SEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2014 SEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2014
MODUL
MODUL : : PEMBUATAN PEMBUATAN ASAM ASAM KLORIDAKLORIDA PEMBIMBING
PEMBIMBING : : Rintis Rintis Manfaati, Manfaati, ST,. ST,. MTMT
Oleh : Oleh : Kelompok
Kelompok : : VIIVII Rita
Rita Inayah Inayah Nim Nim (131424025)(131424025) Wynne
Wynne Raphaela Raphaela Nim Nim (131424027)(131424027) 1 A- D4 Teknik Kimia Produ
1 A- D4 Teknik Kimia Produksi Bersihksi Bersih
PROGRAM STUDI D-IV TEKNIK KIMIA PRODUKSI BERSIH PROGRAM STUDI D-IV TEKNIK KIMIA PRODUKSI BERSIH
JURUSAN TEKNIK KIMIA JURUSAN TEKNIK KIMIA POLITEKNIK NEGERI BANDUNG POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2014 2014
PEMBUATAN
PEMBUATAN : 17 : 17 April April 20142014 PENYERAHAN
LAPORAN PRAKTIKUM SATUAN PROSES
Modul Praktikum : Pembuatan Asam klorida (HCl)
Nama Pembimbing : Rintis Manfaati, ST,. MT
Tanggal Praktek : 17 April 2014
Tanggal Penyerahan : 24 April 2014
I.PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Asam klorida atau yang sering dikenal dengan HCl memiliki banyak manfaat, termasuk dalam skala laboratorium. Manfaat asam klorida di laboratorium di antaranya sebagai pembersih kerak, penetral dalam reaksi kimia organik dan anorganik, sebagai katalis untuk hidrolisis protein dan karbohidrat, penentu kadar basa di dalam larutan untuk titrasi, sebagai reaktan pada industry metal klorida, untuk treatment asam pada sumur minyak, dan dapat juga sebagai larutan standar sekunder.
Sejak Revolusi Industri, senyawa ini menjadi sangat penting dan banyak digunakan untuk berbagai tujuan, meliputi produksi massal senyawa kimia organik seperti vinil klorida
untuk plastik PVC dan MDI/TDI untuk poliuretana.
Kegunaan kecil lainnya meliputi penggunaan dalam pembersih rumah, produksi gelatin, dan aditif makanan. Berdasarkan data statistik diketahui sekitar 20 juta ton HCl diproduksi setiap tahunnya.
1.2 Tujuan Percobaan
o » Mampu memahami reaksi, fasa reaksi, jenis reaksi dan kondisi operasi pembentukan HCl
dengan bahan baku yang tersedi di laboratorium.
o » Mampu merangkai reactor sederhana untuk pembentukan HCl.
1.3 Teori Dasar
Asam klorida adalah larutan akuatik dari gas hidrogen klorida (HCl).Ia adalah asam kuat, dan merupakan komponen utama dalam asam lambung. Senyawa ini juga digunakan secara luas dalam industri. Asam klorida harus ditangani dengan wewanti keselamatan yang tepat karena merupakan cairan yang sangat korosif.
Asam klorida (HCl) mempunyai sifat sangat korosif dan berbahaya bahgi kesehatan manusia bila kontak atau terserap ke dalam tubuh manusia.
Asam klorida (HCl) mempunyai sifat sebagai berikut :
HCl adalah gas tak berwarna , berbau merangsang menyerang hidung dan tenggorokan
HCl sukar dicairkan, cairannya membentuk titik didih – 850C
Mempunyai densitas 1,181 g/mL, bersuhu kritis 51,45 0C dan tekanan kritis 81,51 atm
Bila gas HCl dilakukan dalam udara cair, gas HCl menjadi beku pada – 111,40C
Gas HCl mudah larut dalam air
Pada 150C kelarutannya 43% berat dan mempunyai kerapatan 1,231
Asam HCl teknis mengandung 39% berat dan kerapatamya 1,2
Asam klorida sebagai campuran dua bahan antara HCl dan H2O mempunyai titik
didih-konstan azeotrop pada 20,2% HCl dan 108,6 °C (227 °F). Asam klorida memiliki empat titik eutektik kristalisasi-konstan, berada di antara kristal HCl·H2O (68% HCl), HCl·2H2O (51%
HCl), HCl·3H2O (41% HCl), HCl·6H2O (25% HCl), dan es (0% HCl). Terdapat pula titik
eutektik metastabil pada 24,8% antara es dan kristalisasidari HCl·3H2O.
