EFEK PERUBAHAN INPUT BERULANG

I. Tujuan Percobaan

Setelah melakukan praktikum mahasiswa diharapkan dapat :

1. Mengetahui efek perubahan input berulang pada kestabilan proses 3 tangki

2. Menggambarkan kurva perubahan respon konsentrasi tangki bersusun

3. Menjelaskan akibat perubahan input berulang pada kestabilan proses

II. Alat yang Digunakan

1. 1 set tangki berpengaduk yang disuun seri

2. 1 set konduktometer

3. Stopwatch

4. Gelas kimia 1000 ml

5. Gelas kimia 100 ml

6. Gelas ukur 100 ml

7. Labu takar 50 ml

8. Pengaduk

9. Spatula

10. Neraca analitik

11. Baskom

III.Bahan yang Digunakan

1. KCl 1 M dalam 50 ml

2. KCl 0,1 M untuk kalibrasi konduktometer

3. Aquadest secukupnya

IV. Dasar Teori

Pengadukan adalah operasi yang menciptakan terjadinya gerakan di dalam

bahan yang diaduk. Tujuan operasi pengadukan yang utama adalah terjadinya

pencampuran. Pencampuran merupakan operasi yang bertujuan mengurangi

ketidaksamaan kondisi, suhu, atau sifat lain yang terdapat dalam suatu bahan.

Pencampuran dapat terjadi dengan cara menimbulkan gerak di dalam bahan itu

yang menyebabkan bagian-bagian bahan saling bergerak satu terhadap yang

lainnya,sehingga operasi pengadukan hanyalah salah satu cara untuk operasi

pencampuran. Pencampuran fasa cair merupakan hal yang cukup penting dalam

berbagai proses kimia. Pencampuran fasa cair dapat dibagi dalam dua kelompok.

Pertama, pencampuran antara cairan yang saling tercampur (miscible), dan

kedua adalah pencampuran antara cairan yang tidak tercampur atau tercampur

sebagian (immiscible). Pengadukan dan pencampuran merupakan operasi yang

penting dalam industri kimia. Pencampuran (mixing) merupakan proses yang

dilakukan untuk mengurangi ketidakseragaman suatu sistem seperti konsentrasi,

viskositas, temperatur dan lain-lain. Pencampuran dilakukan dengan

mendistribusikan secara acak dua fasa atau lebih yang

mula-mula heterogen sehingga menjadi campuran homogen. Peralatan

proses pencampuran merupakan hal yang sangat penting, tidak hanya

menentukan derajat homogenitas yang dapat dicapai, tapi juga mempengaruhi

perpindahan panas yang terjadi. Penggunaan peralatan yang tidak tepat dapat

menyebabkan konsumsi energi berlebihan dan merusak produk yang dihasilkan.

Salah satu peralatan yang menunjang keberhasilan pencampuran ialah pengaduk.

Pencampuran yang baik akan diperoleh bila diperhatikan bentuk dan dimensi

pengaduk yang digunakan, karena akan mempengaruhi keefektifan proses

pencampuran, serta daya yang diperlukan. Menurut aliran yang dihasilkan,

pengaduk dapat dibagi menjadi tiga golongan:

1. Pengaduk aliran aksial yang akan menimbulkan aliran yang sejajar dengan

sumbu putaran.

2. Pengaduk aliran radial yang akan menimbulkan aliran yang berarah tangensial

dan radial terhadap bidang rotasi pengaduk. Komponen aliran tangensial

menyebabkan timbulnya vortex dan terjadinya pusaran, dan dapat dihilangkan dengan

pemasangan baffle atau cruciform baffle.

3. Pengaduk aliran campuran yang merupakan gabungan dari kedua jenis

pengaduk di atas.

