1.
TUJUAN
Setelah
melakukan praktikum mahasiswa dapat diharapkan :
1. Mengetahui
perilaku dinamis dari tangki berpengaduk yang disusun secara seri
2. Menentukan
respon konsentrasi tangki bersusun seri terhadap perubahan konsentrasi di
tangki pertama.
3. Menggambarkan
kurva respon konsentrasi tangki bersusun dan
menentukan konstantawaktu (Time
Constant).
2.
DASAR
TEORI
Tiga buah tangki yang bersusun seri dapat
diketahui waktu konstantanyua dimana suatu proses menjadi konstanta setelah
input diubah setelah periode waktu tertentu.
Namun, apabila input mengalami perubahan secara
berulang maka sulit untuk membentuk waktu konstanta dan karenanya proses akan sulit
menjadi stabil dan dapat mengakibatkan proses menjadi tak terkendali. Praktikum
DS3 menstibulasikan suatu keadaan dimana proses di ketiga tangki mencapai
kestabilan, namun kemudian terjadi perubahan input pada salah satu tangki
sehingga kestabilan tangki terganggu.
Tangki
berpengaduk adalah alat simulasi pengendalian yang bertujuan menjelaskan
simulasi prilaku dari suatu sistem pengendali untuk tangki-tangki berpengaduk
yang disusun secara seri.
Salah
satu hal yang penting dari pada tangki yang berpengaduk didalam penggunaanya
adalah :
1. Mempunyai
bentuk yang pada umumnya digunakan yang berbentuk selinder dan bagian bawahnya
cekung.
2. Dapat
dilihat dari ukurannya yaitu diameter dan tinggi tangki.
3. Kelengkapan
dari suatu bejana yaitu :
-
Ada atau tidaknya buffle,
yang berpengaruh pada pola aliran di dalam tangki.
-
Jaket atau coil
pendingin/pemanas yang berfungsi sebagai pengendali suhu.
-
Letak lubang pemasukan
dan pengeluaran untuk proses kontinyu.
-
Tutup tangki.
4. Pengaduk,
biasanya zat cair diaduk dalam suatu bejana yang biasa berbentuk selinder
dengan sumbu terpasang vertical. Bagian atas bejana ini mungkin terbuka saja
keudara atau dapat pula tertutup.
Pada
ujung tangki membulat maksudnya agar atau tidak terlalu banyak sudut-sudut
tajam atau daerah yang sulilt ditembus arus zat cair. Kedalam zat cair biasanya
hampir sama dengan diameter tangki, dan di dalam tangki dipasang impeller pada
ujung poros yang menggantung artinya poros itu ditumpu dari atas. Poros
tersebut digerakkan oleh motor, yang kadang-kadang dihubungkan langsung dengan
poros itu.
Pengadukan
zat cair dilakukan untuk berbagai maksud tergantung dari tujuan langkah
pengolahan itu sendiri. Tujuan dari pengadukan antara lain :
1) Untuk
mencampur dua macam zat cair yang mampu campur.
2) Melarutkan
padatan seperti garam dan air.
3) Untuk
mendispersikan gas dalam zat cair yang menjadi gelembung-gelembung halus dalam
suspensi agar suatu mikroorganisme untuk fermentasi atau untuk proses kerja
Lumpur dalam proses pengolahan limbah.
4) Untuk
suspensasi padatan halus dalam zat cair seperti dalam hidrogenesasi katalik,
dimana gas-gas hydrogen didispersikan melalui zat cair dimana terdapat
partikel-pertikel katalis padat dalam keadaan suspensi di dalam bejana
hidrogenasi.
5) Pengadukan
fluida mempercepat proses perpindahan panas antara zat cair dengan kumparan
atau mantel kalor dalam dinding bejana, dimana kalor reaksi diangkut melaui
kumparan atau mantel.
