View
453
Download
1
Category
Preview:
Citation preview
Tugas Kelompok
Pengetahuan Bahan Kontruksi Teknik Kimia dan Korosi
Kaca
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memenuhi tugas mata kuliah
Pengetahuan Bahan Konstruksi Teknik Kimia dan Korosi
Disusun oleh :
Kelompok
2011A
Yoel Laksmito ( 21030111060050 )
Aji Rachmanto ( 20130111060051 )
Aji Bayu Kurniawan ( 21030111060052 )
PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA
PROGRAM DIPLOMA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DIPONEGORO
SEMARANG
2011
1
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah melimpahkan
rahmat, nikmat serta karunia sehingga tugas kelompok mata kuliah Pengetahuan
Bahan Kontruksi Teknik Kimia dan Korosi untuk pembuatan makalah yang
berjudul “kaca” ini selesai. Penulisan makalah ini untuk memenuhi tugas mata
kuliah Pengetahuan Bahan Kontruksi Teknik Kimia dan Korosi pada semester 2
PSD III Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro tahun 2010/2011
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Heny Kusumayanti, ST, MT
selaku dosen pengampu mata kuliah Pengetahuan Bahan Kontruksi Teknik Kimia
dan Korosi yang telah membimbing serta memberi perhatian kepada mahasiswa.
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada teman, kerabat, dan pihak-pihak
lain yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah sukarela dan ikhlas
membantu menyelesaikan penulisan makalah ini.
Makalah ini masih jauh dari kata sempurna, maka dari itu penulis sangat
mengharapkan kritik dan saran yang membangun bagi kesempurnaan makalah ini.
Semoga Makalah ini senantiasa memberikan manfaat bagi pembaca.
Semarang, Maret 2011
Tim Penyusun
2
DAFTAR ISI
Halaman Judul……………………………………………………......1
Kata Pengantar………………………………………………………..2
Daftar Isi……………………………………………………………...3
Bab I Pendahuluan………………………… ………………………...4
I.1 Latar belakang..………………… ………………………...4
I.2 Perumusan masalah…………………………………..…….4
I.3 Tujuan..............……………………………………….........4
Bab II Isi……………………………………………………………. ..5
II.1.Kaca............……................................................................5
II..2 Sifat-Sifat dan karasteristik Kaca.................................. 5
II.3 Jenis-jenis kaca...................................................................7
II.4 Bahan baku Pembuatan Kaca.............................................9
II.5.Proses Pembuatan Kaca ....................................................11
Bab III Penutup.................................................................................... 13
III.1. Kesimpulan......................................................................13
III.2. Saran............................................................………........13
Daftar Pustaka………………………………………………….… .....14
3
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kaca, suatu benda yang banyak kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari.
Hampir di semua tempat pasti terpajang kaca. Entah itu kaca cermin, kaca
spion kendaraan dan lain-lain.
Banyak cerita yang menyebutkan , sejak tahun 6000 hingga 5000 sebelum
masehi, bangsa mesir sudah membuat perhiasan dari kaca, hingga tahun 2000
sebelum masehi, dimulai membuat barang-barang tembikar. Sementara pada
zaman Romawi bahan kaca lebih banyak digunakan untuk botol dan gelas.
Kaca jendela baru dimulai pada abad ke dua masehi, berkembang menjadi seni
kaca berwarna pada abad ke-12. Negeri yang terkenal saat itu sebagai pembuat
kaca adalah Venice di Italia. Hingga tahun 1900 an proses pembuatan kaca
merupakan keahlian yang dirahasiakan namun masih berdasarkan pada
pengalaman dan coba-coba.
Kaca merupakan materi bening dan transparan (tembus pandang) yang
biasanya di hasilkan dari campuran silikon atau bahan silikon dioksida (SiO2),
yang secara kimia sama dengan kuarsa (bahasa Inggris: kwarts). Biasanya
dibuat dari pasir silika. Namun, banyak dari kita yang belum tahu bagaimana
kaca itu di buat, padahal setiap hari kita menggunakannya. Oleh karena itulah,
penulis akan mengangkat materi tentang kaca dan proses pembuatannya dalam
makalah ini.
I.2 Perumusan Masalah
Dari persoalan di atas, rumusan masalahnya adalah:
1.2.1 Apa saja sifat dan karasteristik kaca ?
1.2.2 Apa saja bahan baku yang digunakan untuk membuat kaca ?
1.2.3 Bagaimana proses pembuatan kaca ?
4
I.3 Tujuan
1.3.1 Tujuan Umum
Mengetahui penjelasan tentang kaca .
