D. Laju Alir NaOH 100 dan CH3COOH 100 (Steady State Convertion Experiment) (NaOH 0,2 M)
VI. Pembahasan
Nama : Sulistya Ramadhani Nim : 431 21 075
Kelas : 3C D4 TRKB Pembahasan
Pada praktikum kali ini yaitu Plug Flow yang dimana merupakan alat untuk mereaksikan suatu reaktan dalam hal ini fluida dan mengubahnya menjadi produk dengan cara mengalirkan fluida tersebut dalam pipa secara berkelanjutan (continuous). Biasanya reactor ini dipakai untuk mempelajari berbagai proses kimia yang penting seperti perubahan senyawa kimia,reaksi, reaksi termal dan lain-lain. Adapun prinsip kerjanya yaitu cairan bereaksi dan mengalir dengan cara melewati tube(tabung) dengan kecepatan tinggi, tanpa terjadi pembentukan arus putar pada aliran cepat. Reaktor alir pipa pada hakekatnya hampir sama dengan pipa dan relative cukup mudah dalam perancangannya. Reactor ini biasanya dilengkapi dengan selaput membrane untuk menambah yield produk pada reactor. Produk secara selektif ditarik dari reactor sehingga keseimbangan dalam reactor secara kontinu bergeser membentuk lebih banyak produk.
Dalam praktikum ini dilakukan dua percobaan dimana percobaan pertama dilakukan proses step experiment dan percobaan kedua yaitu steady state convertion experiment. Pada percobaan pertama dilakukan dengan menggunakan larutan NaOH 0,15 M dan H2O dengan variasi laju alir 75:100 dan laju alir 100:100 lalu dimasukka kedalam botol reagen. Pada reaksi antara NaOH dengan HCL dapat diketahui bahwa reaksi pembatasnya yaitu HCL dan reaksi berlebihnya adalah NaOH. Karena disini yang tersisa adalah NaOH maka untuk menentukan konsentrasi secara prakteknya dapat dilakukan titrasi dengan menggunakan HCL 0,05 M dengan menambahkan indicator PP agar mengetahui titik ekivalennya. Pengambilan sampel dilakukan setiap satu menit.
Percobaan ini berlangsung secara semi batch karena selama proses berlangsung tidak ada bahan yang masuk sedangkan produk reaksi dikeluarkan secara terus
menerus. Adapun konsentrasi akhir pada step experiment dengan laju 100 dan 75 yaitu sebesar 11,61 dan 11,299.
Percobaan selanjutnya yang digunakan yaitu NaOH 0,2 M, NaOH 0,15 M dan Etil asetat 0,1 M dengan laju alir masing-masing 75:100. Untuk tahapannya sama dengan percobaan pertama akan tetapi diambil 5 sampel pertama NaOH.
Pada NaOH 0,15 M dengan laju alir 75 dapat dilihat terjadi kenaikan konsentrasi dari menit pertama hingga menit ke 9, artinya pada keadaan ini etil asetat belum bereaksi dengan NaOH yang menjadi penanda bahwa NaOH telah bereaksi dengan etil asetat yaitu terjadinya penurunan konsentrasi dan hal tersebut terjadi pada menit ke 10 sampai menit ke 20. Pada NaOH 0,2 M dengan laju alir 100 konsentrasi yang diperoleh kurang lebih sama dengan konsentrasi NaOH sebelumnya.
Dalam PFR konsentrasi bahan baku tinggi pada saat masuk ke reaktor dan akan menurun secara perlahan karena terkonversi menjadi produk di sepanjang aliran pipa. Reaktor yang dioperasikan secara kontinyu dalam kondisi steady state akan terjadi akumulasi dikarenakan bahan baku dan produk masuk keluar secara terus menerus.
Nama : Fadilah Husnul Khatimah
Kelas : 3C D4 TRKB
NIM : 431 21 077
Pembahasan
Pada praktikum kali ini dilakukan percobaan Plug Flow dengan tujuan agar dapat mengetahui pengaruh laju NaOH terhadap konsentrasi serta dapat mengetahui pengaruh kecepatan konsentrasi NaOH.
Alat yang digunakan pada praktikum ini adalah Plug Flow Reactor (PFR).
Dimana, Plug Flow Reactor (PFR) merupakan suatu reaktor berbentuk pipa yang beroperasi secara kontinyu. Dalam PFR ini, selama operasi berlangsung bahan baku dimasukkan terus menerus dan produk reaksi akan dikeluarkan secara terus menerus sehinga disini tidak terjadi pencampuran ke arah aksial dan semua molekul mempunyai waktu tinggal di dalam reaktor sama besar.
Alat PFR ini biasa digunakan untuk mempelajari beberapa proses penting seperti reaksi termal dan reaksi kimia plasma dalam aliran gas yang cepat serta daerah katalisis. PFR memiliki prinsip fluida mengalir dengan menggunakan perlakuan yang sama sehingga didapatkan waktu tinggal yang sama untuk semua elemen fluida. Plug merupakan fluida sejenis yang mengalir melalui reaktor ideal. Saat plug mengalir sepanjang PFR, fluida bercampur sempurna dalam arah radial. Di dalam PFR ini, konsentrasi produk meningkat sepanjang perjalanan dalam reactor. Setiap plug dengan volume berbeda dinyatakan sebagai kesatuan yang terpisah-pisah dimana plug mengalir turun melalui pipa reaktor ini.