Alat pengaduk merupakan bagian dari sistem pengaduk, yang selain

mencakup bagian penggerak (biasanya elektro-motor sebagai penggerak

tunggal) juga berbagai rangkaian pengalih (roda gigi, kopling, bantalan) serta

seringkali penyekat sumbu pengaduk. Alat pengaduk yang sebagian telah

distandarisasi untuk tangki pengaduk dipasang pada tutup tangki dengan

perantaraan pemegang. Pada bejana pengaduk terbuka yang kecil seringkali

digunakan alat pengaduk yang dapat diatur posisinya (dapat diangkat dan

diturunkan, sebagian juga dapat dibalikkan) atau yang dapat dijepitkan pada

dinding bejana).

Pengaduk berfungsi untuk menggerakkan bahan (cair, cair / padat, cair /

cair, cair / gas, cair / padat / gas) di dalam bejana pengaduk. Biasanya yang

berlangsung adalah gerakan turbulen (misalnya untuk melaksanakan reaksi

kimia, proses pertukaran panas, proses pelarutan). Alat pengaduk terdiri atas

sumbu pengaduk dan strip pengaduk yang dirangkai menjadi satu kesatuan atau

dapat dipisah-pisah menjadi 2 - 3 bagian (pengaduk yang dapat dipisah-pisahkan

juga dapat dibongkar pasang di dalam satu unit tangki pengaduk).

Alat pengaduk dapat dibuat dari berbagai bahan yang sesuai dengan bejana

pengaduknya, misalnya dari baja, baja tahan karat, baja berlapis email, baja

berlapis karet. Suatu alat pengaduk diusahakan menghasilkan pengadukan yang

sebaik mungkin dengan pemakaian daya yang sekecil mungkin. Ini berarti

seluruh isi bejana pengaduk sedapat mungkin digerakkan secara merata,

biasanya secara turbulen.

V. Langkah Kerja

1. Mengkalibrasi konduktometer yang akan digunakan sesuai prosedur kalibrasi

2. Mempersiapkan larutan KCL dalam wadah 50 ml dan air aquadest pada tangki

penampung di bagian belakang.

3. Mengisi ke 3 tangki berpengaduk di bagian depan dengan larutan KCL .

4. Menghidupkan pengaduk dan mengatur laju pengadukan pada kecepatan

medium, mengukur konduktivitas ke 3 tangki di depan, memastikan nilai

konduktivitas harus sama. (mematikan pengaduk saat melakukan pengukuran

konduktivitas).

5. Menghidupkan pompa dan mengalirkan aquadest dari tangki penampung ke

gelas ukur 100 ml, menentukan laju alir ke tangki berpengaduk dengan

menggunakan stopwatch.

6. Memasukkan selang berisi aquadest ke tangki berpengaduk 1 dan mencatat

waktu sebagai 0 menit.

7. Mengukur konduktivitas ditangki berpengaduk I, II, III bergantian setiap 1

menit sekali selama 10 menit pertama.

8. Setelah 10 menit, memasukkan 10 ml KCl dari labu ukur 50 ml, ke tangki I,

melanjutkan pengamatan setiap 1 menit hingga 10 menit. Mengulangi kembali

langkah 8 hingga terjadi penambahan 3x10 ml larutan KCl ke tangki

bersusun.

9. Setelah selesai, mengosongkan seluruh tangki penampung dank e 3 tangki

berpengaduk.

10. Mencuci dengan air karena sisa air garam dapat menimbulkan terak pada alat.

VI. Data Pengamatan

Konduktivitas awal = 0,09 mS/cm

V = 90ml/10s = 9 ml/s

Tangki I tiap 10 menit ditambah KCl 1 M 10 ml

10 menit pertama

Menit Tangki I Tangki II Tangki III0 0.09 0.09 0.091 1.34 0.22 0.122 0.99 0.77 0.373 0.58 0.70 0.534 0.30 0.42 0.505 0.20 0.30 0.406 0.16 0.23 0.327 0.13 0.18 0.258 0.12 0.15 0.219 0.12 0.13 0.1610 0.11 0.11 0.15