1.3.2 Tujuan Khusus
1.3.2.1 Mengetahui sifat dan karasteristik kaca.
1.3.2.2 Mengetahui bahan – bahan pembuatan kaca.
1.3.2.3 Mengetahui proses pembuatan kaca
5
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Kaca
Kaca adalah amorf (non kritalin) material padat yang bening dan
transparan (tembus pandang), biasanya rapuh. ,kaca merupakan salah satu
material yang relative mudah di daur ulang karena dapat dilebur untuk
dibuat menjadi produk baru. Kaca memainkan peran penting dalam ilmu
pengetahuan dan industri. Karena struktur kimianya, fisik, dan khususnya
sifat optik kaca cocok untuk aplikasi optik dan bahan Optoelektronik,
peralatan laboratorium, isolator termal, bahan penguat, dan seni kaca (seni,
kaca studio).
Gambar 2.1 Kaca
Dipandang dari segi fisika kaca merupakan zat cair yang sangat
dingin. Disebut demikian karena struktur partikel-partikel penyusunnya
yang saling berjauhan seperti dalam zat cair namun dia sendiri berwujud
padat. Ini terjadi akibat proses pendinginan (cooling) yang sangat cepat,
sehingga partikel-partikel silika tidak “sempat” menyusun diri secara
teratur. Dari segi kimia, kaca adalah gabungan dari berbagai oksida
anorganik yang tidak mudah menguap , yang dihasilkan dari dekomposisi
dan peleburan senyawa alkali dan alkali tanah, pasir serta berbagai
penyusun lainnya. Kaca memiliki sifat-sifat yang khas dibanding dengan
golongan keramik lainnya. Kekhasan sifat-sifat kaca ini terutama
dipengaruhi oleh keunikan silika (SiO2) dan proses pembentukannya.
6
Hasil daur ulang kaca digunakan untuk membuat fiberglass, batu
kaca, dan ubin. Daur ulang kaca lebih hemat dibandingkan membuat kaca
baru dari materi mentah. Daur ulang kaca juga dapat mengurangi
kerusakan lingkungan akibat penambangan pasir, soda, dan batu gamping.
2.2 Sifat dan Karasteristik Kaca
Beberapa sifat-sifat kaca secara umum adalah:
a. Padatan amorf (short range order).
b. Berwujud padat tapi susunan atom-atomnya seperti pada zat cair.
c. Tidak memiliki titik lebur yang pasti (ada range tertentu)
d. Mempunyai viskositas cukup tinggi (lebih besar dari 1012 Pa.s)
e. Transparan, tahan terhadap serangan kimia, kecuali hidrogen fluorida.
Karena itulah kaca banyak dipakai untuk peralatan laboratorium.
f. Efektif sebagai isolator.
g. Mampu menahan vakum tetapi rapuh terhadap benturan.
h. Massa jenis kaca berkisar antara 2 hingga 8,1 g/cm3.
i. Kekuatan tekannya 6000 hingga 21 kg/cm2.
j. Kekutan tariknya 1 hingga 300 kg/cm2.
k. Titik pelembekan kaca berkisar antara 500 hingga 1700° C.
l. Muai panjang untuk kaca berkisar antara 5,5.10-7 hingga 150.10-7 per
derajat celcius.
( Dian : 2003 )
2.3 Jenis-jenis kaca dan kegunaannya.
2.3.1 Silika lebur.
Silika lebur atau silika vitreo dibuat melalui pirolisis silikon
tetraklorida pada suhu tinggi, atau dari peleburan kuarsa atau pasir
murni. Secara salah kaprah, kaca ini sering disebut kaca kuarsa (quartz
glass). Kaca ini mempunyai ciri-ciri nilai ekspansi rendah dan titik
pelunakan tinggi. Karena itu, kaca ini mempunyai ketahanan termal
lebih tinggi daripada kaca lain. Kaca ini juga sangat transparan terhadap
radiasi ultraviolet. Kaca jenis inilah yang sering digunakan sebagai
7
kuvet untuk spektrometer UV-Visible yang harganya sekitar dua jutaan
per kuvet.
2.3.2 Alkali silikat.
Alkali silikat adalah satu-satunya kaca dua komponen yang secara
komersial, penting. Untuk membuatnya, pasir dan soda dilebur
bersama-sama, dan hasilnya disebut Natrium silikat. Larutan silikat
soda juga dikenal sebagai kaca larut air (water soluble glass) banyak
dipakai sebagai adhesif dalam pembuatan kotak-kotak karton
gelombang serta memberi sifat tahan api.