Tangki
ini termasuk sistem tangki kontinyu untuk reaksi–reaksi sederhana. Berbeda
dengan sistem operasi batch di mana selama reaksi berlangsung tidak ada aliran
yang masuk atau meningggalkan sistem secara berkesinambungan, maka di dalam
tangki alir (kontinyu), baik umpam maupun produk akan mengalir secara terus
menerus. Sistem seperti ini memungkinkan kita untuk bekerja pada suatu keadaan
dimana operasi berjalan secara keseluruhan daripadab sistem berada dalam
kondisi stasioner. Ini berarti bahwa baik aliran yang masuk , aliran keluar
maupun kondisi operasi reaksi di dalam tangki tidak lagi berubah oleh waktu.
Pengertian waktu reaksi tidak lagi sama dengan lamanya operasi berlangsung,
tetapi akivalen dengan lamanya reaktan berada di dalam tangki. Penyataan terakhir ini biasa disebut
waktu tinggal campuran di dalam tangki, yang besarnya ditentukan oleh laju alir
campuran yang lewat serta volume tangki di mana reaksi berlangsung.
Tangki tipe ini bisa terdiri dari satu tangki atau lebih. Biasanya
tangki–tangki ini dipasang vertikal dengan pengadukan sempurna. Pengadukan pada
masing-masing tangki dilakukan secara kontinu sehingga diperoleh suatu keadaan
di mana komposisi campuran di dalam tangki benar-benar seragam. Tangki tangki
ini biasanya digunakan untuk reaksi-reaksi dalam fase cair, untuk reaksi
heterogen cair – padat atau reaksi homogen cair- cair dan sebagainya.
Tiga
buah tangki berpengaduk yang disusun secara seri mempunyi respon berbentuk
kurva eksponensial untuk tanki pertama : tempat terjadi perubahan input , dan
kurva sigmoidal (bentuk huruf S) untuk dua tangki berikutnya. Perbedaan bentuk
kurva diakibatkan oleh transfer lag ; kelembapan akibat perpindahan , yang pada
akhirnya akan mencapai konstan pada titik yang sama.
A
adalah konsentrasi dalam tangki pertama setelah terjadinya oerubahan input
konsenrasi yang diukur menggunakan alat konduktor, sedangkan E adalah
konsentrasi awal (konduktivitas awal) dan t adalah waktu konstan aau time
constant, yang besarnya 2/3 dari total perubahan mencapai konstan (63,2%) .
A
= E (1 -
) dapat disederhanakan menjadi
dA/dT = (E/T)
A
= 0,6321 E
Dikarenakan
kelambatan ini, maka suatu perubhan terhadap input akan kembali stabil etelah
waktu konstan, dengan menghitung waktu konstan maka dapat diperkirakan waktu
yang dibutuhjjan oleh suatu perubahan untuk mencapastabil suatu keadaan konstan
atau stabil sehingga pengaturan dapat sebelum perubahan tersebut disarankan
oleh suatu proses atau system.
A. Reaktor
Reaktor adalah suatu alat proses tempat di mana
terjadinya suatu reaksi berlangsung, baik itu reaksi kimia atau nuklir dan
bukan secara fisika. Reaktor kimia adalah segala tempat terjadinya reaksi
kimia, baik dalam ukuran kecil seperti tabung reaksi sampai ukuran yang besar
seperti reaktor skala industri. Reaktor CSTR beroperasi pada kondisi steady
state dan mudah dalam kontrol temperatur, tetapi waktu tinggal reaktan
dalam reaktor ditentukan oleh laju alir dari feed masuk dan keluar, maka
waktu tinggal sangat terbatas sehingga sulit mencapai konversi reaktan per
volume reaktor yang tinggi, karena dibutuhkan reaktor dengan volume yang sangat
besar (Smith, 198: 325).
Ada dua model teoritis paling populer yang digunakan dalam
pereaksian kimia yang beroperasi dalam keadaan tunak (steady-state),
yaitu CSTR (Continuos Stirred Tank Reactor) dan plug Flow Reaktor (PFR).
Perbedaannya adalah pada dasar asumsi konsentrasi komponen-komponen yang
terlibat dalam reaksi. CSTR merupakan reaktor model berupa tangki berpengaduk
dan diasumsikan pengaduk yang bekerja dalam tangki sangat sempurna sehingga
konsentrasi tiap komponen dalam reaktor seragam sebesar konsentrasi aliran konsentrasi
tiap komponen dalam reaktor seragam sebesar konsentrasi aliran yang keluar dari
reaktor. Model ini biasanya digunakan pada reaksi homogen di mana semua bahan
baku dan katalis cair (Nauman, 2002: 23).
