Upload
bernardete-freitas-barros
View
38
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
BAB I
PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Seiring dengan kemajuan jaman, pembangunan di segala bidang makin harus
diperhatikan. Salah satu jalan untuk meningkatkan taraf hidup bangsa adalah dengan
pembangunan industri, termasuk diantaranya adalah industri kimia, baik yang
menghasilkan suatu produk jadi maupun produk antara untuk diolah lebih lanjut.
Pembangunan industri kimia yang menghasilkan produk antara ini sangat penting,
karena dapat mengurangi ketergantungan Indonesia terhadap industri luar negeri, yang
pada akhirnya akan dapat mengurangi pengeluaran devisa untuk mengimpor bahan
tersebut, termasuk diantaranya garam dapur.
Garam merupakan salah satu kebutuhan yang merupakan pelengkap dari
kebutuhan pangan dan merupakan sumber elektrolit bagi tubuh manusia. Walaupun
Indonesia termasuk negara maritim, namun usaha meningkatkan produksi garam belum
diminati, termasuk dalam usaha meningkatkan kualitasnya. Di lain pihak untuk kebutuhan
garam dengan kualitas baik (kandungan kalsium dan magnesium kurang) banyak diimpor
dari luar negeri, terutama dalam hal ini garam beryodium serta garam industri.
Kualitas garam yang dikelola secara tradisional pada umumnya harus diolah
kembali untuk dijadikan garam konsumsi maupun untuk garam industri.
Pembuatan garam dapat dilakukan dengan beberapa kategori berdasarkan
perbedaan kandungan NaCl nya sebagai unsur utama garam. Jenis garam dapat dibagi
dalam beberapa kategori seperti; kategori baik sekali, baik dan sedang. Dikatakan berkisar
baik sekali jika mengandung kadar NaCl >95%, baik kadar NaCl 90–95%, dan sedang
kadar NaCl antara 80–90% tetapi yang diutamakan adalah yang kandungan garamnya di
atas 95%.
Garam industri dengan kadar NaCl >95% yaitu sekitar 1.200.000 ton sampai saat
ini seluruhnya masih diimpor, hal ini dapat dihindari mengingat Indonesia sebagai negara
kepulauan.
B. SEJARAH
Garam dapur adalah sejenis mineral yang lazim dimakan manusia. Bentuknya
kristal putih, seringkali dihasilkan dari air laut. Biasanya garam dapur yang tersedia secara
umum adalah Natrium klorida (NaCl).
1
Garam sangat diperlukan tubuh, namun bila dikonsumsi secara berlebihan dapat
menyebabkan berbagai penyakit, termasuk tekanan darah tinggi. Selain itu garam juga
digunakan untuk mengawetkan makanan dan sebagai bumbu. Untuk mencegah penyakit
gondok, garam dapur juga sering ditambahi Iodium.
Pada jaman 1900-an, garam merupakan salah satu penggerak utama ekonomi
nasional dan peperangan. Garam hampir sentiasa dikenakan cukai.
Dalam kerajaan Mali, pedagang di abad ke-12 menghargai garam sehingga rela
membelinya untuk harga beratnya bersamaan harga emas; perdagangan ini membawa
kepada lagenda kota Timbuktu yang kaya, dan mendorong inflasi di Eropa, yang
mengeksport garam.
C. SPESIFIKASI BAHAN BAKU
1. NaCl
Natrium klorida, juga dikenal dengan garam dapur, atau halit, adalah senyawa kimia
dengan rumus molekul NaCl. Senyawa ini adalah garam yang paling memengaruhi
salinitas laut dan cairan ekstraselular pada banyak organisme multiselular. Sebagai
komponen utama pada garam dapur, natrium klorida sering digunakan sebagai bumbu
dan pengawet makanan. Suhu kritis (critical point) dari senyawa NaCl adalah 415oC.