Pada praktikum ini dilakukan 3 percobaan yakni Step dan Steady State.
Sebelum dilakukan percobaan pertama, terlebih dahulu dilakukan pembersihan alat plug flow dengan mengisi masing-masing sol dengan air lalu mengatur lajur alir yang diinginkan. Dimana, laju alir yang digunakan pada pembersihan ini yakni laju alir 100
L/min. Adapun tujuan dari pembersihan ini adalah untuk menghindari terjadinya kontaminasi antara sampel yang akan di uji, dengan sampel sebelumnya yang berada dalam tangki sol 1 maupun sol 2.
Percobaan pertama pada praktikum ini yaitu Step dengan menggunakan bahan NaOH 0.15 N dengan laju alir yaitu 75% dan H2O dengan laju alir yakni 100%.
Dimana, kedua bahan ini dimasukkan kedalam reaktor plug flow lalu dilakukan pengambilan sampel setiap interval 1 menit sebanyak 5 mL. Kemudian sampel tersebut di titrasi dengan menggunakan HCl dan juga ditambahkan indikator PP sebagai tanda bahwa titik ekuivalen telah tercapai. Adapun tujuan dari titrasi ini adalah untuk mengetahui konsentrasi NaOH tersebut dengan di tandai perubahan warna dari pink ke bening. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:
NaOH + HCl NaCl + H2O m : 0,15 0,05 - - r :0,05 0,05 0,05 0,05 s : 0,1 - 0,05 0,05
Dari reaksi diatas dapat diketahui bahwa komponen yang bersisa yaitu NaOH sehingga hasil keluaran dari plug flow di titrasi dengan HCl untuk dapat menentukan berapa konsentrasi secara praktenya. Pada percobaan ini berlangsung secara semi batch dimana selama proses berlangsung tidak ada bahan yang masuk tetapi produk dari reaksi tersebut dikeluarkan secara terus menerus. Dari hasil percobaan ini, dapat ditentukan letak orde dari percobaan diatas. Adapun hasil yang diperoleh berdasarkan hasil perhitungan dengan memplotkan kurva antara sumbu y (Ca, ln ca dan 1/ca) dan sumbu x(waktu), berada pada orde 0 dan orde 1. Untuk proses step selanjutnya, yaitu laju alir NaOH 100% dan H2O 75% memiliki perlakuan yang sama dengan proses sebelumnya. Adapun letak orde yaitu berada pada orde 1. Hal ini juga dibukan tikan pada nilai R2 yang mendekati 1.
Selanjutnya dilakukan percobaan Steady State dengan menggunakan bahan yaitu NaOH dan Etil Asetat dengan konsentrasi masing-masing bahan yang digunakan pada perobaan ini yaitu NaOH 0,15 N; Etil Asetat 0,1 N; dan
peniter HCl 0,05 N. Percobaan pertama pada Steady State yaitu dengan memasukkan semua bahan baku kedalam reaktor plug flow. Lalu mengatur laju alir sampel, dimana terdapat 2 variasi laju alir. Yang pertama ialah laju alir NaOH 75% Etil Asetat 100% kemudian yang kedua yaitu NaOH dengan laju alir 100% dan Etil Asetat 100%.
Adapun hasil konsentrasi yang diperoleh pada laju alir NaOH 75% yaitu terjadi kesetimbangan karena dari hasil tersebut konsentrasi yang dihasilkan tidak stabil. Sebab, yang seharusnya dihasilkan ialah, konsentrasi sampel harus dari tinggi kerendah. Artinya, bahwa pada steady state ini sampel H2O belum bereaksi dengan sampel NaOH karena apabila NaOH telah bereaksi dengan air maka konsentrasinya akan menurun. Adapun letak orde dari percobaan ini yaitu pada orde 0 yang dibuktikan dengan nilai R2 mendekati 1.
Selanjutnya untuk percobaan 2 pada Steady State yaitu laju alir NaOH 100%, dimana konsentrasi yang didapatkan juga tidak stabil. Adapun letak ordenya yaitu pada orde 0 yang dibuktikan dengan nilai R2 mendekati 1.
Percobaan ini berlangsung secara kontinyu dimana bahan baku (air) dimasukkan terus menerus dan produk reaksi akan dikeluarkan secara terus menerus. Adapun penyebab ketidakstabilan dari data pada percobaan ini yaitu air yang digunakan sebagai bahan baku tidak dalam keadaan netral sehingga mempengaruhi konsentrasi dan juga pada saat proses akhir larutan NaOH tidak berlangsung secara kontinyu hanya air yang masuk terus menerus. Sehingga hal ini yang menyebabkan konsentrasi naik pada saat akhir karena pada plate-plate masih mengandung campuran NaOH sehingga ketika air ditambahkan maka campuran yang ada pada plate akan terdorong naik keatas sehingga konsentrasi yang didapatkan mengalami kenaikan lagi.
Selain itu, kestabilan data juga dipengaruhi karena sering terjadi kebocoran pada selang output, sehingga data yang di peroleh naik-turun menjadi tidak stabil.
Pada praktikum Plug Flow ini konsentrasi bahan baku akan tinggi ketika masuk ke dalam reaktor dan akan mengalami penurunan secara perlahan yang disebabkan karena terkonversi menjadi produk di sepanjang aliran pipa.
Reaktor yang dioperasikan secara kontinyu dalam kondisi steady state akan terjadi akumulasi dikarenakan bahan baku dan produk masuk keluar secara terus menerus.