Reaktor tangki berpengaduk yang ideal beroperasi secara
isotermal pada kecepatan alir yang konstan. Bagaimanapun kesetimbangan energi
diperlukan untuk memprediksi temperatur agar konstan pada saat panas dari
reaksi cukup (atau pertukaran panas antara lingkungan dengan reaktor tidak
mencukupi) untuk membuat perbedaan antara suhu umpan dengan reaktor. Tangki
berpengaduk dapat memberikan pilihan yang lebih baik atau bahkan lebih buruk
daripada tubular flow unit pada sistem reaksi ganda. Biasanya hal
terpenting adalah nilai relatif atau energi aktivas (Smith,1981: 327).
B.
Daya
Hantar Listrik Pada Suatu Larutan
Larutan adalah campuran homogen dari dua
jenis atau lebih zat. Suatu larutan terdiri atas zat pelarut ( solvent ) dan
zat terlarut ( solute ). Dilihat dari kemampuannya dalam menghantarkan arus
listrik larutan dibedakan menjadi dua yaitu elektrolit kuat dan elektrolit lemah. Garam merupakan salah satu
contoh dari elektrolit kuat.
Menurut
Arrhenius, larutan elektrolit mengandung ion yang
bergerak bebas. Ion inilah yang menghantarkan arus listrik melalui larutannya.
Zat elektrolit dapat berupa senyawa ion dan senyawa. kovalen polar.
C. Dinamika Reaktor Tangki
Reaktor adalah suatu alat tempat
terjadinya suatu reaksi kimia untuk mengubah suatu bahan menjadi bahan lain
yang mempunyai nilai ekonomis lebih tinggi. Continuous Stirred-Tank
Reactor (CSTR) merupakan suatu tangki reaktor yang digunakan untuk
mencampur dua atau lebih bahan kimia dalam bentuk cairan denganmenggunakan
pengaduk (mixer). Pada Continuous
Stirred-Tank Reactor terdapat heater
yang akan menghasilkan panasuntuk mengatur temperatur cairan pada harga
tertentu. Gambar fisik Continuous Stirred-Tank Reactor dapat
dilihat pada gambar di bawah ini:
Reaktor
CSTR bekerja secara kontinyu, dengan laju massa umpan sama besar denganlaju
massa keluar dari tangki. Umpan dengan konsentrasi tetap mengalir secara
kontinyu dapat dipandang sebagai umpan
dengan pola step.
Neraca massa NaCl
[laju akumulasi] = [laju
masuk] – [laju keluar]
V dCi= qo Co
– qi Ci…………………………………………………(2)
dt
dt
Untuk laju alir masuk sama dengan
laju alir keluar (=q), ruas kiri dan ruas kanan daripersamaan 1 dibagi dengan
laju alir q, persamaan menjadi:
i
i
dt ……………………………………………………………...(3)
Persamaan 2 dapat disederhanakan
dengan integrasi
=
………………………………………………………..(4)
Integrasi dapat diselesaikan dengan
memisalkan, U = Co-Ci; sehingga dU = -dCi sehinggasyarat batasnya menjadi :
t = 0; Ci= 0; Uo= Co
t = t; Ci= Ci; U = Ci- Co
=
................................................................(5)
-ln
=
………………………………………………………………........(6)
-ln
=
………………………………………………………………….(7)
- ln
= -
=
=
=1-
)…………………………………………………………(8)
Persamaan (7) mencerminkan hubungan
antara konsentrasi NaCl terhadap waktu padareaktor tinggal CSTR dengan umpan
berbentuk step.Pada saat konsentrasi (Ci) mendekati konstan yaitu pada saat t=t
; konsentrasi NaCldalam tangki adalah Ck.(Ck mendekati harag Co)
Ck = Co (1-
Pada saat Ci=Ck input step
dihentikan, kemudian diganti dengan umpan berupa aquadest, konsentrasi NaCl =
nol. (model ini dapat dianggap seperti kelakuan tangki setelahmendapat input
berupa pulse).