Natrium klorida
Nama IUPAC
Natrium Klorida
Nama lain
Garam dapur; halit
Identifikasi
Nomor CAS [7647-14-5]
Sifat
Rumus molekul NaCl
Massa molar 58.44 g/mol
Penampilan Tidak berwarna/berbentuk
2
kristal putih
Densitas 2.16 g/cm3
Titik leleh 801 °C (1074 K)
Titik didih 1465 °C (1738 K)
Kelarutan dalam
air
35.9 g/100 mL (25 °C)
Kecuali dinyatakan sebaliknya, data di atas berlaku
pada temperatur dan tekanan standar (25°C,
100 kPa)
Sangkalan dan referensi
Tabel 1.1 Sifat fisis dan chemist Natrium Klorida
Sumber : http://id.wikipedia.org/wiki/Natrium_klorida
2. Air laut
Air laut adalah air dari laut atau samudera. Air laut memiliki kadar garam rata-
rata 3,5%. Artinya dalam 1 liter (1000 mL) air laut terdapat 35 gram garam (terutama,
namun tidak seluruhnya, garam dapur/NaCl). Suhu kritis air laut adalah 407oC.
Walaupun kebanyakan air laut di dunia memiliki kadar garam sekitar 3,5 %,
air laut juga berbeda-beda kandungan garamnya. Yang paling tawar adalah di timur
Teluk Finlandia dan di utara Teluk Bothnia, keduanya bagian dari Laut Baltik. Yang
paling asin adalah di Laut Merah, di mana suhu tinggi dan sirkulasi terbatas membuat
penguapan tinggi dan sedikit masukan air dari sungai-sungai. Kadar garam di
beberapa danau dapat lebih tinggi lagi.
Air laut memiliki kadar garam karena bumi dipenuhi dengan garam mineral
yang terdapat di dalam batu-batuan dan tanah. Contohnya natrium, kalium, kalsium,
dll. Apabila air sungai mengalir ke lautan, air tersebut membawa garam. Ombak laut
yang memukul pantai juga dapat menghasilkan garam yang terdapat pada batu-
batuan. Lama-kelamaan air laut menjadi asin karena banyak mengandung garam.
D. KEGUNAAN
Minuman kesehatan.
Produk minuman kesehatan terutama dirancang sebagai produk minuman untuk
mengembalikan kesegaran tubuh dan mengganti mineral-mineral yang keluar bersama
keringat dari tubuh selama proses metabolisme atau aktivitas olah raga yang berat.
umumnya produk-produk minuman kesehatan selain mengandung pemanis dan zat aktif,
3
juga mengandung mineral-mineral dalam bentuk ion seperti ion natrium (Na+), kalium
(K+), magnesium (Mg++), kalsium (Ca++), karbonat - bikarbonat (CO32- dan HCO3
2-), dan
klorida (Cl-).
Sumber utama untuk ion natrium dan klorida selain kristal garam juga larutan garam
pekat. Laut mati di timur tengah merupakan sumber larutan garam pekat, sedangkan di
Indonesia akan mulai dikembangkan pembuatan garam dengan bahan baku bittern yaitu
larutan sisa penguapan dalam produksi garam konsumsi dan garam high grade.
Garam konsumsi.
Garam dapur merupakan media yang telah lama digunakan untuk pemberantasan
gangguan akibat kekurangan iodium (gaki), yaitu dengan proses fortifikasi (penambahan)
garam menggunakan garam iodida atau iodat seperti KIO3, KI, NaI, dan lainnya.
pemilihan garam sebagai media iodisasi didasarkan data, garam merupakan bumbu dapur
yang pasti digunakan di rumah tangga, serta banyak digunakan untuk bahan tambahan
dalam industri pangan, sehingga diharapkan keberhasilan program gaki akan tinggi.
Selain itu, didukung sifat kelarutan garam yang mudah larut dalam air, yaitu sekitar
24 gram/100 ml.
Jenis garam lain yang kurang populer penggunaannya di Indonesia dalah salt low
sodium (garam rendah natrium) merupakan garam dengan kandungan NaCl yang lebih
rendah daripada garam konsumsi biasa. garam ini memunyai komposisi terdiri dari
campuran NaCl, MgCl2, dan KCl dengan perbandingan tertentu. penggunaan garam
rendah natrium terutama ditujukan untuk penderita tekanan darah tinggi yang tidak
diperbolehkan mengonsumsi garam dapur biasa.
