetap. Hal ini disebabkan karena kurang cermatnya dalam melihat volume buret.

Dari percobaan didapat hubungan antara asam oksalat yang terdifusi dengan waktu difusi, sehingga persamaannya adalah 2 log ( 100 – E ) = 2 log ( 200

D

AB.π. ) + Log ( 2

L t

).

Berdasarkan rumus diatas dapat dikatakan bahwa hubungan antara 2 log ( 100 – E ) dan Log ( ₂

L t

) adalah berbanding lurus. Dimana jika nilai 2 log ( 100 – E )

semakin besar, maka nilai Log ( ₂ L

t

) juga semakin besar.

Gambar 3. Hubungan antara Log (t/L2) dengan 2 Log (100-E) X1

Dari hasil percobaan didapatkan hubungan antara 2 log ( 100 – E ) dan Log (

2

L t

) adalah berbanding lurus. Hal ini sudah sesuai dengan teori yang ada.

y = 0,2701x + 3,9033 R² = 0,9955 3,5 3,55 3,6 3,65 3,7 3,75 3,8 -1,4 -1,2 -1 -0,8 -0,6 -0,4 -0,2 0 2 L o g ( 1 0 0 -E) Log (t/L2₎ Y Data Y Hitung Linear (Y Data)

(26)

Dari hasil percobaan didapatkan hubungan antara 2 log ( 100 – E ) dan Log (

2

L t

) adalah berbanding lurus. Hal ini sudah sesuai dengan teori yang ada.

y = 0,0309x + 3,7036 R² = 0,3372 3,655 3,66 3,665 3,67 3,675 3,68 3,685 3,69 3,695 3,7 3,705 3,71 -1,4 -1,2 -1 -0,8 -0,6 -0,4 -0,2 0 2 L o g ( 1 0 0 -E) Log (t/L2₎ Y Data Y Hitung Linear (Y Data)

(27)

BAB IV PENUTUP

IV.1 Kesimpulan

1. Koefisien difusivitas integral (DAB) yang didapatkan dengan larutan asam

oksalat X1 = 0,06324 cm2/menit, didapatkan persamaan y = 0,27 x + 3,9.

2. Koefisien difusivitas integral (DAB) yang didapatkan dengan larutan asam

oksalat X2 = 0,01412 cm2/menit, didapatkan persamaan y = 0,03 x + 2,7.

IV.2 Kritik dan Saran

Pada praktikum selanjutnya diharapkan praktikan yang akan praktikum untuk lebih teliti dalam membaca skala volume pada buret dan mengukur tinggi pipa kapiler, serta teliti dalam mengambil volume asam oksalat setelah difusi.

Praktikan menyarankan agar yang akan melakukan percobaan ini memperhatikan kebersihan alat-alat praktikum sehingga tidak ada larutan yang akan tercemar karena tidak sterilnya alat-alat praktikum, seperti pengambilan larutan sampel X1 dan X2, penggunaan jarum suntik untuk mengambil larutan

(28)

DAFTAR PUSTAKA

Brown, G.G. 1950. Unit Operation. New York : John Willey and Sons, Inc. Hardjono. 1989. Diktat Kuliah Operasi Teknik Kimia II. Hal 1 – 4. Yogyakarta :

Fakultas Teknik Jurusan Teknik Kimia UGM

Perry, R.A. 1973. Chemical Engineering Hand Book. 6th ed. New York : Mc. Graw

(29)

LAMPIRAN

Analisis Perhitungan

1. Menentukan volume pipa kapiler Suhu aquadest = 29⁰C

Densitas aquadest = 0,995945 g/ml

Berat aquadest = Berat pipa isi – berat pipa kosong = (12,7498 – 9,2456) gram

= 3,5042 gram Volume pipa kapiler = 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑎𝑞𝑢𝑎𝑑𝑒𝑠𝑡

𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑎𝑞𝑢𝑎𝑑𝑒𝑠𝑡

Volume pipa kapiler = 3,5042𝑔𝑟

0,995945 𝑔𝑟/𝑚𝑙

= 3,5184 ml Dengan cara yang sama diperoleh :

