PENENTUAN DENSITAS

PENENTUAN DENSITAS

I.                  TUJUAN PERCOBAAN

·        Mampu menjelaskan pengertian dan peranan sifat fisik batubara

·        Mampu menentukan densitas batubara

II.               ALAT DAN BAHAN

Alat yang digunakan :

·        Desikator

·        Spatula

·        Piknometer

·        Corong Kecil

·        Gelas Ukur

·        Kaca Arloji

Bahan yang digunakan :

·        Batubara hasil preparasi sampel 60 mesh

III.           DASAR TEORI

Densitas Secara Umum

Densitas atau Massa jenis adalah pengukuran massa setiap satuan volume benda. Semakin tinggi massa jenis suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap volumenya.

Satuan SI massa jenis adalah kilogram per meter kubik (kg·m^-3)

Massa jenis berfungsi untuk menentukan zat. Setiap zat memiliki massa jenis yang berbeda. Dan satu zat berapapun massanya berapapun volumenya akan memiliki massa jenis yang sama.

Rumus untuk menentukan massa jenis adalah

dengan

ρ adalah massa jenis,

m adalah massa,

V adalah volume.

Satuan massa jenis dalam 'CGS [centi-gram-sekon]' adalah: gram per sentimeter kubik (g/cm³).

1 g/cm³=1000 kg/m³

Massa jenis air murni adalah 1 g/cm³ atau sama dengan 1000 kg/m³

Densitas Batubara

Padatan yang porous seperti batubara, memiliki tiga perbedaan dalam pengukuran densitasnya; true density, particle density, dan apparent density. Apparent density batubara dapat dilakukan dengan cara membenamkan sampel batubara di dalam cairan dan kemudian mengukur cairan yang terpindahkan. Untuk prosedur ini, cairan harus: (1) membasahi permukaan batubara, (2) tidak ada absorbsi yang kuat pada permukaan, (3) tidak menyebabkan pengembangan, dan (4) menetrasi pori batubara.

True density batubara ditentukan dengan menggunakan prisip pemindahan helium. Helium baik digunakan sebab dapat menetrasi pori-pori sampel batubara tanpa menyebabkan interaksi secara kimiawi.

Particle density adalah berat suatu unit volume padatan termasuk pori dan rekahan (Mahajan dan Walker, 1978). Densitas partikel dapat ditentukan dengan cara satu dari tiga metode; (1) mercury displacement (Gan et al, 1982), (2) aliran gas (Ergun, 1951), atau (3) Silanization (Ettinger dan Zhupakhina, 1960).

Densitas batubara dapat bervariasi yang menunjukkan hubungan antara rank dan kandungan karbon. Batubara dengan kandungan karbon 85% biasanya menunjukkan suatu derajat ciri hidropobik yang lebih besar dari batubara berank paling rendah. Bagaimanapun, hasil temuan terbaru pada prediksi sifat hidropobik batubara mengindikasikan bahwa korelasi kharakteristik kandungan air lebih baik dari pada kandungan karbon dan begitupun rasio kandungan air/karbon lebih baik daripada rasio atomik oksigen/karbon. Begitupun, terdapat suatu hubungan antara sifat hidropobik batubara dan kandungan air ((Labuschagne, 1987; Labuschagne, 1988). Kecenderungan bahwa density batubara bernilai minimum pada kandungan karbon 85%. Sebagai contoh, karbon batubara 50-55% akan memiliki densiti sekitar 1,5 g/cm ³, dan cenderung berkurang hingga 1,3 g/cm ³ untuk batubara mengandung 85% karbon diikuti dengan peningkatan 1,8 g/cm ³ untuk batubara dengan kandungan karbon 87%. Sebagai pembanding, densitas graphite (2,25 g/cm ³) juga mengikuti kecenderungan ini.

Proses Pencucian Batubara

Pencucian ialah usaha yang dilkakukan untuk memperbaiki kualitas batubara,agar batubara tersebut memenuhi syarat penggunaan tertentu. Termasuk didalamnya pembersihan untuk mengurangi impurities anorganik.Karakteristik batubara dan impurities yang utama ditinjau dari segi pencucian secara mekanis ialah komposisi ukuran yang disebut size consist , perbedaan berat jenis dari material yang dipisahkan, kimia permukaan, friability relatif dari batubara dan impuritiesnya serta kekuatan dan kekerasan.  