Oralit.
Oralit merupakan produk kesehatan yang dikonsumsi saat mengalami diare.
Kandungan oralit yang utama adalah campuran antara NaCl dengan gula (glukosa atau
sukrosa). Fungsi oralit yang utama adalah menjaga keseimbangan jumlah cairan dan
mineral dalam tubuh. Oralit merupakan satu-satunya obat yang dianjurkan untuk
mengatasi diare yang menyebabkan banyak kehilangan cairan tubuh. Oralit tidak
menghentikan diare, tetapi mengganti cairan tubuh yang hilang bersama tinja. Dengan
mengganti cairan tubuh tersebut, terjadinya dehidrasi dapat dihindarkan.
Sebagai contoh komposisi oralit 200 antara lain mengandung : glukosa anhidrat 4,0
gram, natrium klorida 0,70 gram, natrium sitrat dihidrat 0,58 gram , kalium klorida 0,30
gram. Sedangkan dalam keadaan darurat, kita bisa membuat air minum yang diberi
campuran gula putih (sukrosa) dengan garam dapur.
4
Kombinasi gula dan garam dapat diserap baik oleh usus penderita diare, karena ion
natrium merupakan ion yang berfungsi allosterik (berhubungan dengan penghambatan
enzim karena bergabung dengan molekul lain). Selain itu, garam mampu meningkatkan
pengangkutan dan meninggikan daya absorbsi gula melalui membran sel. Gula dalam
larutan NaCl (garam dapur) juga berkhasiat meningkatkan penyerapan air pada dinding
usus secara kuat (sekira 25 kali lebih banyak dari biasanya), sehingga proses dehidrasi
tubuh dapat dikurangi/diatasi.
BAB II
PROSES PEMBUATAN GARAM
A. PROSES PRODUKSI
5
Ada bermacam-macam cara pembuatan garam yang telah dikenal manusia,
tetapi dalam tulisan ini hanya akan diuraikan secara singkat cara pembuatan garam
dapur yang proses penguapannya menggunakan tenaga matahari (solar evaporation),
mengingat cara ini dinilai masih tepat untuk diterapkan perkembangan teknologi dan
ekonomi di Indonesia pada waktu sekarang.
1.1. Tahapan Proses Pembuatan Garam
Tahapan proses pembuatan garam dari air laut terdiri dari langkah-langkah:
a. Pengeringan Lahan
b. Pengolahan air peminihan
c. Pengolahan air tanah
d. Proses kristalisasi
e. Proses pungutan
f. Proses Pencucian / penghilangan impuritis
Gambar 1.1 Flow Sheet Pembuatan Garam Evaporasi
Sumber: http://www.oocities.org/trisaktigeology84/Garam.pdf
Pada proses pengkristalan apabila seluruh zat yang terkandung
diendapkan/dikristalkan akan terdiri dari campuran bermacam-macam zat yang
terkandung, tidak hanya Natrium Klorida yang terbentuk tetapi juga beberapa zat
yang tidak diinginkan ikut terbawa (impurities). Proses kristalisasi yang demikian
disebut “kristalisasi total”.