Ciri-ciri fisika asam klorida, seperti titik didih, titik leleh, massa jenis, dan pH tergantung pada konsentrasi atau molaritas HCl dalam larutan asam tersebut. Sifat-sifat ini berkisar dari
Konsentrasi Massa
jenis Molaritas pH Viskositas
Kapasitas kalor jenis Tekanan uap Titik didih Titik leleh
kg HCl/kg kg HCl/m3 Baumé kg/l mol/dm3 mPa·s kJ/(kg·K) Pa °C °C
10% 104,80 6,6 1,048 2,87 −0.5 1,16 3,47 0,527 103 −18 20% 219,60 13 1,098 6,02 −0,8 1,37 2,99 27,3 108 −59 30% 344,70 19 1,149 9,45 −1,0 1,70 2,60 1.410 90 −52 32% 370,88 20 1,159 10,17 −1,0 1,80 2,55 3.130 84 −43 34% 397,46 21 1,169 10,90 −1,0 1,90 2,50 6.733 71 −36 36% 424,44 22 1,179 11,64 −1,1 1,99 2,46 14.100 61 −30 38% 451,82 23 1,189 12,39 −1,1 2,10 2,43 28.000 48 −26
Tabel 1 Data Sifat Fisik Asam Klorida Berdasarkan Konsentrasi
Suhu dan tekanan referensi untuk tabel di atas adalah 20 °C dan 1 atm (101,325 kPa). (http://id.wikipedia.org/asamklorida/)
Ada berbagai cara atau metode dalam pembuatan asam klorida dengan kemurnian sangat tinggi dapat dihasilkan dari reaksi :
H2 + Cl2 2HCl (+184 kJ)
Reaksi ini memiliki energy yang sangat panas. Sistem yang terjadi diasbord dengan air atau hal lainnya.
Namun proses ini sangat eksotermis dengan suhu nyala > 2000oC, dengan bahan konstruksi reactor dari quartz atau grafit. Asam Klorida juga dihasilkan dari reaksi :
NaCl + H2SO4 NaHSO4 + HCl
NaHSO4 + NaCl Na2SO4 + HCl(HCl yang dihasilkan sedikit)
Asam korida yang dihasilkan sebagai produk samping industry proses sintesis senyawa organic proses klorinasi, contohnya pada industry alifatik dan aromatic klorohidrokarbon. Asam klorida yang dihasilkan sebagai produk samping proses ini memenuhi sekitar 90 % kebutuhan industry.
Asam klorida diproduksi dalam bentuk larutan 38% HCl (pekat). Konsentrasi yang lebih besar daripada 40% dimungkinkan secara kimiawi dengan teknik sintesa langsung, namun laju penguapan sangatlah tinggi, sehingga penyimpanan dan penanganannya harus dilakukan dalam suhu rendah. Konsentrasi HCl yang paling optimal untuk pengantaran produk adalah 30% sampai dengan 34%.Kandungan asam klorida pada kebanyakan cairan pembersih umumnya berkisar antara 10% sampai dengan 12%. Cairan pembersih tersebut harus diencerkan terlebih
dahulu sebelum digunakan. (hambudi, 2006).