Neraca massa
NaCl
[laju akumulasi] = [laju masuk]
– laju keluar]
V dCi= qo Co – qi
Ci………………………………………………………….(9)
dt
Untuk laju alir masuk sama dengan
laju alir keluar = (q), Co=0 (aquades) ruas kiri dan kanan dari persamaan 1
dibagi dengan laju alir q. Persamaan menjad :
i
i
dt...............................................................................(10)
Persamaan 8 dapat diselesaikan
dengan integrasi
=
……………………….………………………………….(11)
Syarat batas dari persamaan adalah:
t = 0; Ci = Ck dan pada t = t; Ci =
Ci
-ln
=
=
……………………………120………………………………(12)
Persamaan
(12) mencerminkan hubungan antara konsentrasi NaCl terhadap waktu pada reaktor
tunggal CSTR dengan umpan berbentuk pulse.
D. Tujuan Pemodelan
Gambar berikut ini memberikan ilustrasi
sederhana dari pendefinisian masalah CSTR. Pertimbangkan sistem
proses reaktor tangki berpengaduk kontinyu (CSTR) dengan aliran terus menerus
masuk dan keluar dan dengan reaksi orde pertama kimia tunggal terjadi.
Diasumsikan bahwa tangki adalah mengikuti proses adiabatik, sehingga dinding
yang sempurna terisolasi dari sekitarnya. Adapun tujuan dari pemodelan untk
menjelaskan perilaku dinamis dari CSTR jika perubahan konsentrasi masuk.
Kisaran yang diinginkan dari variabel proses akan berada di antara nilai yang
lebih rendah x ^ dan atas nilai x ^ dengan akurasi yang diinginkan dari 10%.
Gambar tangki pencampur kontinyu.
E. Mekanisme Kerja Reaktor
Tangki Berpengaduk
Pada reaktor ini proses berlangsung
secara kontinue. Terjadinya pengadukan merupakan hal yang paling penting dalam
reaktor ini, karena dengan pengadukan menyebabkan reaksi menjadi homogen
sehingga terdapat umpan masuk dan terbentuk produk yang keluar selama proses
berlangsung.
F. Efektifitas tangki
Efektivitas tangki dapat diukur dari
perbandingan volume tangki sesungguhnya dibandingkan dengan volume yang
diperoleh dari perhitungan volume tangki seungguhnya dapat dihitung dengan
mengukur dimensi tangki, yaitu diameter dan tinggi dari tangki.Volume efektiv
dari tangki, yaitu volume yang benar-benar terpakai untuk terjadinya reaksi
dapat diperkirakan dari penurunan lebih lanjut persamaan (1). Yaitu menghitung
harga gradien konsentrasi NaCl pada saat t=0 pada reaktor CSTR dengan umpan
step pada tangki pertama.
V
dCi= qo Co – qi Ci
Pada
saat t=0 ; Ci=0 ; persamaan menjadi :
= qo
Co – qi Ci.0………………………………(13)
= qo
Co
=
Co………………………………………(14)
Harga
gradient konsentrasi ini juga dapat dihitung dari aluran data konsentrasi
terhadap waktu. Untuk menghitung volume efektif dari reaktor CSTR. V= qo.t
G.
Macam-macam Jenis Pengaduk
Jenis-jenis pengaduk yang biasa digunakan yakni pengaduk baling-baling (propeller),
pengaduk turbin (turbine), pengaduk dayung (paddle) dan
pengaduk helical ribbon.
1. Pengaduk
Baling-baling
Pengaduk jenis ini digunakan pada
kecepatan berkisar antara 400 hingga 1750 rpm (revolution per minute)
dan digunakan untuk bahan berupa cairan dengan viskositas rendah. Terdapat 3
jenis pengaduk baling-baling yang sering digunakan yaitu Marine
propeller, hydrofoil propeller, dan high flow propeller.