Dalam proses pencucian batubara untuk memisahkan dari mineral pengotor,dipakai berbagai jenis peralatan konsentrasi berdasarkan sifat-sifat batubara darimineral pengotor. Perbedaan tersebut dapat berupa sifat fisik atau mekanik dari butiran tersebut, seperti halnya berat jenis, ukuran, warna, gaya sentripetal, gayasentrifugal ataupun desain peralatan itu sendiri.Pencucian batubata dilakukan karena batubara hasil penambangan bukanlah batubara yang bersih, tetapi masih banyak mengandung material pengotor. Pengotor  batubara dapat berupa pengotor homogen yang terjadi di alam saat pembentukan batubara itu sendiri, yang disebut dengan Inherent Impurities, maupun pengotor yangdihasilkan dari operasi penambangan itu sendiri, yang disebut extraneous impurities

.Dengan demikian pencucian batubara bertujuan untuk memisahkan dari material pengotornya dalam upaya meningkatkan kualitas batubara sehingga nilai panas bertambah dan kandungan air serta debu berkurang. Dengan menentukan densitas dari batubara itu sendiri, maka proses pencucian batubara tersebut akan lebih mudah, larutan pencuci dapat dipilih dengan range densitas yaitu lebih besar dari batubara dan lebih rendah dari pengotor, sehingga batubara akan mengapung dan pengotor akan tenggelam.

IV.           PROSEDUR PERCOBAAN

1.      Membuat larutan typol 1% dalam beaker gelas. Kemudian larutan tersebut disimpan ke dalam desikator, lalu divakumkan sampai tidak ada gelembung udara di dalam dan diatas larutan typol

2.      Piknometer diisi dengan larutan typol sampai terisi penuh, kemudian ditimbang

3.      Sebagian volume didalam piknometer dipindahkan memakai pipet

4.      Satu gram sampel batubara ditimbang (60 mesh), lalu dimasukkan ke dalam piknometer yang berisi typol tadi dengan menggunakan corong kecil

5.      Piknometer divakumkan ke dalam desikator. Setelah batubara sudah turun semua ke dasar piknometer, lalu piknometer diisi kembali dengan typol sampai penuh dan menimbangnya kembali.

V.               DATA PENGAMATAN

No	Penimbangan	Berat (gr)
1.	Sampel batubara	1
2.	Piknometer kosong	131,3
3.	Piknometer + Typol	156,1
4.	Piknometer + Typol + Batubara	156,0
5.	Piknometer + Typol + Batubara (setelah mengendap)	156,0
6.	Berat labu ukur kosong	61,9
7.	Berat labu ukur+Typol	163,5

Volume typol yang dipindahkan = 100 ml

VI.           PERHITUNGAN

·        Berat Typol

(Berat labu ukur+Typol) – (Berat labu ukur kosong)

= 163,5 gr – 61,9 gr

= 101,6 gr

·        Densitas Typol

                             Berat typol

                             Volume typol       

=   101,6 gram

100 

= 1,016 gr/ml

-  Densitas typol teori = 1,028 gr/ml

·        Persen Kesalahan

  T – P     x 100%

     T

                     =   1,028 – 1,016     x 100%

                                 1,028

                     = 1,2%

·        Densitas Batubara

Berat batubara x berat jenis typol

Berat batubara – ((berat piknometer+typol+batubara)-(berat pikno+typol))

              =  1 gr x 1,016 gr/ml

                  1 – (156 gr – 156,1 gr)

              =  0,924 gr/ml

VII.        ANALISA PERCOBAAN

            Percobaan kali ini yaitu menentukan densitas batubara yang belum diketahui jenisnya. Pertama-tama membuat larutan typol 0,003% dengan cara melarutkan typol dengan 300 ml aquadest. Selanjutnya menghitung densitas, dari hasil perhitungan didapat densitas typol pada praktek ini sebesar 1,016 gr/ml. Dilanjutkan dengan menentukan densitas batubara. 1 gram batubara 60 mesh yang belum diketahui jenisnya, dimasukkan kedalam piknometer yang telah terisi setengah bagian volume, selanjutanya ditambah lagi larutan typol sampai tanda batas. Kemudian piknometer di vakumkan di dalam desikator sampai seluruh batubara turun ke dasar piknometer, kurang lebih satu jam. Dari percobaan dan data yang didapat, dilakukan perhitungan. Dari hasil perhitungan tersebut didapatlah densitas batubara 60 mesh yang dipakai sebagai sampel sebesar 0,924 gr/ml. Dari hasil pencarian teori densitas berbagai jenis batubara, yang terdekat dengan densitas batubara sampel yaitu batubara jenis bituminus. Densitas batubara jenis bituminus yaitu sebesar 0,833 gr/ml. Batubara jenis ini mengandung 68-86% unsur karbon dan berkadar air 8-10% dari beratnya. Batubara jenis ini merupakan kelas batubara yang paling banyak ditambang di Australia.

VIII.    KESIMPULAN

Dari praktikum yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa :

·        Densitas typol = 1,016 gr/ml

·        Densitas batubara yang dipakai = 0,924 gr/ml

·        Batubara yang digunakan sebagai sampel diperkirakan batubara jenis bituminus

·        Pertambahan berat jenis batubara sesuai dengan peningkatan derajat batubara tersebut

·        Jenis batubara dapat diketahui dengan cara menghitung densitas batubara yang digunakan

IX.           DAFTAR PUSTAKA

Ridwan,K.A..2014.Penuntun Praktikum Analisa Batubara.Palembang: Politeknik Negeri Sriwijaya

             Piknometer