Tabel 7. Data hasil pengamatan berat aquadest dengan volume pipa No Panjang Pipa (cm) Berat Pipa Kosong (gr) Berat Pipa Isi (gr) Berat Aquadest (gr) Volume Pipa (ml) 1 10,2 9,2456 12,7498 3,5042 3,5184 2 10,1 9,2366 12,6739 3,4373 3,4512 3 10,0 9,1140 12,5345 3,4205 3,4344 4 9,90 9,0857 12,4942 3,4085 3,4223 5 9,80 8,9613 12,3450 3,3837 3,3974

2. Menentukan Normalitas NaOH Normalitas asam standar = 0.1 N Volume asam standar = 10 ml V1 x N1 = V2 x N2

𝑁₂ =𝑉1𝑁1 𝑉₂

(30)

V1 = Volume asam standar (ml)

Pada sampel 1, jika volume NaOH = 9,3 ml

𝑁₂ =10 𝑚𝑙 𝑋 0,1 𝑁

9,3 𝑚𝑙 = 0,107 N

Dengan cara yang sama diperoleh :

Tabel 8. Data hasil pengamatan volume NaOH dengan normalitas NaOH No Volume Asam Standar

(ml) Volume NaOH (ml) Normalitas NaOH (N) 1 10 9,3 0,107 2 10 9,2 0,108 3 10 10 0,100

Volume NaOH rata-rata = 9,5 ml Normalitas NaOH rata-rata = 0,105 N

3. Standarisasi asam oksalat sebelum difusi (X1) dan (X2)

Standarisasi asam oksalat sebelum difusi (X1)

Normalitas NaOH rata-rata= 0,105 N Volume asam oksalat = 10 ml

V1 x N1 = V2 x N2

Dimana :

V1 = Volume NaOH sebelum difusi

N1 = Normalitas NaOH

V2 = Volume asam oksalat

(31)

Jika pada sampel 1 ,volume NaOH (V1 ) = 4,7 ml volume asam oksalat (V2 ) = 10 ml

Maka Normalitas asam oksalat pada sampel 1 adalah

𝑁2 =

4,7 𝑚𝑙 𝑋 0,105 𝑁

10 𝑚𝑙 = 0,0493 N

Tabel 9. Data hasil pengamatan volume NaOH dengan normalitas H2C2O4

No Volume NaOH (ml)

Standarisasi asam oksalat sebelum difusi (X2) Normalitas NaOH rata-rata= 0,105 N

Volume asam oksalat = 10 ml

V1 x N1 = V2 x N2

Dimana :

V1 = Volume NaOH sebelum difusi

N2 = Normalitas asam oksalat

Jika pada sampel 1 ,volume NaOH (V1 ) = 3,8 ml volume asam oksalat (V2 ) = 10 ml

Maka Normalitas asam oksalat pada sampel 1 adalah

𝑁2 =

3,8 𝑚𝑙 𝑋 0,105 𝑁

(32)

Tabel 10. Data hasil pengamatan volume NaOH dengan normalitas H2C2O4

No Volume NaOH (ml)

4. Menentukan normalitas asam oksalat sesudah difusi Normalitas NaOH rata-rata = 0,105 N

Volume asam oksalat = 10 ml

V1 x N1 = V2 x N2

Dimana :

V1 = Volume NaOH setelah difusi

N2 = Normalitas asam oksalat

Jika pada sampel 1 ,volume NaOH (V1 ) = 1,3 ml Volume asam oksalat (V2 ) = 10 ml Maka Normalitas asam oksalat pada sampel 1 adalah

𝑁₂ =1,9 ml x 0,105 N

(33)

Tabel 11. Data hasil pengamatan volume NaOH dengan normalitas asam oksalat (X1) No Volume NaOH sesudah difusi (ml) Volume Asam Oksalat (ml) Normalitas Asam Oksalat sesudah difusi

(N) 1 1,9 10 0,01995 2 1,6 10 0,01680 3 1,4 10 0,01470 4 1,3 10 0,01365 5 1,2 10 0,01260

Tabel 12. Data hasil pengamatan volume NaOH dengan normalitas asam oksalat (X2) No Volume NaOH sesudah difusi (ml) Volume Asam Oksalat (ml) Normalitas Asam Oksalat sesudah difusi