Untuk mengurangi impuristis dalam garam dapat dilakukan dengan kombinasi
dari proses pencucian dan pelarutan cepat pada saat pembuatan garam. Sedangkan
6
penghilangan impuritis dari produk garam dapat dilakukan dengan proses kimia, yaitu
mereaksikannya dengan Na2CO3 dan NaOH sehingga terbentuk endapan CaCO3 dan
Mg(OH)2. Reaksi kimia yang terjadi adalah sebagai berikut:
CaSO4 + Na2CO3 CaCO3 + Na2SO4
putih
MgSO4 + 2NaOH Mg(OH)2 + Na2SO4
putih
CaCl2 + Na2SO4 CaSO4 + 2NaCl
putih
MgCl2 + 2NaOH Mg(OH)2 + 2NaCl
putih
CaCl2 + Na2CO3 CaCO3 + 2NaCl
putih
Sumber: Bahruddin Zulfansyah (2003: 29)
Setelah proses pencucian selesai akan didapatkan garam dengan kadar NaCl
yang tinggi dan rendah impuritas. Garam dengan kadar NaCl yang tinggi ini
kemudian akan ditambahi larutan Iodium (KIO3) dengan perbandingan tertentu. Salah
satu cara pemberian / penambahan KIO3 ke garam adalah dengan cara spray mixing
system. Larutan KIO3 akan disemprotkan ke kristal NaCl, alat yang biasa digunakan
dalam proses penyemprotan KIO3 adalah belt conveyor, screw conveyor, mesin
dengan piring berputar.
1.2. Faktor-faktor yang mempengaruhi produksi garam NaCl
a. Air Laut
Mutu air laut (terutama dari segi kadar garamnya (termasuk kontaminasi dengan air
sungai), sangat mempengaruhi waktu yang diperlukan untuk pemekatan
(penguapan).
b. Keadaan Cuaca
• Panjang kemarau berpengaruh langsung kepada “kesempatan” yang diberikan
kepada kita untuk membuat garam dengan pertolongan sinar matahari.
• Curah hujan (intensitas) dan pola hujan distribusinya dalam setahun rata-rata
merupakan indikator yang berkaitan erat dengan panjang kemarau yang
kesemuanya mempengaruhi daya penguapan air laut.
7
• Kecepatan angin, kelembaban udara dan suhu udara sangat mempengaruhi
kecepatan penguapan air, dimana makin besar penguapan maka makin besar
jumlah kristal garam yang mengendap.
c. Tanah
• Sifat porositas tanah mempengaruhi kecepatan perembesan (kebocoran) air laut
kedalam tanah yang di peminihan ataupun di meja.
• Bila kecepatan perembesan ini lebih besar daripada kecepatan penguapannya,
apalagi bila terjadi hujan selama pembuatan garam, maka tidak akan dihasilkan
garam.
• Jenis tanah mempengaruhi pula warna dan ketidakmurnian (impurity) yang terbawa
oleh garam yang dihasilkan.
d. Pengaruh air
• Pengaturan aliran dan tebal air dari peminihan satu ke berikutnya dalam kaitannya
dengan faktor-faktor arah kecepatan angin dan kelembaban udara merupakan
gabungan penguapan air (koefisien pemindahan massa).
• Kadar/kepekatan air tua yang masuk ke meja kristalisasi akan mempengaruhi mutu
hasil.
• Pada kristalisasi garam konsentrasi air garam harus antara 25–29°Be. Bila
konsentrasi air tua belum mencapai 25°Be maka gips (Kalsium Sulfat) akan banyak
mengendap, bila konsentrasi air tua lebih dari 29°Be Magnesium akan banyak
mengendap.
e. Cara pungutan garam
Segi ini meliputi jadwal pungutan, umur kristalisasi garam dan jadwal pengerjaan
tanah meja (pengerasan dan pengeringan). Demikian pula kemungkinan dibuatkan
alas meja dari kristal garam yang dikeraskan, makin keras alas meja makin baik.
f. Air Bittern
Air Bittern adalah air sisa kristalisasi yang sudah banyak mengandung garam-garam
magnesium (pahit). Air ini sebaiknya dibuang untuk mengurangi kadar Mg dalam
hasil garam, meskipun masih dapat menghasilkan kristal NaCl. Sebaiknya
kristalisasi garam dimeja terjadi antara 25–29°Be, sisa bittern ≥ 29°Be dibuang.