2. Pengaduk
Dayung (Paddle)
Pengaduk jenis ini digunakan pada
kecepatan rendah diantaranya 20 hingga 200 rpm. Pengaduk jenis ini sebaiknya
tidak digunakan untuk bahan dengan viskositas tinggi seperti padatan. Terdapat
beberapa jenis pengaduk dayung yaitu Paddle anchor, paddle flat
beam-basic, paddle double-motion, paddle gate, paddle horseshoe, paddle glassed
steel, paddle finger, paddle helix, dan multi helix.
3. Pengaduk
Turbin
Pengaduk
turbin memiliki bentuk dasar yang sama dengan pengaduk dayung hanya saja
pengaduk turbin memiliki daun yang lebih banyak dan pendek. Pengaduk jenis ini
dapat digunakan untuk bahan kering maupun basah. Pengaduk turbin dengan daun
berbentuk datar memberikan aliran yang radial. Pengaduk turbin jenis ini baik
digunakan untuk mendispersi gas sebab gas akan dialirkan dari bagian bawah
pengadukan dan akan menuju bagian daun pengaduk lalu terpotong-potong menjadi
gelembung gas.
Ada pun
beberapa jenis pengaduk turbin adalah sebagai berikut: turbine disc flat
blade, turbine hub mounted curved blade, turbine pitched blade, turbine bar,
danturbine shrouded. Pengaduk turbin dengan daun berbentuk miring 450 banyak
digunakan untuk bahan dengan viskositas tinggi / padatan, hal ini karena
pengaduk jenis ini menghasilkan pergerakan fluida yang lebih besar.
4. Pengaduk Helical- Ribbon
Pengaduk jenis Helical- Ribbon memiliki bentuks
eperti pita (ribbon) yang
dibentuk dalam sebuah bagian yang bentuknya seperti baling- baling helicopter
dan ditempelkan kepusat sumbu pengaduk (helical).
Pengaduk jenis ini memiliki rpm yang rendah dan digunakan untuk bahan-bahan
dengan viskositas tinggi. Ada pun beberapa jenis pengaduk helical-ribbon adalah sebagai
berikut: ribbon impeller, double
ribbon impeller, helical screw impleller, sigma impleller,dan z-blades.
3.
BAHAN
DAN ALAT
· Bahan
yang digunakan :
Kalium
klorida yang dilarutkan dalam air sehingga mencapai konsentrasi 0,03 M dalam
tangki berpengaduk(3 L)
· Alat
yang digunakan :
- 1
set tangki berpengaduk bersusun seri
- 1
set konduktometer
- Stopwatch
- Gelas
kimia 100mL , 50ml , 500 ml
- Labu
takar 1000ml
- Spatula,
pengaduk, botol aquades.
4.
LANGKAH
KERJA
A. Prosedur
Kalibrasi
1.
Memasang sek konduktivitas
pada socket “cond cell” dengan socket berwarna hitam
2.
Memasang resistance
termometer pt-100 pada socket warna merah.
3.
Menghidupkan alat
konduktometer
4.
Mengecek harga kanstanta cell
npada elektroda immension cell, memasukan harga 1,00 pada “cell const” dan
menekan tombol xl
5.
Memasukkan harga temperature
pada “temp” dengan menekan tombol “temp”
6.
Memasukkan harga keef temp,
untuk larutan KCl 2,00 sedangkan untuk yang lain, dapat melihat pada tabel,
jika tidak dalam tabel memasukan harga 2
7.
Menggunakan frekuensi 2KHz
(tombol tidak ditekan)
8.
Mengisi gelas kimia 100 ml
KCl 0,1 N dan memasukkan elektroda kedalamnya.
9.
Mengatur temperature larutan
KCl sesuai dengan tabel atau menekan tombol “temp”
10. Memasukkan
harga K pada suhu larutan untuk menghitung konstanta cell (K)
K = K
pada tabel temp t/m pengukuran
11. Kalibrasi
telah selesai dan mencetak harga konduktivitas larutan KCl 0,1N
B. Prosedur
Pengukuran Efek Berulang
1.
Mengkalibrasi
konduktormeter yang akan digunakan sesuai prosedur kalibrasi.
2. Mempersiapkan 10 liter aquades dalam
tangki penampungan dibelakang alat.
3. Mengisi ke 3 tangki
berpengaduk dibagian depan dengan larutan KCl
0,025 M.
