View
273
Download
3
Category
Preview:
Citation preview
8/10/2019 PIK asam fosfat
1/12
MAKALAH PROSES INDUSTRI KIMIA
ASAM FOSFAT
Disusun Oleh :
Arlunanda Adhiartha 21030113130175
Muhammad Nastabiq 21030113140154
Mukti Mabrur Muzakki 21030113120066
Rossa Dwi P 21030113130153
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DIPONEGORO
SEMARANG
2014
8/10/2019 PIK asam fosfat
2/12
2
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah SWT. yang telah mengaruniakan rahmat-Nya sehingga dapat
menyelesaikan penulisan Makalah Proses Industri Kimia tentang industri Asam Phospat secara
lancar dan sesuai waktunya. Makalah ini kami buat sebagai pendukung dan media alat dalam
program belajar diperkuliahan .
Dan pada kesempatan ini kami sebagai pembuat makalah ingin mengucapkan terima
kasih kepada Ibu Nita Ariyanti, S.T, M.T. sebagai Dosen Pembimbing pada mata kuliah Proses
Industri Kimia I yang telah membimbing dalam pengerjaan makalah ini.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusunan
Makalah ini, sehingga penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun
dari segenap pembaca demi kebaikan dan kesempurnaan Makalah ini.
Akhir kata, penulis menyampaikan terimakasih kepada Ibu Nita Ariyanti, S.T, M.T..
dosen pengasuh mata kuliah Proses Industri Kimia I serta semua pihak yang telah membantu
hingga makalah ini dapat terselesaikan. Semoga materi dalam makalah ini dapat berguna bagi
kami, khususnya mahasiswa Teknik Kimia Universitas Diponegoro.
Penulis
8/10/2019 PIK asam fosfat
3/12
3
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ....................................................................................................... 2
DAFTAR ISI...................................................................................................................... 3
BAB 1 SPESIFIKASI BAHAN BAKU DAN PRODUK
1.1Spesifikasi Bahan Baku ......................................................................................... 4
1.2Spesifikasi Produk Asam Fosfat ............................................................................ 5
1.3Kegunaan Asam Fosfat .......................................................................................... 6
BAB II PROSES PEMBUATAN DAN FLOW DIAGRAM
2.1 Deskripsi Pembuatan Asam Fosfat ........................................................................ 8
DAFTAR PUSTAKA....................................................................................................... 12
8/10/2019 PIK asam fosfat
4/12
4
BAB I
SPESIFIKASI BAHAN BAKU DAN PRODUK
1.1Spesifikasi Bahan Baku
1.1.1 Batuan Fosfat
Batuan fosfat adalah batuan yang terbentuk secara alami, tersusun dari mineral
apatit. Batuan fosfat tidak dapat sepenuhnya disebut mineral, karena tidak memiliki
komposisi kimia yang pasti. Batuan fosfat merupakan substansi sekunder yang
terbentuk akibat akumulasi dari sisa-sisa organik seperti tulang dan penggantian
kapur, kalsit, dll, dengan larutan fosfat untuk membentuk campuran kalsium fosfat.
Warna dalam apatit sering disebabkan oleh adanya unsur tanah langka atau dengan
penyinaran alam.
Fariasi batuan fosfat yang paling sering di temukan :
a. Fluorapatite : Ca10(PO4)6(F)2 setara dengan CaF2.3Ca3(PO4)2
b. Francotile :Ca10(PO4)6x(CO3)x(F,OH)2+x
Sifat mineralogi yang dimiliki adalah warna putih atau putih kehijauan, hijau,
berat jenis 2,81-3,23, dan kekerasan 5 dalam skala Mohs. Fosfat komersil dari
mineral apatit adalah kalsium fluo-fosfat dan kloro-fosfat dan sebagian kecil
wavellite, (fosfat aluminium hidros).