8
Gambar 1.2 Ladang Garam
9
BAB III
RANCANGAN PROSES
1. REAKSI / MEKANISME REAKSI
Tabel 2.1 Komposisi Air Laut pada bobot jenis 1,0258 kg/L
Sumber: http://eprints.undip.ac.id/20179/1/Widayat.pdf
Proses produksi garam melalui proses evaporasi air laut memiliki mekanisme
reaksi :
A.1. Air laut yang dijemur / dievaporasi maka akan terbentuk kristal-kristal garam
NaCl (s)+ H2O(l) NaCl (s) + H2O(g)
MgSO4 (s) + H2O(l) MgSO4 (s) + H2O(g)
CaSO4 (s) + H2O(l) CaSO4 (s) + H2O(g)
CaCl2 (s) + H2O(l) CaCl2 (s) + H2O(g)
MgCl2 (s) + H2O(l) MgCl2 (s) + H2O(g)
A.2. Garam yang baik harus memiliki kandungan NaCl yang tinggi dan impuritas
yang rendah, untuk itu dilakukan proses pencucian dengan penambahan NaOH
dan Na2CO3:
CaSO4 (s) + Na2CO3(aq) CaCO3 (s) + Na2SO4 (aq)
putih
MgSO4 (s) + 2NaOH(aq) Mg(OH)2 (s) + Na2SO4 (aq)
10
putih
CaCl2(s) + Na2SO4 (aq) CaSO4 (s) + 2NaCl(aq)
putih
MgCl2 (s) + 2NaOH(aq) Mg(OH)2 (s) + 2NaCl(aq)
putih
CaCl2 (s) + Na2CO3(aq) CaCO3(s) + 2NaCl(aq)
putih
A.3. Setelah proses pencucian didapatkan garam dengan kadar NaCl yang tinggi,
garam ini kemudian ditambah dengan larutan KIO3 dengan cara disemprot
NaCl (s) + KIO3 (l) NaIO3(s) + KCl (l)
Tabel 2.2 Kualitas garam
Sumber: http://eprints.undip.ac.id/20179/1/Widayat.pdf
B. KONDISI OPERASI
Kondisi operasi proses produksi garam dapur dilakukan pada T = 30oC yang
merupakan suhu lingkungan dan tekanan 1 atm karena proses evaporasi air laut
mrnggunakan tenaga surya dan dilakukan di ruang terbuka.
C. TINJAUAN THERMODINAMIKA
a) Reaksi Pembentukan garam
Tinjauan secara termodinamika hanya berlaku untuk reaksi kesetimbangan oleh
karena itu perlu dibuktikan reaksi pembentukan NaCl merupakan reaksi
reversibel atau irreversibel.
NaCl (s) + H2O(l) NaCl (s) + H2O(g)
ΔG° 298 = ∑ (ΔG°
298 PRODUK) - ∑ (ΔG° 298 REAKTAN)
ΔG° 298 = (-384138 – 228572) – (-384138 – 237129) = 8556 J/mol
ΔG = - RT ln K
ln K = - ΔG / RT
11
ln K = (-8556 J/mol) / (8,314 J mol-1 K-1 . 298 K) = -3,453
K = 0,032
K= konsentrasi produ kkonsentrasi reaktan
Karena nilai K ≠1 maka reaksi di atas merupakan reaksi searahcenderung
ke arah reaktan.
NaCl (s) + H2O(l) NaCl (s) + H2O(g)
ΔH° f298 = ∑ (ΔH°
f298 PRODUK) - ∑ (ΔH° f298 REAKTAN)
= (-411153 - 241818) – (-411153 - 285830)
= 44012 J/mol
Karena harga ΔH° f298 adalah positif maka reaksi pembentukan garam adalah
reaksi endoterm.
b) Reaksi Pencucian garam
∆ H f 298(kcal/mol) ∆ G f 298(kcal/mol)
CaSO4 (s)
CaCO3 (s)
CaCl2 (s)
NaOH (aq)
Na2CO3 (aq)
Na2SO4 (aq)
NaCl (aq)
MgSO4 (s)
Mg(OH)2 (s)
MgCl2 (s)
-338,73
-289,5
-190,6
-101,96
-275,13
-330,82
-97,324
-304,94
-221,90
-153,22
-311,9
-270,8
-179,8
-90,6
-251,36
-301,28
-93,92
-277,7
-200,17
-143,7
Sumber: Perry Chemical Engineering Hands Book
Untuk memperoleh kualitas garam dapur yang baik perlu dilakukan pencucian garam
dengan penambahan NaOH dan Na2CO3 untuk menghilangkan impuritas.