Asam klorida pekat (asam klorida berasap) akan membentuk kabut asam. Baik kabut dan larutan tersebut bersifat korosif terhadap jaringan tubuh, dengan potensi kerusakan pada organ pernapasan, mata, kulit, dan usus. Seketika asam klorida bercampur dengan bahan kimia
oksidator lainnya, seperti natrium hipoklorit (pemutih NaClO) atau kalium permanganat (KMnO4), gas beracun klorinakan terbentuk.
NaClO + 2 HCl → H2O + NaCl + Cl2
2 KMnO4 + 16 HCl → 2 MnCl2 + 8H2O + 2 KCl + 5 Cl2
Berikut penjelasan pembuatan Asam Klorida dengan beberapa cara, diantaranya:
1. Sintesa langsung
Dalam industri chlor-alkali, larutan brine (campuran NaCl dan air) dielektrolisis dan akan menghasilkan gas Klorin (Cl2), NaOH, dan Hidrogen (H2). Gas klorin murni dapat
dikombinasikan dengan gas Hidrogen untuk menghasilkan gas HCl ( Hydrogen Chloride). Cl2 (g) + H2 (g) 2 HCl (g)
Karena reaksi ini sangat eksotermis, Instalasi penggabungan gas ini disebut HCl oven atau HCl burner . Suhunya dapat mencapai 2000 oC.Gas HCl yang keluar akan
diabsorbsikan ke air menghasilkan HCl (Hydrochloric acid) murni. Reaksi ini dapat menghasilkan HCl (Hydrochloric acid) dengan tingkat kemurnian yang tinggi.
2. Sintesa Organik
Produksi terbesar HCl (Hydrochloric acid) berasal dari proses pembuatan senyawa organik yang mengandung klorin dan Fluor seperti Teflon, Freon, CFC, PVC dan lain-lain.
R-H + Cl2 R-Cl + HCl
R-Cl + HF R-F +HCl
Gas HCl yang dihasilkan langsung dilarutkan dalam air, dan menghasilkan larutan HCl dengan standar teknik atau industri (technical or industry grade).
3. Metoda Laboratorium
HCl dapat dihasilkan dengan mencampurkan H2SO4 dengan NaCl. Reaksi yang terjadi
ialah :
NaCl + H2SO4 NaHSO4 + HCl
Reaksi diatas terjadi pada temperature kamar. Dengan menambahkan NaCl ke dalam generator dan dipanaskan pada suhu diatas 200oC, reaksinya akan menjadi :
NaCl + NaHSO4 HCl + Na2SO4
Di industri,dengan pertimbangan nilai ekonomis dan untuk menghasilkan keuntungan maksimal, asam klorida ini diproduksi kebanyakan dilakukan dengan metoda ketiga yakni dengan bahan baku garam dapur,asam sulfat pekat,dan batu bara sebagai bahan bakar untuk menciptakan suasana yang optimum untuk berjalannya reaksi secara keseluruhan.
Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut : NaCl + H2SO4 NaHSO4 + HCl
Pada suhu panas terjadi reaksi:
2NaCl + H2SO4 Na2SO4 + 2HCl
Garam natrium sulfat (Na2SO4) ditampung di bawah dapur dan gas hidrogen klorida
II. Alat dan Bahan
2.1 Alat-alat dan bahan
Alat Bahan
Scrubber 2 buah Natrium klorida (NaCl) 50 gram
Hotplate Asam sulfat (H2SO4) 98% pekat
Magnetic stirrer Larutan NaOH 0,1 N
Buret 50 mL 1 buah Indikator PP
Corong Kaca 1 buah vaselin
Erlenmeyer 250 ml 2 buah aquadest
Corong tetes pada probe karet Selang silicon tahan asam Gelas ukur 100 ml
2.2 Flowsheet Kerja
Note : setiap sambungan reactor menggunakan vaselin, reactor dirakit dan digunakan di lemari asam, tabung reactor pertama saluran HCl harus tenggelam didalam air, gunakan stirrer bar yang besar, pakai perlengkapan safety.