(N) 1 1,2 10 0,0126 2 1,1 10 0,0126 3 1,1 10 0,0126 4 1,1 10 0,0126 5 1,1 10 0,0115

5. Menentukan persentase asam oksalat sisa (E) E =N

N0 x 100%

Dimana :

E = % Sisa asam oksalat

N = Normalitas asam oksalat setelah difusi No = Normalitas asam oksalat sebelum difusi Untuk Asam Oksalat X1

(34)

MAKALAH PRAKTIKUM PEMISAHAN DIFUSIONAL DIFUSIVITAS INTEGRAL Jika: N = 0,01365 N No = 0,0488 N 𝐸 = 0,01995 𝑁 0,0488 𝑁x 100% = 40,88 %

Dengan cara yang sama :

Tabel 13. Persentase asam oksalat (X1)

No N No E% 1 0,01995 0,0488 40,88 2 0,01680 0,0488 34,43 3 0,01470 0,0488 30,12 4 0,01365 0,0488 27,97 5 0,01260 0,0488 25,82

Untuk Asam Oksalat X2

Jika: N = 0,0115 N No = 0,0398 N

𝐸 = 0,0126 𝑁

0,0398 𝑁x 100% = 30,15 %

Tabel 14.Persentase asam oksalat (X2)

No N No E% 1 0,0126 0,0398 31,66 2 0,0126 0,0398 31,66 3 0,0126 0,0398 31,66 4 0,0126 0,0398 31,66 5 0,0115 0,0398 28,89

6. Menentukan koefisien difusivitas a. Asam oksalat X2

𝐸 = 100 − 200 √𝐷𝐴𝐵.𝜋. 𝑡 𝐿2

(35)

MAKALAH PRAKTIKUM PEMISAHAN DIFUSIONAL DIFUSIVITAS INTEGRAL 100 − 𝐸 = 200 √𝐷𝐴𝐵.𝜋. 𝑡 𝐿2 log(100 − 𝐸) = log(200 √𝐷𝐴𝐵.𝜋 ) + 1 2log 𝑡 𝐿2

2 log(100 − 𝐸) = 2 log(200 √𝐷𝐴𝐵.𝜋 ) + log

𝑡 𝐿2

Persamaan diatas diselesaikan dengan metode Least Square y = ax + b Dimana : Y = 2 log (100 − 𝐸) x = log (𝑡 𝐿2) b = 2 log (200(√𝐷𝐴𝐵. 𝜋) a. Asam oksalat X1 Y = 2 log( 100 – 40,88) = 3,5434 X = log ( 5 10,22)= -1,318

Dengan cara yang sama diperoleh data :

Tabel 15. Hubungan 2 log (100 − 𝐸) dan log (𝑡

𝐿2) pada asam oksalat (X1)

No E% (X1) Waktu (menit) L (cm) X Y X 2 _X.Y 1 40,88 5 10,2 -1,318 3,543 1,738 -4,671 2 34,43 10 10,1 -1,009 3,633 1,017 -3,665 3 30,12 15 10 -0,824 3,689 0,679 -3,093 4 27,97 20 9,9 -0,690 3,715 0,476 -2,564 5 25,82 25 9,8 -0,585 3,741 0,342 -2,186 Σ -4,426 18,32 4,252 -16,13 Σy = aΣx + bn Σxy = aΣx2_{+ bΣx} 18,32 = -4,426 a + 5 b

(36)

MAKALAH PRAKTIKUM PEMISAHAN DIFUSIONAL DIFUSIVITAS INTEGRAL -16,13 = 4,252 a + -4,426 b -81,11 = 19,59 a + -22,13 b -80,65 = 21,26 a + -22,13 b - -0,46 = -1,67 a 0,27 = a 3,90 = b

Sehingga diperoleh persamaan garis lurus untuk asam oksalat X1

y = 0,27 x + 3,9 2 𝑙𝑜𝑔(200(√𝐷𝐴𝐵. 𝜋) = 𝑏 2𝑙𝑜𝑔(200(√𝐷𝐴𝐵. 𝜋) = 3,9 log (200(√𝐷𝐴𝐵. 𝜋) = 1,95 (200(√𝐷𝐴𝐵. 𝜋) = 89,125 (√𝐷𝐴𝐵. 𝜋) = 0,4456 𝐷_𝐴𝐵 = 0,06324 𝑐𝑚 2 𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡 b. Asam oksalat X2 Y = 2 log( 100 – 28,89) = 3,703 x = log ( 5 10,22) = -1,318