1) CaSO4 (s) + Na2CO3(aq) CaCO3 (s) + Na2SO4 (aq)
ΔG° 298 = ∑ (ΔG°
298 PRODUK) - ∑ (ΔG° 298 REAKTAN)
ΔG° 298 = (-270,8 – 301,28) – (-311,9 – 251,36) = -8,82 kcal/mol = -37044 J/mol
ΔG = - RT ln K
ln K = - ΔG / RT
ln K = -(-37044 J/mol) / (8,314 J mol-1 K-1 . 298 K) = 14,95
12
K = 31149985,344
K= konsentrasi produkkonsentrasi reaktan
Karena nilai K sangat besar maka reaksi di atas merupakan reaksi searah
cenderung ke arah produk.
CaSO4 (s) + Na2CO3(aq) CaCO3 (s) + Na2SO4 (aq)
ΔH° f298 = ∑ (ΔH°
f298 PRODUK) - ∑ (ΔH° f298 REAKTAN)
= (-289,5 – 330,82) – (-338,73 - 275,13)
= -6,46 kcal/mol
Karena harga ΔH° f298 adalah negatif maka reaksi pencucian garam adalah reaksi
eksoterm.
2) MgSO4 (s) + 2NaOH(aq) Mg(OH)2 (s) + Na2SO4 (aq)
ΔG° 298 = ∑ (ΔG°
298 PRODUK) - ∑ (ΔG° 298 REAKTAN)
ΔG° 298 = (-200,17 + (2 x (-301,28)) – (-277,7 – 301,28) = -223,75 kcal/mol
= -939750 J/mol
ΔG = - RT ln K
ln K = - ΔG / RT
ln K = -(-939750 J/mol) / (8,314 J mol-1 K-1 . 298 K) = 379,3
K = 1,076 x 10165
K= konsentrasi pr odukkonsentrasireaktan
Karena nilai K sangat besar maka reaksi di atas merupakan reaksi searah
cenderung ke arah produk.
MgSO4 (s) + 2NaOH(aq) Mg(OH)2 (s) + Na2SO4 (aq)
ΔH° f298 = ∑ (ΔH°
f298 PRODUK) - ∑ (ΔH° f298 REAKTAN)
= (-221,90 – 330,82) – (-304,94 +(2 x (-101,96))
= -43,86 kcal/mol
Karena harga ΔH° f298 adalah negatif maka reaksi pencucian garam adalah reaksi
eksoterm.
3) CaCl2(s) + Na2SO4 (aq) CaSO4 (s) + 2NaCl(aq)
ΔG° 298 = ∑ (ΔG°
298 PRODUK) - ∑ (ΔG° 298 REAKTAN)
ΔG° 298 = (-311,9 + (2 x (–93,92)) – (-179,8 -301,28) = -18,66 kcal/mol
= -78372 J/mol
ΔG = - RT ln K
13
ln K = - ΔG / RT
ln K = -(-78372 J/mol) / (8,314 J mol-1 K-1 . 298 K) = 31,63
K = 5,47 x 1013
K= konsentrasi produkkonsentrasi reaktan
Karena nilai K sangat besar maka reaksi di atas merupakan reaksi searah
cenderung ke arah produk.
CaCl2(s) + Na2SO4 (aq) CaSO4 (s) + 2NaCl(aq)
ΔH° f298 = ∑ (ΔH°
f298 PRODUK) - ∑ (ΔH° f298 REAKTAN)
= (-338,73 + (2 x -97,324)) – (-190,6 – 330,82)
= -11,96 kcal/mol
Karena harga ΔH° f298 adalah negatif maka reaksi pencucian garam adalah reaksi
eksoterm.