2.3.3 Kaca soda gamping.
Kaca soda gamping (soda-lime glass) merupakan 95 % dari
semua kaca yang dihasilkan. Kaca ini digunakan untuk membuat segala
macam bejana, kaca lembaran, jendela mobil dan barang pecah belah.
2.3.4. Kaca timbal.
Dengan menggunakan oksida timbal sebagai pengganti kalsium
dalam campuran kaca cair, didapatlah kaca timbal (lead glass). Kaca
ini sangat penting dalam bidang optik, karena mempunyai indeks
refraksi dan dispersi yang tinggi. Kandungan timbalnya bisa mencapai
82% (densitas 8,0, indeks bias 2,2). Kandungan timbal inilah yang
memberikan kecemerlangan pada “kaca potong” (cut glass). Kaca ini
juga digunakan dalam jumlah besar untuk membuat bola lampu,
lampu reklame neon, radiotron, terutama karena kaca ini mempunyai
tahanan (resistance) listrik tinggi. Kaca ini juga cocok dipakai sebagai
perisai radiasi nuklir.
2.3.5 Kaca borosilikat.
Kaca borosilikat biasanya mengandung 10 sampai 20% B2O3,
80% sampai 87% silika, dan kurang dari 10% Na2O. Kaca jenis ini
mempunyai koefisien ekspansi termal rendah, lebih tahan terhadap
8
kejutan dan mempunyai stabilitas kimia tinggi, serta tahanan listrik
tinggi. Perabot laboratorium yang dibuat dari kaca ini dikenal dengan
nama dagang pyrex. Kaca borosilikat juga digunakan sebagai isolator
tegangan tinggi, pipa lensa teleskop seperti misalnya lensa 500 cm di
Mt. Palomer (AS).
2.3.6 Kaca khusus.
Kaca berwarna , bersalut, opal, translusen, kaca
keselamatan,fitokrom, kaca optik dan kaca keramik semuanya
termasuk kaca khusus. Komposisinya berbeda-beda tergantung pada
produk akhir yang diinginkan.
2.3.7 Serat kaca (fiber glass).
Serat kaca dibuat dari komposisi kaca khusus, yang tahan terhadap
kondis cuaca. Kaca ini biasanya mempunyai kandungan silika sekitar
55%, dan alkali lebih rendah.
( Austin, Goerge T. 1984 )
2.4 Proses Pembuatan Kaca
2.4.1 Bahan Baku Pembuatan Kaca
2.4.1.1 Dolomite (CaO.MgO.H2O )
Dolomite digunakan sebagai sumber CaO dan MgO.
Dolomite ini biasanya berupa mineral tambang berwarna putih.
Penggunaan dolomite sangat penting karena dapat mempermudah
peleburan (menurunkan temperatur peleburan) serta mempercepat
proses pendinginan kaca.
Gambar 2.2 Dolomit
2.4.1.2 Soda Ash
9
Soda Ash adalah senyawa kimia berbentuk bubuk putih
dengan rumus Na2CO3 ( natrium karbonat). Soda Ash ini
digunakan sebagai sumber Na2O dan K2O. Fungsi dari Na2O
adalah menurunkan titik lebur. Secara umum, penggunaan Soda
Ash adalah mempercepat pembakaran, menurunkan titik lebur,
mempermudah pembersihan gelembung dan mengoksidasi besi.
Gambar 2.3 Soda Ash
2.4.1.3 Pasir Silika
Pasir Silika merupakan bahan utama. Pasir silika
merupakan sumber dari SiO2. Pasir silika yang digunakan sebagai
bahan baku kaca adalah pasir silika yang tidak banyak
mengandung pengotor, baik dari bahan organik maupun bahan
anorganik. Pasir silika berguna untuk membentuk cairan gelas
yang sangat kental yang memiliki ketahanan terhadap perubahan
temperatur yang mendadak.
Gambar 2.2 Pasir Silikat
2.4.1.4 Cullet
Cullet adalah pecahan-pecahan kaca, didapatkan dari kaca-
kaca bekas dan produk kaca gagal selama proses. Cullet
merupakan sisa – sisa dari pecahan kaca yang dapat digunakan
10
sebagai salah satu bahan baku utama dari produksi kaca. Tujuan
dari penggunaan cullet ini adalah mengurangi 3 bahan baku utama
di atas sehingga biaya produksi dapat semakin kecil. Komposisi
kimia dari cullet sama dengan komposisi kimia kaca yang
diproduksi. Selain itu, penggunaan cullet ini dapat memperkecil
melting point atau titik lebur dari pembuatan kaca, sehingga dapat
menghemat penggunaan bahan bakar.
