Tugas Akh
Tugas Akhir M2 ir M2 : : Modul KimModul Kimia 2ia 2
Setelah mempelajari keseluruhan isi dari modul Kimia-2, silahkan Saudara kerjakan tugas Setelah mempelajari keseluruhan isi dari modul Kimia-2, silahkan Saudara kerjakan tugas berikut ini dan hasilnya kemudian
di- berikut ini dan hasilnya kemudian di-upload upload ..
1.
1. Tidak ada suatu proses yang mempunyai efisiensi 100% sebagaimana dijelaskanTidak ada suatu proses yang mempunyai efisiensi 100% sebagaimana dijelaskan dalam hukum termodinamika kedua. Demikian pula dalam reaksi kimia, jarang dalam hukum termodinamika kedua. Demikian pula dalam reaksi kimia, jarang sekali hasil reaksi yang jumlahnya sesuai dengan perhitungan stoikiometris. Di sekali hasil reaksi yang jumlahnya sesuai dengan perhitungan stoikiometris. Di dalam industri,
dalam industri, terdapaterdapat istilah t istilah rendemerendemen,n,
y
yiie
eld
ld
, selektivitas dan konversi. Cobalah, selektivitas dan konversi. Cobalah jelaskan dan bejelaskan dan berikan contorikan contoh dari masing-mah dari masing-masing terminologsing terminologi tersebut.i tersebut. a.
a. RendemenRendemen
Rendemen adalah perbandingan jumlah (kuantitas) minyak yang dihasilkan Rendemen adalah perbandingan jumlah (kuantitas) minyak yang dihasilkan dari ekstraksi tanaman aromatik. Rendemen menggunakan satuan persen (%). dari ekstraksi tanaman aromatik. Rendemen menggunakan satuan persen (%). Semakin tinggi nilai rendemen yang dihasilkan menandakan nilai minyak asiri yang Semakin tinggi nilai rendemen yang dihasilkan menandakan nilai minyak asiri yang dihasilkan semakin benyak.
dihasilkan semakin benyak.
Peningkatan rendemen atau perbandingan jumlah minyak yang dihasilkan Peningkatan rendemen atau perbandingan jumlah minyak yang dihasilkan dapat dilakukan dengan dua pendekatan yaitu
dapat dilakukan dengan dua pendekatan yaitu pertama, pertama, proses budi daya dan proses budi daya dan kedua,kedua, proses pembuatan minyak
proses pembuatan minyak
Kualitas minyak yang dihasilkan biasanya berbanding terbalik dengan jumlah Kualitas minyak yang dihasilkan biasanya berbanding terbalik dengan jumlah rendamen yang dihasilkan. Semakin tinggi nilai rendamen yang dihasilkan maka rendamen yang dihasilkan. Semakin tinggi nilai rendamen yang dihasilkan maka semakin rendah mutu y
semakin rendah mutu yang di dapatkan. ang di dapatkan. Adapun rumus untuk Adapun rumus untuk menghitung rendamenmenghitung rendamen sebagai berikut:
sebagai berikut:
Definisi rendemen kelapa sawit, yaitu perbandingan jumlah antara minyak Definisi rendemen kelapa sawit, yaitu perbandingan jumlah antara minyak kelapa sawit kasar atau CPO yang diproduksi dalam setiap kilogram TBS. Dalam satu kelapa sawit kasar atau CPO yang diproduksi dalam setiap kilogram TBS. Dalam satu kilogram buah kelapa sawit perlu diketahui seberapa besar rendemennya. Terdapat kilogram buah kelapa sawit perlu diketahui seberapa besar rendemennya. Terdapat rumus yang dipergunakan untuk menghitung rendemen dari kelapa sawit dalam rumus yang dipergunakan untuk menghitung rendemen dari kelapa sawit dalam sebuah pabrik. Yaitu, RKS = (CPO/TBS) x 100%. RKS merupakan persentase sebuah pabrik. Yaitu, RKS = (CPO/TBS) x 100%. RKS merupakan persentase rendemen kelapa sawit dengan satuan dalam persen (%). CPO merupakan jumlah atau rendemen kelapa sawit dengan satuan dalam persen (%). CPO merupakan jumlah atau kuantitas dari Crude Palm Oil yang diproduksi dengan satuan dalam kilogram (kg). kuantitas dari Crude Palm Oil yang diproduksi dengan satuan dalam kilogram (kg).
TBS merupakan jumlah atau kuantitas dari Tandan Buah Segar yang dilakukan pengolahan dengan satuan dalam kilogram (kg).