4) MgCl2 (s) + 2NaOH(aq) Mg(OH)2 (s) + 2NaCl(aq)
ΔG° 298 = ∑ (ΔG°
298 PRODUK) - ∑ (ΔG° 298 REAKTAN)
ΔG° 298 = (-200,17 + (2 x (–93,92)) – (-143,77 + (2 x -90,6)) = -63,04 kcal/mol
= -264768 J/mol
ΔG = - RT ln K
ln K = - ΔG / RT
ln K = -(-264768 J/mol) / (8,314 J mol-1 K-1 . 298 K) = 106,87
K = 2,58 x 1046
K= konsentrasi produkkonsentrasi ℜaktan
Karena nilai K sangat besar maka reaksi di atas merupakan reaksi searah
cenderung ke arah produk.
MgCl2 (s) + 2NaOH(aq) Mg(OH)2 (s) + 2NaCl(aq)
ΔH° f298 = ∑ (ΔH°
f298 PRODUK) - ∑ (ΔH° f298 REAKTAN)
= (-221,90 + (2 x -97,324)) – (-153,22 + (2 x -101,96))
= -59,41 kcal/mol
Karena harga ΔH° f298 adalah negatif maka reaksi pencucian garam adalah reaksi
eksoterm.
5) CaCl2 (s) + Na2CO3(aq) CaCO3(s) + 2NaCl(aq)
ΔG° 298 = ∑ (ΔG°
298 PRODUK) - ∑ (ΔG° 298 REAKTAN)
ΔG° 298 = (-270,8 + (2 x -93,92)) – (-179,8 – 251,36) = -27,48 kcal/mol
14
= -115416 J/mol
ΔG = - RT ln K
ln K = - ΔG / RT
ln K = -(-115416 J/mol) / (8,314 J mol-1 K-1 . 298 K) = 46,58
K = 1,7 x 1020
K= konsentrasi produkkonsentrasi reaktan
Karena nilai K sangat besar maka reaksi di atas merupakan reaksi searah
cenderung ke arah produk.
CaCl2 (s) + Na2CO3(aq) CaCO3(s) + 2NaCl(aq)
ΔH° f298 = ∑ (ΔH°
f298 PRODUK) - ∑ (ΔH° f298 REAKTAN)
= (-289,5 + (2 x -97,324)) – (-190,6 – 275,13)
= -18,418 kcal/mol
Karena harga ΔH° f298 adalah negatif maka reaksi pencucian garam adalah reaksi
eksoterm.
D. TINJAUAN KINETIKA
NaCl (s) + H2O(l) NaCl (s) + H2O(g)
k = A . e-E/RT
k = konstanta kecepatan reaksi
A = Faktor tumbukan
E = Energi aktivasi
T = suhu
Sesuai dengan persamaan di atas semakin tinggi suhu maka semkin besar konstanta
kecepatan reaksi sehingga laju reaksinya semakin besar.
−r A=k C A
−dC A
dt=k C A
∫C A0
CA −dC A
C A
=∫0
t
kdt
−lnCA
CA 0
=kt
−lnCA 0(1−X A)
CA 0
=kt
15
−ln (1−X A )=kt
(1−X A )=e−kt
X A=1−e−kt
a. Hasil perhitungan konversi pembentukan garam NaCl:
Suhu (oK) k(menit-1) waktu
(menit)
XA
298,15 1,94514E-08 1440 0,131848
318,15 5,93873E-08 2880 0,246313
338,15 1,5889E-07 4320 0,345685
358,15 3,80859E-07 5760 0,431955
378,15 8,32284E-07 7200 0,506851
398,15 1,6814E-06 8640 0,571872
418,15 3,17581E-06 10080 0,62832
438,15 5,66012E-06 11520 0,677325
458,15 9,59147E-06 12960 0,719869
478,15 1,55519E-05 14400 0,756804
498,15 2,42563E-05 15840 0,788869
518,15 3,65566E-05 17280 0,816706
538,15 5,34398E-05 18720 0,840873
558,15 7,60234E-05 20160 0,861854
578,15 0,000105545 21600 0,880068
598,15 0,000143351 23040 0,895881
618,15 0,000190879 24480 0,909609
638,15 0,000249644 25920 0,921527
658,15 0,000321218 27360 0,931873
678,15 0,000407213 28800 0,940856
680,15 0,000416669 30240 0,948654
k rata-rata 9,8186E-05
Dari hasil perhitungan di atas diperoleh grafik waktu vs konversi
16
0 2 4 6 8 10 120
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
Gambar 1.1 Grafik Hubungan konversi vs waktuwaktu (menit)
Xa
Dari grafik di atas dapat diketahui bahwa semakin lama waktu evaporasi air laut
semakin banyak kristal garam NaCl yang terbentuk sehingga semakin besar konversi
yang dihasilkan.