(Evan, 2000)
1.1.2 Asam Sulfat
Gambar 1.1 Asam sulfat
Rumus molekul : H2SO4
Berat molekul : 98,08 g/mol
Penampilan : cairan bening, tak berwarna, berbau pekat
Densitas : 1,84 g/cm3, cair
http://id.wikipedia.org/wiki/Rumus_kimiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Densitashttp://id.wikipedia.org/wiki/Densitashttp://id.wikipedia.org/wiki/Rumus_kimia8/10/2019 PIK asam fosfat
5/12
5
Kelarutan dalamair : tercampur penuh
Keasaman (pKa) : 3
Viskositas : 26,7cP (20 C)
Sifat Kimia
Reaksi dengan air
Reaksi hidrasi asam sulfat sangatlah eksotermik. Selalu menambahkan asam ke air
daripada air kedalam asam. Air sendiri memiliki massa jenis yang lebih rendah
dibandingkan dengan asam sulfat dan akan cenderung mengapung diatasnya,
sehingga apabila air ditambahkan kedalam asam sulfat pekat, ia akan dapat mendidih
dan bereaksi dengan keras. Reaksi yang terjadi yaitu pembentukan ion hidronium
dengan reaksi :
H2SO4+ H2O H3O++ HSO4-
HSO4-+ H2O H3O
++ SO4
2-
(Anonim, 2014)
1.2Spesifikasi Produk : Asam Fosfat
Gambar 1.2 Asam Fosfat
Tabel 1.1 Sifat fisik asam fosfat
Nama IUPACTrihydroxidooxidophosphorus
Phosphoric Acid
Rumus Molekul H3PO4
Berat Molekul 98 gr/mol
Wujud Padatan putih atau tidak berwarna
Berat Jenis1,885 g/mL (cairan)
1,685 g/mL (85% larutan)
http://id.wikipedia.org/wiki/Kelarutanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Airhttp://id.wikipedia.org/wiki/Konstanta_disosiasi_asamhttp://id.wikipedia.org/wiki/Viskositashttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Poise&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Poise&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Viskositashttp://id.wikipedia.org/wiki/Konstanta_disosiasi_asamhttp://id.wikipedia.org/wiki/Airhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kelarutan8/10/2019 PIK asam fosfat
6/12
6
2,030 g/mL (Kristal pada 25C )
Titik LelehAnhidrat 42,35 C (108,23 F; 315,5 K)
Hemihidrat 29,320C (84,78
0F; 302,47 K)
Titik Didih
158 C (316 F, 431 K)
Dekomposisi 2310C (415
0F; 486 K)
Kelarutan dalam Air
392,2 g/100 g (-16,3 C)
369,4 g/100 mL (0,50C)
446 g/100 mL (14,950C)
Miscible (42,30C)
Kelarutan Larut dalam etanol
Keasaman (pKa)
1 = 2,148
2 = 7,198
3 = 12,319
Viskositas2,4-9,4 cP (85% aq.solven)
147 cP (100%)
(Anonim, 2014)
1.3Kegunaan Asam Fosfat
Penggunaan asam fosfat diantara lain :- 85 % digunakan menjadi bahan utama pembuatan pupuk. Merupakan perantara antara
biji fosfat dan produk akhir seperti ammonium fosfat, tripel superfosfat, campuran
pupuk cair, dan beberapa tipe nitrat fosfat. Asam fosfat juga digunakan dalam
hidroponik pH solusi untuk menurunkan pH larutan hara. Sedangkan jenis-jenis asam
dapat digunakan, fosfor merupakan nutrisi yang digunakan oleh tanaman, terutama
selama berbunga, sehingga asam fosfat terutama diinginkan. Hidroponik Umum turun
pH larutan cair mengandung asam fosfat di samping asam sitrat dan amonium bisulfat
dengan buffer untuk mempertahankan pH stabil dalam reservoir nutrisi.
- 5 % bahan detergen dan pengolahan air sebagai aneka natrium fosfat karena dapat
membuat emulsi atau mendispersi zat padat serta meningkatkan sifat sifat detergen
dan bahan aktif permukaan.
8/10/2019 PIK asam fosfat
7/12
7
- 5 % sebagai bahan makanan. Dalam industri makanan, Asam Fosfat Food Grade
digunakan untuk mengasamkan makanan dan minuman seperti Cola. Berbagai garam
dari asam fosfat seperti monocalcium fosfat digunakan sebagai agen ragi
- 5 % lain-lain . (a) Asam phospat digunakan sebagai pembersih dengan konstruksi
perdagangan untuk menghilangkan kandungan mineral, noda semen, dan noda air
keras. Hal ini juga digunakan sebagai chelant di beberapa pembersih rumah tangga
bertujuan tugas pembersih semacam itu.
(Weingarten, 2009)
(Austin, 1984)
8/10/2019 PIK asam fosfat
8/12
8
BAB II
PROSES PEMBUATAN DAN FLOW DIAGRAM
2.1Deskripsi Pembuatan Asam Fosfat
Seiring berkembangnya zaman, perkembangan pesat dalam pembuatan asam fosfat dibagi
menjadi 2 metode yaitu :
- Proses Basah, dimana asam fosfat yang dihasilkan biasanya digunakan untuk industry
pupuk
- Proses Tanur Listrik, asam fosfat yang dihasilkan memiliki kemurnian yang lebih
tinggi dari pada proses basah . Biasanya asam fosfat yang dihasilkan digunakan
dalam bahan kimia berkualitass tinggi, farmasi, detergen, bahan makanan.