Contoh :
Dalam soal dinyatakan terdapat sebuah pabrik produksi minyak kelapa sawit melakukan pekerjaan mengolah Tandan Buah Segar 300.000 kg dalam sehari. Untuk jumlah dari minyak kelapa sawit mentah yang berhasil diproduksi oleh pabrik tersebut
adalah 50.000 kg dalam sehari. Dari data pabrik minyak kelapa sawit tersebut, berapa besar rendemen yang ada? Kemudian dilakukan perhitungan untuk mengetahui besar rendemen pabrik kelapa sawit tersebut berdasar rumus yang sudah disebutkan sebelumnya.
Penyelesaian soal diketahui Tandan Buah Segar (TBS) sebesar 300.000 kg/hari. Untuk Crude Palm Oil (CPO) sebesar 50.000 kg/hari. Lalu berapakah RKS pabrik tersebut? Cara termudah adalah dengan memasukkan angka-angka tersebut dalam rumus RKS
=
x 100%
=
50.000 00.000x 100%
= 16,67%
Sehingga diperoleh rendemen yang dihasilkan oleh pabrik kelapa sawit sebesar 16,67%
b.
Yield
Yield adalah perbandingan antara massa produk dengan massa bahan awal. Untuk reaktn dan produk tunggal adalah berat/mol produk akhir dibagi dengan berat/mol reaktan awal sedangkan untuk reaktan dan produk yang lebih dari satu
harus dijelaskan reaktan yang menjadi dasar yield. Yield didasarkan atas zat yang sama :
Atas dasar yang diumpan Atas dasar yang dikonversikan
A B C
Jika B diinginkan dan C tidak diinginkan maka yield B adalah mol (atau massa) B yang dihasilkan dibagi dengan mol (atau massa) A diumpankan atau dikonsumsi. Selektifitas B adalah mol B dibagi dengan mol C yang dihasilkan.
Yield =
x 100%
c. Selektivitas
Keselektifan menyatakan julah hasil yang diinginkan yang dinyatakan sebagai bagian (%) jumlah umpan yang teoritis mngkin diubah. Biasanya disebut dengan effesiansi konversi. Selektivitas adalah perbandingan % mol/massa produk tertentu (biasanya yang diinginkan) dengan mol/massa produk lainnya(biasanya sampingan) yang dihasilkan.
Selektivitas =
x 100%
d. Konversi
Konversi adalah bagian dari umpan/reaktan atau beberapa bahan yang diumpankan yang terkonversi berubah menjadi produk. Konversi berhubungan dengan tingkat kesempurnaan reaksi. Biasanya dinyatakan dengan % atau bagian yang didasarkan pada yang teoritis dapat bereaksi. Reaktaan dalaam umpan yang digunakan sebagai basis perhitungan dan berubah menjadi produk harus dinyakatan secara jelas agar tidak menimbulkan kebingungan. Konversi berhubungan dengan derajat kesempurnaan reaksi yang didefinisikan sebagi persen atau peraksi reaktan pembatas yang terkonversi menjadi produk.
Konversi =
ℎ − x 100%
Contoh :
Antimon dibuat dengaan cara memanaskan stibnit (Sb2S3) dengan serpihan besi,
lelehan antimon dikeluarkan dari bawah reactor. Sebanyak 0,6 kg stibnit dan 0,25 kg serpihan besi dipanaskan bersama-sama ternyata dihasilkan 0,2 kg antimon.
Reaksi :
Sb2S3 + 3Fe 2Sb + 3FeS
Hitunglah :
a. Selektivitas b. Yield
c. konversi
Penyelesaian :
a. Selektivitas didasarkan pada Sb2S3 yang seharusnya dapat dikonversikan
dengan Fe yang ada : Mol produk Sb2S3 = 1 Sb2S3 x 1,64 mol Sb = 0,82 mol Mol Fe =
=
50 56= 4,48 mol
Mol yang diinginkan Sb2S3 =
Sb2S3 x mol Fe = 1 x 4,48 mol = 1,49 mol Selektivitas = x 100% = 0,8 1,49 x 100% = 55 % b. Yield = x 100% = 0, 06 x 100% = 33,5 % c. Konversi = ℎ − x 100% = 0,8 0,887 x 100%
= 92,45 %
2. Apa yang Saudara ketahui tentang prinsip-prinsip
green chemistry.