10 menit kedua

Menit Tangki I Tangki II Tangki III11 1.36 0.55 0.3012 0.87 0.73 0.5013 0.56 0.67 0.5814 0.37 0.56 0.5815 0.26 0.43 0.5416 0.20 0.33 0.4417 0.16 0.25 0.3718 0.13 0.19 0.2919 0.12 0.16 0.2220 0.11 0.13 0.17

10 menit ketiga

Menit Tangki I Tangki II Tangki III21 1.31 0.58 0.34

22 0.52 0.66 0.7123 0.33 0.54 0.6524 0.24 0.39 0.5425 0.18 0.29 0.4226 0.15 0.22 0.3227 0.14 0.18 0.2528 0.14 0.15 0.2029 0.13 0.14 0.1730 0.12 0.15 0.1531 0.11 0.13 0.1432 0.10 0.11 0.1233 0.10 0.10 0.1134 0.10 0.10 0.1035 0.10 0.10 0.1036 0.10 0.10 0.10

VII. Perhitungan

1. Pembuatan Larutan KCl 1 M 50 ml

m = M x V x BM

= 1 mol/l x 0,05 l x 74,55 gr/mol

= 3,727 ≈ 3,73 gr

2. Pembuatan larutan KCl 0,1 M 100 ml

m = M x V x BM

= 0,1 mol/l x 0,1 l x 74,55 gr/mol

= 0,7455 ≈ 0,74 gr

3. Kecepatan aliran

v = 90 ml

t = 10 s

V = v/t

= 90ml/10s

= 9 ml/s

4. Penentuan Konstanta Cell untuk Kalibrasi

Persamaan: y = 6,758 + 0,245 (x), dimana

y = Konstanta Cell teori

x = Suhu

(sumber:http://www.himka1polban.wordpress.com/laporan/elektroanalisis/pengukura

n-tds-dan-konduktometri/)

y = 6,758 + 0,245 (30)

= 14,11 cell constan/cm

Nilai K = nilai K teori/nilai K terukur

= 14,11/11,81

= 1,194

GRAFIK PERCOBAAN

VIII. Analisa Percobaan

Berdasarkan percobaan yang dilakukan mengenai efek yang ditimbulkan

akibat input berulang pada tangki berpengaduk. Fluida yang digunakan

adalah aquadest sedangkan input atau gangguan yang diberikan berupa

larutan KCl 1 M sebanyak 10 ml tiap 10 menit pengadukan.

Pada 10 menit pertama di tangki satu terlihat ada peningkatan

konduktivitas yang terjadi karena adanya gangguan yang diberikan berupa

KCL 1 M tetapi karena adanya penambahan aquadest yang konstan

menggunakan pompa maka nilai konduktivitas cepat membaik dan normal

kembali. Begitu pula yang terjadi pada tangki kedua dan ketiga.

Perbedaan nilai saat penurunan konduktivitas diakibatkan oleh waktu

keterlambatan yang direspon dari gangguan yang diberikan. Saat tangki

pertama mendekati konduktivitas awal, tangki kedua ikut turun perlahan

namun pada tangki ketiga, konduktivitas berjalan lambat sehingga saat

gangguan berikutnya dimasukkan, pada tangki ketiga konduktivitas masih

menurun sedangkan tangki lainnya mulai naik karena gangguan yang

diberikan. Hal tersebut dikarenakan adanya jarak antara masing-masing

tangki sehingga ada waktu jeda antara tangki pertama dengan yang kedua,

dan tangki kedua dengan yang ketiga. Karena itulah terjadi osilasi yang

berbeda pada grafik yang disebabkan oleh gangguan, jarak tangki dan waktu

yang diperlukan.

1. Kesimpulan

- Osilasi pada grafik disebabkan oleh waktu yang dibutuhkan gangguan untuk

mempengaruhi tangki berikutnya yang disebabkan oleh jarak antar tangki dan

interval ganguan yang diberikan.

- Gangguan yang diberikan berupa KCL 1 M sehingga lonjakan terjadi begitu

besar.