Erlenmeyer 250 ml
Corong bervolume
Amati Proses
HCl yang terikat di air dalam reaktor Tabungreaktor 1
Tabung reaktor 2 Ambil 10 ml,
Encerkan hingga 100 ml dilabu takar
Titrasi deg NaoH 0,1 N
Titrasi dg NaoH 0,1 N
Mencatat volum NaoH
Mencatat volum NaoH
Menghitung efisiensi HCl 3 tetes pp
III. Data Pengamatan 3.1 Tabel Data Pengamatan
No.
Komponen
Keterangan
1. NaCL Berat (gr) : 50 gram
2. H2SO4pekat Volume (ml) : 30 ml Konsentrasi (%) : 98 % Berat Jenis (gr/ml) : 1,84 gr/ml 3. HCl Volume larutan (ml) : 10 ml
Volume NaOH 0,1 N titrasi (ml) : 2,1 ml
4.
H2SO4pekat sisa
Volume larutan (ml) : 10 ml
Volume NaOH 0,1 N titrasi (ml) : 10,5 ml
3.2 Pengolahan Data
3.2.2 perhitungan jumlah HCl teoritis menurut stoikiometri reaksi
Reaksi : 2 NaCl + H2SO4 Na2SO4 + 2HCl m= 50 gram v= 30 ml mol = gr/BM mol = gr/BM m=ρ x v = = =1,84 gr/ml x30 ml = 0,56 mol =0,85 mol = 55,2 gram
10 | P e m b u a t a n A s a m K l o r i d a
Penentuan pereaksi pembatas
2 NaCl + H2SO4 Na2SO4+ 2HCl
M : 0,85 mol 0,56 mol -
-B : 0,85 mol 0,425 mol 0,425 mol 0,85 mol (-)
S : - 0,135 mol 0,425 mol 0,85 mol
Maka, pereaksi pembatasnya adalah NaCl.
Mol HCl teoritis = 0,85 mol Massa HCl teoritis = mol xBM
= 0,85 mol x36,5 gr/mol
= 31,025 gram 3.2.3 menghitung konsentrasi HCl percobaan
a. scrubber 1
Konsentrasi HCl = (VNaOH. NNaOH)/VHCl
=
=0,038 N
Massa HCl = 0,038 N X 0,063 liter
=2,394 10-3 gram
Mol HCl = 2,394 10-3 gram x36,5 gr/mol
= 0,09 mol b. Scrubber 2
Konsentrasi HCl = = (VNaOH. NNaOH)/VHCl
=
11 | P e m b u a t a n A s a m K l o r i d a =0,004 N
Massa HCl = 0,038 N X 0,056 liter
=2,128 10-3 gram
Mol HCl = 2,128 10-3 gram x36,5 gr/mol
= 0,078 mol 3.2.4 yield pembentukan HCl Scrubber 1 Yield = x 100 % = X 100% =0,106 x 100 % =10,60 % Scrubber 2 Yield = x 100% = x 100% =0,092 x 100 % =9,2 %
3.2.5 menghitung konsentrasi, mol, dan massa H2SO4 sisa
Diketahui : konsentrasi awal = 98% Volume awal = 30 ml Ditanyakan : Konsentrasi H2SO4 sisa Jawab :
12 | P e m b u a t a n A s a m K l o r i d a
Teoritis
Mol sisa = 0,135 mol M = mol/volume
=0,135 mol / 0,030 ml = 4,5 M
Percobaan
3.2.6 penentuan konsentrasi garam Na2SO4 Ditanyakan : konsentrasi Jawab ; V1N1 = V2N2 10 ml N1= 10,5 ml 0,1 N N1=1,05 N/10 =0,105 N
13 | P e m b u a t a n A s a m K l o r i d a
Pembahasan
Nama : Wynne Raphaela NIM : 131424027
Pada praktikum kali ini dilakukan pembuatan HCl dengan cara mereaksikan NaCl ditambah H2SO4 Pekat. Praktikum ini bertujuan untuk menghitung konsentrasi , massa, mol dan yield proses pembentukan HCl.