Berikan penjelasan yang memadai, jika perlu disertai contoh penerapan masing-masing prinsip tersebut.Green chemistry
atau kimia hijau adalah berbagai teknik dan metodologi kimia yang berusaha mengurangi atau menghilangkan penggunaan atau produksi bahan mentah, produk, produk samping, pelarut, reagensia,dan seba gainya yang berbahaya bagi kesehatan manusia dan lingkungannya (Anastas, 1998) dimana mulai mendapatkan perhatian besar dari berbagai pihak, dimulai dari bahan dan proses kimia yang dirancang untuk mengurangi atau menghilangkan dampak negatif bagi lingkungan.Green
chemistry
merupakan pendekatan yang sangat efektif dengan solusi ilmiah inovatif untuk situasi dunia nyata untuk pencegahan polusi atau pencemaran pada lingkungan. Konsep kimia hijau mulai dikenal global pada awal tahun 1990 setelah Environmental Protection Agency (EPA) mengeluarkan Pollution Prevention Act yang merupakan kebijakan nasional untuk mencegah atau mengurangi polusi.12 Prinsip-Prinsip dalam Green Chemistry menurut Anastas dan Warner (1998) mengusulkan konsep “The Twelve Principles of Green Chemistry” yaitu:
1. Mencegah timbul limbah
Lebih baik mencegah daripada menanggulangi atau membersihkan limbah yang timbul setelah proses sintesis, karena biaya untuk menanggulangi limbah sangat besar. Yaitu bagaiamna kemampuan kimiawan untuk merancang ulang transformasi kimia untuk meminimalkan produksi limbah berbahaya merupakan langkah pertama yang penting dalam pencegahan polusi Dengan mencegah generasi sampah, kita meminimalkan bahaya yang berhubungan dengan limbah, transportasi, penyimpanan dan perawatan.
2. Desain produk bahan kimia aman
Mampu mendesain bahan kimia yang aman dengan target utama mencari nilai optimum agar produk bahan kimia memiliki kemampuan dan fungsi yang baik akan
tetapi juga aman (toksisitas rendah). Caranya adalah dengan mengganti gugus fungsi atau dengan cara menurunkan nilai bioavailability.
3. Desain proses sintesis aman
Metode sintesis didesain untuk menggunakan dan menghasilkan zat dengan toksisitas rendah atau tidak berbahaya bagi kesehatan manusia dengan meminimalkan paparan atau bahaya penggunaan bahan kimia tersebut. Metode sintetis seharusnya didesain untuk menggunakan dan menghasilkan zat yang memiliki kadar sekecil mungkin atau bahkan tidak beracun terhadap kesehatan manusia dan lingkungan. Tujuannya adalah untuk menggunakan reagen kurang berbahaya bila memungkinkan dan proses desain yang tidak menghasilkan produk
sampingan berbahaya. 4. Bahan baku terbarukan
Bahan mentah atau bahan baku harus bersifat terbarukan bukan bahan habis pakai yang akan terus menipis dan mahal secara ekonomis. Bila memungkinkan, transformasi kimia harus dirancang untuk memanfaatkan bahan baku yang terbarukan. Contoh bahan baku terbarukan termasuk produk pertanian atau limbah dari proses lainnya. Contoh bahan baku depleting termasuk bahan baku yang ditambang atau dihasilkan dari bahan bakar fosil (minyak bumi, gas alam atau batubara).
5. Katalis
Katalis dapat memainkan beberapa peran dalam proses transformasi, antara lain dapat meningkatkan selektivitas reaksi, mengurangi suhu transformasi, meningkatkan tingkat konversi produk dan mengurangi limbah reagen (karena mereka tidak dikonsumsi selama reaksi). Dengan mengurangi suhu, kita dapat menghemat energi danberpotensi menghindari reaksi samping yang tidak diinginkan. katalis berperan pada peningkatan selektifitas, mampu mengurangi penggunaan reagen, dan mampu meminimalkan penggunaan energi dalam suatu
reaksi.
6. Mengurangi proses derivitasi
Derivatisasi yang tidak perlu (penggunaan kelompok „blocking“, proteksi / deproteksi, modifikasi sementara proses fisika / proses kimia) harus dikurangi atau dihindari jika mungkin, karena langkah-langkah seperti ini membutuhkan reagen tambahan dan dapat menghasilkan limbah. Transformasi Sintetik yang lebih selektif akan menghilangkan atau mengurangi kebutuhan untuk proteksi gugus fungsi. Selain
itu, urutan sintetis alternatif dapat menghilangkan kebutuhan untuk mengubah gugus fungsi dengan ada gugus fungis lain yang lebih sensitif.
7. Efisiensi atom
Metode sintesis harus didesain untuk memaksimalkan penggabungan semua bahan yang digunakan dalam proses untuk menjadi produk akhir.
8. Pelarut dan zat tambahan aman
Penggunaan zat zat tambahan (pelarut, agen pemisah dan sebagainya) dibuat sedapat mungkin tidak berbahaya bila digunakan.
9. Efisiensi Energi
Kebutuhan Energi dalam proses kimia harus diakui berdampak pada lingkungan dan ekonomi dan harus diminimalkan. Jika mungkin, metode sintetis dan pemurnian harus dirancang untuk suhu dan tekanan ruang, sehingga biaya energi yang berkaitan dengan suhu dan tekanan ekstrim dapat diminimalkan.