4. Menghidupkan pengaduk dan atur
laju pengadukan dengan kecepatan medium. Ukur konduktivitas ke 3 tangki di
depan, pastikan nilai konduktivitas harus sama (matikan pengaduk saat melakukan
pengukuran konduktivitas)
5. Menghidupkan pompa dan alirkan
aquadest dari tangki penampungan ketangki
berpengaduk tentukan
laju alir ke tangki berpengaduk dengan menggunakan stopwatch (volume air
tertampung/waktu).
6. Memasukkan selang berisi
aquadest ke tangki berpengaduk I dan catat waktu sebagai waktu 0 menit.
7. Mengukur konduktivias di
tangki berpengaduk I,II,III bergantian setiap 2 menit . (matikan pengaduk saat
melakukan pengukuran konduktivitas)
8. Mengulangi langkah ke7
hingga didapat harga konduktivitas yang konstan dike3 tangki berpengaduk.
9. Setelah
selesai, mengosongkan
seluruh tangki penampung dan ke 3 tangki berpengaduk. Cucibersih dengan air
karena sisa air garam dapat membuat korosi pada alat.
Alternatif :
Ke 3 tangki berpengaduk
di isi dengan larutan KCL 0,025 M (±2000mL) sedangkan tangki penampungan di isi
dengan air aquades.
5. DATA PENGAMATAN
Tabel
1. Pengkonstanan Konduktivity Aliran Keluar
|
Waktu
(menit)
|
Konduktivity (mS/cm)
|
||
|
Tanki 1
|
Tanki 2
|
Tanki 3
|
|
|
0
|
5,05
|
5,05
|
5,05
|
|
2
|
2,42
|
4,29
|
4,47
|
|
4
|
3,9
|
4,75
|
4,93
|
|
6
|
3,45
|
4,5
|
4,65
|
|
8
|
3,15
|
4,37
|
4,63
|
|
10
|
2,86
|
4,32
|
4,64
|
|
12
|
2,81
|
4,26
|
4,6
|
|
14
|
2,57
|
4,11
|
4,57
|
|
16
|
2,47
|
4,07
|
4,54
|
|
18
|
2,32
|
3,91
|
4,47
|
|
20
|
2,28
|
3,8
|
4,45
|
|
22
|
2,13
|
3,79
|
4,44
|
|
24
|
2,11
|
3,68
|
4,44
|
|
26
|
2
|
3,58
|
4,23
|
|
28
|
1,813
|
3,56
|
4,22
|
|
30
|
1,741
|
3,34
|
4,13
|
|
32
|
1,644
|
3,3
|
4,19
|
|
34
|
1,573
|
3,27
|
4,21
|
|
36
|
1,504
|
3,12
|
4,15
|
|
38
|
1,399
|
3,09
|
4,09
|
|
40
|
1,378
|
3,04
|
4,07
|
|
42
|
1,344
|
2,91
|
3,77
|
|
44
|
1,28
|
2,61
|
3,79
|
|
46
|
1,225
|
2,8
|
3,9
|
|
48
|
1,117
|
2,59
|
3,82
|
|
50
|
1,49
|
2,64
|
3,75
|
|
52
|
1,067
|
2,63
|
3,74
|
|
54
|
0,96
|
2,08
|
3,12
|
|
56
|
0,94
|
2,23
|
3,37
|
|
58
|
1,07
|
2,2
|
3,28
|
|
60
|