Gambar 2.5 Cullet
Bahan baku kaca tidak hanya terdiri dari 3 bahan di atas,
tapi ada juga bahan pendukung lainnya, seperti Feldspar, Calumite,
Sodium Nitrate, Blue Dust, Nickel Oxide, Cobalt Oxide, Salt Cake,
Nepheline dan Sodium Selenite. Feldspar digunakan sebagai
sumber alumina (Al2O3) dan besi (Fe). Feldspar yang digunakan
harus memiliki kemurnian cukup tinggi dan mudah melebur.
Feldspar meleleh pada suhu 1100oC – 1200oC. Alumina berfungsi
untuk meningkatkan elastisitas dan kekuatan kaca terhadap
lingkungan, sedangkan Fe digunakan untuk memberikan bias
kehijauan sehingga dapat menaikkan persen transmitan dari kaca.
Sumber Al2O3 dan Fe dapat diperoleh juga dari Nepheline dan
Blue Dust. Kaca dapat juga diwarnai dengan menambahkan oksida
– oksida pewarna. Akan tetapi, bahan – bahan pewarna ini hanya
digunakan sedikit sekali dalam komposisi kaca. Bahan pewarna
yang digunakan untuk menghasilkan kaca berwarna hitam adalah
Blue Dust, Cobalt Oxide, dan Nickel Oxide. Untuk menghasilkan
kaca berwarna coklat digunakan bahan pewarna Blue Dust, Cobalt
Oxide, Sodium Selenite. Bahan pewarna yang digunakan untuk
11
menghasilkan kaca berwarna biru adalah Blue Dust, dan Cobalt
Oxide. ( Damar : 2002 )
2.4.2 Proses Pembuatan Kaca
Reaksi yang terjadi dalam pembuatan kaca secara ringkas adalah sebagai berikut:
Na2SO3 + SiO2 Na2O.SiO2 + CO2
CaCO3 + SiO2 CaO.SiO2 + CO2
Na2SO4 + SiO2 + C Na2O.SiO2 + SO2 + SO2 + CO
Walaupun saat ini terdapat ribuan macam formulasi kaca yang dikembangkan dalam 30 tahun terakhir ini namun gamping, silika dan soda masih merupakan bahan baku dari 90 % kaca yang diproduksi di dunia.
Sumber : ( Barsounan, Michael. 1997) .
BAB III
12
Pencampuran pasir silika dengan soda ash dan kapur dengan oksida timah
Pencampuran kembali oleh cullet, dolomit dan saltcake, kemudian campuran dilelehkan dalam tungku pembakaran
Setelah menyatu dan mencair, lalu dialirkan ke dalam sebuah ruang terapung
Kaca akan mengapung di atas lelehan timah dan mendinginkannya
Setelah agak dingin, kaca dialirkan ke pipa air yang dingin. Lalu dilakukan penyemprotan air pada kaca
Jika benar-benar sudah dingin, baru dipotong sesuai kebutuhan
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Kaca adalah amorf (non kritalin) material padat yang bening dan
transparan (tembus pandang). Kaca memilki beberapa sifat diantaranya
Berwujud padat tapi susunan atom-atomnya seperti pada zat cair. Tidak
memiliki titik lebur yang pasti (ada range tertentu). Transparan, tahan
terhadap serangan kimia, kecuali hidrogen fluorida.. Efektif sebagai isolator.
Jenis kaca antara lain kaca soda gamping, kaca timbal, sampai fiber glass.
Bahan Baku pembuatan kaca yang utama adalah pasir silikat, soda ash,
dolomit, dan cullet. Prinsip pembuatan kaca adalah pencampuran bahan , lalu
dipanaskan hingga meleleh untuk kemudian didinginkan.
3.2 Saran
Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi pembaca terutama bagi
pembaca yang ingin mengetahui tentang kaca. baik dari sifat, maupun jenis
hingga pembuatan kaca.
Daftar Pustaka
13
1. Austin, Goerge T. 1984. SHEREVE’S CHEMICAL PROCESS
INDUSTRIES.The Mc-Graw Hill inc.
2. Barsounan, Michael. 1997. FUNDAMENTALS OF CERAMIC. The Mc-
Graw Hill inc. Singapore.
3. Damar 2003.Pengetahuan umum tentang kaca. http://damzone89.wordpress.com/2011/06/17/pengetahuan-umum-tentang-kaca/. Jumat 13/04/2012 pukul 6 : 59 AM
4. Dian. 2002. Jenis-jenis kaca dan aplikasinya.
http://industri15dian.blog.mercubuana.ac.id/2011/01/14/jenis-jenis-kaca-
dan-aplikasinya/. Jumat 13/04/2012 pukul 6 : 59 AM.
14
Recommended