Reaksi yang terjadi pada proses ini adalah :
NaCl + H2SO4 NaHSO4 + HCl
NaHSO4 + NaCl Na2SO4 + HCl(HCl yang dihasilkan sedikit) 2NaCl + H2SO4 Na2SO4 + 2HCl
Dari persamaan reaksi didapat akan didapat produk garam Na2SO4 dan HCl.
Terbentuknya HCl dapat dilihat dari banyaknya gelembung yang mengalir pada scrubber 1 dan 2. Untuk menentukan konsentrasi HCl yang didapat dilakukan titrasi dengan NaOH 0,1 N dan untuk mengetahui konsentrasi garam Na2SO4 yang didapat dilakukan titrasi dengan NaOH 0,1 N.
Berdasarkan praktikum didapat massa HCl yang terbentuk pada scrubber 1 dan scrubber 2 adalah 2,394 10-3 gram dan 2,128 10-3 gram dengan persen yield masing-masing scrubber didapat 10,60% dan 9,20 %. Dan konsentrasi Na2SO4 yang didapat
sebanyak 0,105 N.
Dari %yield yang didapat terdapat beberapa factor yang mempengaruhinya. Pada saat percobaan yaitu pengadukan NaCl dan penetesan H2SO4 , Magnetic stirrer tidak
berfungsi sehingga tidak terjadi pencampuran yang optimum pada reactor. Dan mempengaruhi banyaknya gas Cl- yang mengalir ke scrubber 1 dan scrubber 2 (Terlihat dari sediktnya gelembung pada scrubber 1 dan 2). Berdasarkan pengamatan praktikan, terdapat perbedan yang cukup signifikan antara pengadukan yang optimum dan tidak pada reactor. Dengan pengadukan optimum pada scrubber 1 larutan HCl yang didapat cukup pekat dengan terdapatnya lapisan-lapisan seperti larutan HCl sesungguhnya
14 | P e m b u a t a n A s a m K l o r i d a
(ditanda dengan banyaknya gelembung pada scrubber 1), dibandingkan dengan larutan yang didapat dengan pengadukan tidak optimum larutan yang didat kurang pekat dan masih tampak seperti aquadest saja. Dari pengamatan tersebut dapat disimpulkan pengadukan pada reactor sangat mempengaruhi % perolehan HCl yang didapat. Selain itu factor terlepasnya gas Cl- yang terepas ke udara juga mempengaruhi % perolehan yang didapat, karena sambungan yag kurang kencang. Sehingga dari beberapa factor tersebut beberapa jumlah gas Cl- tidak dapat ditentukan konsentrasinya sehingga membuat larutan
HCl yng didapat berkurang konsentrasinya.
Kesimpulan
Berdasarkan praktikum didapat perolehan HCl sebagai berikut :
Scrubber 1 = 2,394 10-3 gram Konsentrasi = 0,09 mol
Scrubber 2 = 2,128 10-3 gram Konsentrasi = 0,078 mol
% yield yang didapat adalah 10,60 % pada scrubber 1 dan 9,20% pada scrubber 2
Konsentrasi garam Na2SO4 yang didapat berdasarkan percobaan 0,105 N
Daftar Pustaka
Buchel, KH, Moretto, H da Woditsch, Industrial Inorganic Chemistry, Wiley VCH, Federal Republic of Germany, 2000
Chadwich TF, General Chemistry and Inorganic Chemistry, second edition, S anand & Company, New Delhi, 1985
Anonim. 2011. Asam Klorida. http://id.wikipedia.org/asamklorida/. (diakses 20 April 06.09 WIB )
15 | P e m b u a t a n A s a m K l o r i d a
LAMPIRAN
Reactor pembuatan asam klorida larutan HCl yang terbentuk pada scrubber