0,819
|
2,21
|
3,18
|
|
62
|
0,85
|
2,16
|
3,29
|
|
64
|
0,81
|
2,09
|
3,32
|
|
66
|
0,779
|
2,08
|
3,23
|
|
68
|
0,763
|
1,914
|
3,16
|
|
70
|
0,75
|
1,882
|
3
|
|
72
|
0,688
|
1,915
|
3,22
|
|
74
|
0,652
|
1,493
|
2,62
|
|
76
|
0,581
|
1,469
|
2,48
|
|
78
|
0,538
|
1,388
|
2,37
|
|
80
|
0,521
|
1,347
|
2,35
|
|
82
|
0,51
|
1,341
|
2,34
|
|
84
|
0,51
|
1,362
|
2,41
|
|
86
|
0,53
|
1,408
|
2,51
|
|
88
|
0,524
|
1,433
|
2,47
|
|
90
|
0,553
|
1,492
|
2,67
|
|
92
|
0,575
|
1,381
|
2,7
|
|
94
|
0,556
|
1,488
|
2,74
|
|
96
|
0,558
|
1,408
|
2,54
|
|
98
|
0,539
|
1,306
|
2,43
|
|
100
|
0,494
|
1,283
|
2,43
|
|
102
|
0,454
|
1,235
|
2,37
|
|
104
|
0,435
|
1,136
|
2,28
|
|
106
|
0,407
|
1,084
|
2,22
|
|
108
|
0,39
|
0,986
|
2,01
|
|
110
|
0,371
|
0,913
|
1,85
|
|
112
|
0,346
|
0,831
|
1,805
|
|
114
|
0,327
|
0,805
|
1,604
|
|
116
|
0,306
|
0,706
|
1,42
|
|
118
|
0,28
|
0,648
|
1,226
|
|
120
|
0,277
|
0,588
|
1,258
|
|
122
|
0,255
|
0,555
|
1,153
|
|
124
|
0,242
|
0,51
|
1,102
|
|
126
|
0,246
|
0,48
|
1,079
|
|
128
|
0,246
|
0,483
|
0,976
|
|
130
|
0,227
|
0,456
|
0,985
|
|
132
|
0,218
|
0,42
|
0,903
|
|
134
|
0,21
|
0,385
|
0,862
|
|
136
|
0,205
|
0,38
|
0,819
|
|
138
|
0,203
|
0,353
|
0,676
|
|
140
|
0,196
|
0,326
|
0,667
|
|
142
|
0,19
|
0,309
|
0,629
|
|
144
|
0,185
|
0,244
|
0,454
|
|
146
|
0,18
|
0,227
|
0,426
|
|
148
|
0,178
|
0,208
|
0,397
|
|
150
|
0,175
|
0,194
|
0,363
|
|
152
|
0,17
|
0,181
|
0,266
|
|
154
|
0,164
|
0,168
|
0,2
|
|
156
|
0,161
|
0,163
|
0,172
|
|
158
|
0,16
|
0,161
|
0,168
|
|
160
|
0,16
|
0,16
|
0,164
|
|
162
|
0,16
|
0,16
|
0,162
|
|
164
|
0,16
|
0,16
|
0,16
|
|
166
|
0,16
|
0,16
|
0,16
|
6.
PERHITUNGAN
a. Pembuatan
Larutan
·
Larutan KCl 0,03 M dalam1
liter air
gr KCl =
M x V x BM
= 0,03
mol/L x 1 L x 74,55 gr/mol
= 2,2365
gr (dibuat sebanyak 3 liter)
·
Larutan KCl 0,1 M dalam 100
ml air
gr KCl =
M xV x BM
= 0,1
mol/L x 0,1 L x 74,55gr/mol
= 0,7455
gr
- Kalibrasi konduktometer
Dik : KCl 0.1 M
Konduktivitas
terukur: 26.28 mS.S-1
Dit : a. Konduktivitas KCl secara teoritis?
b.
%Kesalahan?