Dengan cara yang sama diperoleh data :

Tabel 16. Hubungan 2 log (100 − 𝐸) dan log (𝑡

𝐿2) pada asam oksalat X2

No E % Waktu (menit) L (cm) X Y X 2 _X.Y 1 31,66 5 10,2 -1,318 3,669 1,738 -4,837 2 31,66 10 10,1 -1,009 3,669 1,017 -3,701 3 31,66 15 10 -0,824 3,669 0,679 -3,023 4 31,66 20 9,9 -0,690 3,669 0,476 -2,533 5 28,89 25 9,8 -0,585 3,704 0,342 -2,165 Σ -4,426 18,38 4,252 -16,26

(37)

MAKALAH PRAKTIKUM PEMISAHAN DIFUSIONAL DIFUSIVITAS INTEGRAL Σy = aΣx + nb Σxy = aΣx2_{+ bΣx} 18,38 = -4,426 a + 5 b -16,26 = 4,252 a + -4,426 b -81,35 = 19,59 a + -22,13 b -81,30 = 21,26 a + -22,13 b - 0,03 = a 3,70 = b

Sehingga diperoleh persamaan garis lurus untuk asam oksalat X2 Y = 0,03 x + 3,7 2 𝑙𝑜𝑔(200(√𝐷𝐴𝐵. 𝜋) = 3,7 log (200(√𝐷𝐴𝐵. 𝜋) = 1,85 (200(√𝐷𝐴𝐵. 𝜋) = 70,79 (√𝐷𝐴𝐵. 𝜋) = 0,3540 𝐷𝐴𝐵 = 0,01412 𝑐𝑚2 𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡

7. Menentukan Persen Kesalahan

% Kesalahan = |Y data − Y hitung

Y data | x100% a. Asam Oksalat X1 Y hitung = Y = 0,27 x + 3,9 Y hitung = 0,27 (-1,318) + 3,9 Y hitung = 3,544 % Kesalahan = |3,543 − 3,544 3,543 | x100% = 0,017 %

(38)

Dengan cara yang sama akan diperoleh data: Tabel 17. Persen kesalahan asam oksalat X1

No X Y data Y hitung % kesalahan

1 -1,318 3,543 3,544 0,017

2 -1,009 3,633 3,628 0,159

3 -0,824 3,689 3,678 0,302

4 -0,690 3,715 3,714 0,037

5 -0,585 3,741 3,742 0,042

Persen kesalahan rata-rata = 0,11 %

b. Asam Oksalat X2 Y = 0,03 x + 2,7 Y hitung = 0,03 (-1,318) + 2,7 Y hitung = 3,6605 % Kesalahan = |3,669 − 3,6605 3,669 | x100% = 0,243 %

Dengan cara yang sama akan diperoleh data:

y = 0,2701x + 3,9033 R² = 0,9955 3,5 3,55 3,6 3,65 3,7 3,75 3,8 -1,4 -1,2 -1 -0,8 -0,6 -0,4 -0,2 0 2 L o g ( 1 0 0 -E) Log (t/L2₎ Y Data Y Hitung Linear (Y Data)

(39)

Tabel 18. Persen kesalahan asam oksalat X2

No X Y data Y hitung % kesalahan

1 -1,318 3,669 3,6605 0,243

2 -1,009 3,669 3,6697 0,010

3 -0,824 3,669 3,6753 0,161

4 -0,690 3,669 3,6793 0,270

5 -0,585 3,704 3,6825 0,576

Persen kesalahan rata-rata = 0,252 %

Gambar 6. Hubungan antara Log (t/L2_{) dengan 2 Log (100-E) X} 2 y = 0,0309x + 3,7036 R² = 0,3372 3,655 3,66 3,665 3,67 3,675 3,68 3,685 3,69 3,695 3,7 3,705 3,71 -1,4 -1,2 -1 -0,8 -0,6 -0,4 -0,2 0 2 L o g ( 1 0 0 -E) Log (t/L2₎ Y Data Y Hitung Linear (Y Data)