2.1.1
Proses Basah
Reaksi pokok dalam proses basah ialah :
CaF2.3Ca3(PO4)2 + 10H2SO4 + 20H2O10CaSO4.2H2O + 2HF + 6 H3PO4
Secara lebih sederhana
Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 + 6H2O 2H3PO4 + 3(CaSO4.2H2O)
Gipsum
Gambar 2.1 Pembuatan Asam Fosfat Proses Basah
8/10/2019 PIK asam fosfat
9/12
9
Pertama-tama batuan fosfat mentah digiling halus dan dimasukan dalam tangki
pencampran dengan H3PO4dingin daur ulang. Kemudian direaksikan di dengan asam
sulfat agar menghasilkan kristal gypsum dan H3PO4 dengan tenggang waktu
pemprosesan berkisar antara 1,55 sampai 12 jam. Dengan reaksi :
Ca3(PO4)2 + 4H3PO4 3Ca(H2PO4)2
Ca(H2PO4)2 + 3H2SO4 3CaSO + 6H3PO4
Banyaknya H3PO4 yang dihasilkan dipengaruhi oleh keadaan suhu dan
konsentrasi P2O5 yang berbanding lurus dengan H3PO4 , seperti pada gambar 2.2
Gambar 2.2 Perbandingan konsentrasi H3PO4 terhadap suhu dan konsentrasi P2O5
Seperti grafik di atas dapat dilihat bahwa dengan pemanasan pada suhu 70-800C
akan menghasilkan H3PO4 dengan konsentrasi 28%-32%. Sedangkan pada suhu 90-
1000C akan menghasilkan H3PO4 dengan konsentrasi 40%-52%. Sebagian dari asam
sulfat yang terlah dihasilkan akan disirkulasikan di tangki untuk bereaksi dengan
batuan fosfat lainnya. Sebagian besar lainnya akan didinginkann dengan
menggunakan pendingin vakum (kilat). Reaksi itu kemudian disaring dengan filter
panci miring Bird-Pryon seperti gambar 2.3
8/10/2019 PIK asam fosfat
10/12
10
Gambar 2.3 Filter Panci Miring Bird-Pryon
Didalam filter panci miring Bird-Pryon ini terjadi pemisahan antara H3PO4 dari
gypsum dengan pencucian . Gipsum dikeluarkan secaara otomatis. Kemudian H3PO4
diproses kembali dalam evaporator vakum untuk memurnikan H3PO
4dari flour .
(Weingarten, 2009)
(Austin, 1984)
2.1.2 Proses Tanur Listrik
Reaksi pokok dalam proses tanur listrik ialah :
CaF2.3Ca3(PO4)2 + 9SiO2 + 15CCaF2 + 6P + 15CO
Secara lebih sederhana
3Ca3(PO4)2 + 6SiO2 + 10C6CaSiO3 + P4 + 10CO H = -3055 kJ
Silika meupakan bahan baku yang penting dan sekaligus bertindak sebagai asan
dan fluks. Dari flour yang terdapat di dalam batuan fosfat , sekitar 20% nya
terkonversi menjadi SiF4dan menguap.
8/10/2019 PIK asam fosfat
11/12
11
Gambar 2.4 Pembuatan Asam Fosfat Proses Tanur Listrik
Dalam proses ini pertama-tama Batuan fosfat digiling dan diayak . Batuan dan
pasir di campur dengan kokas, disinter dan dimasukan ke dalam tanur listrik.
Campuran dipanaskan dan direduksi pada suhu tinggi. Terak dan ferofosfat
dikeluarkan secara terpisah. Uap dan CO dikeluarkan, fosfor dikondensasikan.
Kemudian fosfor di dilelehkan dan di semprot ke dalam menara oksidasi menjadi
P2O5. P2O5 didinginnkan dan dihiradrasi di dalam hidrator menggunaakan air atau
H3PO4 encer. Kabut H3PO4 diendapkan di dalam menara presipitator listrik.
Kemudian H3PO4 didaring dan dimurnikan.
(Austin, 1984)
8/10/2019 PIK asam fosfat
12/12
12
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2014. http://id.wikipedia.org/wiki/Asam_sulfat. Diakses pada tanggal 16 Desember
2014
Anonim. 2014.http://en.wikipedia.org/wiki/Phosphoric_acid.Diakses pada tanggal 16 Desember
2014
Austin, George T. 1984.Industri Proses Kimia. Jakarta ; Erlangga
Evan, Ave Nieuwenhuyse. 2000. Production of Phosporic Acid. Belgium ; European Fertilizer
Manufacturers Association (EFMA)
Weingarten, Hemi. 2009. http://blog.fooducate.com/author/hemi/. Diakses pada tanggal 16
Desember 2014
http://id.wikipedia.org/wiki/Asam_sulfathttp://id.wikipedia.org/wiki/Asam_sulfathttp://en.wikipedia.org/wiki/Phosphoric_acidhttp://en.wikipedia.org/wiki/Phosphoric_acidhttp://en.wikipedia.org/wiki/Phosphoric_acidhttp://blog.fooducate.com/author/hemi/http://blog.fooducate.com/author/hemi/http://blog.fooducate.com/author/hemi/http://en.wikipedia.org/wiki/Phosphoric_acidhttp://id.wikipedia.org/wiki/Asam_sulfatRecommended