Jawab :
o Konduktivitas KCl 0.1 M teoritis
= 0.00735 S.cm-1
= 7.35 mS.cm-1
= 0.00763 S.cm-1
= 7.63 mS.cm-1
Sehingga,
L
(KCl) =
7.35 mS.cm-1 + 7.63 mS.cm-1
=
14.98 mS.cm-1
o %Kesalahan =
x 100 %
=
x 100 %
=
44.59 %
c. Laju
aliran masuk
V = 100 ml
t = 191 s
Q = 100 ml / 191 s
= 0,5235 ml/s
d. Volume
tangki 1 :
Diameter = 9,4 cm,
Jari-jari = 4,7 cm
Tinggi tabung = 11,8 cm
V = ¼ π
x d2 x t
=
¼ 3,14 x (9,4 cm)2 x
11,8 cm
=
81847 cm3
=
818,4787 ml
e. Time
Constant
· Secara teori (Kt)
K max
= 5,05
Kmin = 0,16
Kt = (Kmax
– Kmin) 63,21%
=
(5,05 – 0,16) 63,21%
= 3,091
·
Setelah
melakukan praktikum kali ini, dapat dianalisa bahwa tangki
berpengaduk
yang disusun
secara berseri
mempunyai jarak yang berbed
aantar setiap
tangkinya. Tangki 1 dan
tangki
2 dihubungkan
langsung oleh
pipa
di bagian
bawah tangki
tersebut,
sehingga
saat tangki 1 berisi
suatu larutan
maka tangki 2 juga
akan langsung
berisi larutan
dengan tinggi
dan
volume yang sama
seperti tangki 1. Sedangkan tangki 2 dan
tangki
3 dihubungkan
dengan pipa
dengan jarak
tertentu. Setelah
tangki
2 mencapai
maksimum,
cairan di tangki 2 akan
masuk kedalam
pipa
yang dipasang
berdiri dalam
tangki,
cairan lalu turun
dan masuk
kedalam tangki 3 melalui
bagian bawah
tangki
3. Jarak yang berbeda
antara tangki 1, 2, dan 3 tersebut menyebabkan
adanya sifat
dinamis pada
tangki berpengaduk yang disusun secara
berseri. Pada prinsipnya air yang terdapat
dalam bak penampung dibagian belakang dialirkan menuju ketiga tangki
berpengaduk yang sebelumnya telah diisi dengan larutan KCl, sehingga air yang
mengalir ke tangki akan mengisi tangki dan bercampur dengan larutan KCl
sehingga terjadi perubahan konsentrasi pada masing – masing tangki. Tetapi lama
– kelamaan konsentrasi ketiga tangki akan sama pada waktu tertentu.
Pada setiap
tangki tersebut, di isi
dengan larutan
KCl
0,03 M,
konduktivitas
larutan
yang semula
5,05 ms/cm lama kelamaan
menurun seiring
dengan penambahan air dari
tangki belakang. Air pada tangki belakang dialirkan dengan laju alir 0,5235
ml/s. Dari data pengamatan
dapat dilihat
bahwa,
perubahan
konduktivitas pada
tangki
ke-3 lebih lama daripada
tangki pertama
dan kedua.
Hal
ini dikarenakan
penyusunan tangki
tersebut memiliki
jarak
yang jauh
dan prinsip
pemasangannya berbeda
dengan pemasangan
tangki
1 dan 2.
Sehingga dari praktikum yang telah dilakukan didapat keadaan
konstan untuk ketiga tangki pada menit ke 164 dengan nilai konduktivitas 0,16 mS/cm.
8.
KESIMPULAN
Setelah melakukan percobaan, dapat disimpulkan
bahwa :
·
Konsentrasi larutan dari
ketiga tangki akan berbeda pada saaat awal penambahan aquadest (umpan). Namun,
pada saat tertentu konsentrasi larutan pada ketiga tangki akan sama (homogen).
Waktu dimana ketiga tangki memiliki konsentrasi yang sama disebut waktu
konstan.
·
Semakin lama waktu konstan,
maka semakin banyak pula umpan yang dibutuhkan.
·
Faktor-faktor yang
mempengaruhi waktu konstan: laju alir umpan dan pengadukan.
·
Tangki berpengaduk yang disusun secara
berseri memiliki
perilaku dinamis
akibat adanya
jarak
yang berbeda
antara ketiga
tangki.
·
Konduktifitas larutan
KCl
0,03 M pada tangki
setiap tangki lama kelamaan menurun
dengan adanya
penambahan aquadest.
·
Larutan pada ketiga
tangki berada pada keadaan konstan mulai pada menit ke 164 sampai menit – menit
berikutnya konstan dengan konduktivitas sebesar 0,16 mS/cm.
DAFTAR
PUSTAKA
-
Jobsheet. 2015. “Petunjuk Praktikum
Pengendalian
Proses”. Palembang: JurusanTeknik
Kimia PoliteknikNegeriSriwijaya.
No comments:
Post a Comment