10. Desain untuk mudah degradasi
Bahan kimia harus didesain dengan mempertimbangkan aspek lingkungan, sehingga bahan kimia harus mudah terdegradasi dan tidak terakumulasi di lingkungan (sintesis biodegradable plastik, bioderadable polimer, serta bahan kimia lainya). 11. Analisis langsung untuk mengurangi pencemaran
Metode analisis yang dilakukan secara real-time dapat mengurangi pembentukan produk samping yang tidak diinginkan.Ruang lingkup ini berfokus pada pengembangan metode dan teknologi analisis yang dapat mengurangi penggunaan bahan kimia yang berbahaya dalam prosesnya.
12. Meminimalisasi potensi kecelakaan
Salah satu cara untuk meminimalkan potensi kecelakaan kimia adalah memilih pereaksi dan pelarut yang memperkecil potensi ledakan, kebakaran dan kecelakaan yang tak disengaja. Risiko yang terkait dengan jenis kecelakaan ini kadang-kadang dapat dikurangi dengan mengubah bentuk (padat, cair atau gas) atau komposisi dari reagen.Bahan kimia yang digunakan dalam reaksi kimia harus dipilih sedemikian rupa sehingga potensi kecelakaan yang dapat mengakibatkan masuknya bahan kimia ke lingkungan, ledakan dan api dapat dihindari.
3. Makanan kemasan biasanya mencantumkan bahwa dalam satu bungkus makanan tersebut terkandung sekian kalori, demikian juga orang2 yang diet sering memperhitungkan jumlah kalori dalam asupan makanannya, silahkan anda
jelaskan maksud dari "kalori" tersebut dalam kaitannya dengan materi yang dipelajari dalam modul 2 ini.
Menurut kamus medis Medilexicon, kalori adalah satuan unit kandungan panas atau energi. Akan tetapi, lebih tepatnya kalori adalah jumlah energi yang Anda dapatkan dari makanan dan minuman, atau energi yang kita bakar melalui aktivitas sehari-hari. Sederhananya, kalori adalah energi yang dibutuhkan tubuh agar bisa beraktivitas dan menjalankan fungsinya dengan baik.
Sebagai contoh, sebuah apel yang Anda makan mengandung sekitar 80 kalori. Sementara itu, berjalan kaki 10 menit membutuhkan sekitar 30 kalori. Berapa banyak kalori yang dibakar tubuh tergantung pada tinggi badan, berat badan, usia, jenis kelamin, dan tingkat aktivitas fisik setiap orang.
Ada dua jenis kalori, yaitu: 1. Kalori kecil (kal)
2. Kalori besar (Kal, Kkal)
Perlu dicatat, 1 kalori besar (1Kkal) sama dengan 1.000 kalori kecil.
Saat melihat label nutrisi pada kemasan makanan atau minuman, kalori yang tertera adalah kalori besar, yaitu kilokalori (Kkal). Snack cokelat yang disebutkan memilki 250 kalori, sebenarnya mengandung 250.000 kalori. Uniknya, kebanyakan orang menganggap kalori hanya ada pada makanan dan minuman, padahal apa pun yang mengandung energi memiliki kalori. Batu bara sekali pun mengandung kalori, tapi memang manusia tidak akan mendapatkan nutrisi penting dari batu bara sehingga tidak ada gunanya mengonsumsi sumber kalori tersebut.
Pada umumnya, orang dewasa rata-rata membutuhkan 2000 kalori. Berdasarkan FAO, kebutuhan kalori minimum rata-rata individu per hari secara global adalah sekitar 1800 kalori. Namun, sebenarnya kebutuhan kalori tiap individu berbeda-beda, ter gantung dari jenis kelamin, usia, berat badan, tinggi badan, dan aktivitas fisik. Jika Anda ingin mengetahui berapa banyak kalori yang Anda butuhkan setiap hari untuk mempertahankan berat badan Anda sekarang, Anda bisa menggunakan rumus di bawah ini.
KKB Laki-laki = 66,5 + (13,75 x kg BB) + (5 x cm TB) – (6,8 x usia) KKB Perempuan = 55,1 + (9,56 x kg BB) + (1,9 x cm TB) – (4,7 x usia)
Rumus tersebut adalah rumus untuk mencari kebutuhan kalori basal (KKB), yang tidak memperhitungkan tingkat aktivitas fisik Anda. Sehingga, untuk mencari tahu total
kalori yang Anda butuhkan, Anda harus mengalikan KKB dengan angka aktivitas fisik, seperti di bawah ini.
Aktivitas sedentari (tidak banyak melakukan aktivitas) = KKB x 1,2 Aktivitas ringan = KKB x 1,375
Aktivitas sedang = KKB x 1,55 Aktivitas berat = KKB x 1,725 Aktivitas sangat berat = KKB x 1,9
Jadi, misalnya Anda memiliki KKB sebesar 1345 kalori dan memiliki aktivitas ringan, total kalori yang Anda butuhkan adalah 1345 x 1,375 = 1849,4 kalori.