b. Hasil perhitungan pada proses penghilangan garam MgSO4 dalam kandungan garam
dapur dengan penambahan NaOH:
Suhu (oK) k (menit-1) waktu
(menit)
XA
298,15 1,07684481
9
1 0,64954
1
318,15 1,07184470
6
2 0,87717
8
338,15 1,06745532
4
3 0,95695
6
358,15 1,06357124
8
4 0,98491
5
378,15 1,06010999
3
5 0,99471
3
398,15 1,05700609
7
6 0,99814
7
418,15 1,05420694
4
7 0,99935
1
438,15 1,05166976 8 0,99977
17
3 2
458,15 1,04935942
7
9 0,99992
478,15 1,04724682
1
10 0,99997
2
k rata-rata 1,04850448
9
Dari hasil perhitungan di atas diperoleh grafik waktu vs konversi
0 2 4 6 8 10 120
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
Gambar 1.2 Grafik Hubungan konversi vs waktuwaktu (menit)
Xa
Dari grafik di atas dapat diketahui bahwa semakin lama waktu reaksi semakin banyak
produk Mg(OH)2 yang terbentuk sehingga semakin besar konversi yang dihasilkan.
c. Hasil perhitungan pada proses penghilangan garam CaCl2 dalam kandungan garam
dapur dengan penambahan Na2SO4
Suhu (oT) k (menit-1) waktu
(menit)
XA
298,15 1,02039354 1 0,63686
9
318,15 1,01909937 2 0,86813
6
338,15 1,01795964
9
3 0,95211
6
358,15 1,01694828
7
4 0,98261
2
18
378,15 1,01604475
6
5 0,99368
6
398,15 1,01523268
4
6 0,99770
7
418,15 1,01449885
3
7 0,99916
7
438,15 1,01383247
6
8 0,99969
8
458,15 1,01322466 9 0,99989
478,15 1,01266801
2
10 0,99996
k rata-rata 1,01298410
2
Dari hasil perhitungan di atas diperoleh grafik waktu vs konversi
0 2 4 6 8 10 120
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
Gambar 1.3 Grafik Hubungan konversi vs waktuwaktu (menit)
Xa
Dari grafik di atas dapat diketahui bahwa semakin lama waktu reaksi semakin banyak
produk CaSO4 yang terbentuk sehingga semakin besar konversi yang dihasilkan.
d. Hasil perhitungan pada proses penghilangan garam MgCl2 dalam kandungan garam
dapur dengan penambahan NaOH
Suhu (oT) k (menit-1) waktu
(menit)
XA
19
298,15 1,105484353 1 0,655722
318,15 1,098537114 2 0,881473
338,15 1,092447896 3 0,959194
358,15 1,087067066 4 0,985951
378,15 1,082277861 5 0,995163
398,15 1,077987831 6 0,998335
418,15 1,074122827 7 0,999427
438,15 1,07062269 8 0,999803
458,15 1,067438098 9 0,999932
478,15 1,064528233 10 0,999977
k rata-rata 1,066299608
Dari hasil perhitungan di atas diperoleh grafik waktu vs konversi
0 2 4 6 8 10 120
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
Gambar 1.4 Grafik Hubungan konversi vs waktuwaktu (menit)
Xa
Dari grafik di atas dapat diketahui bahwa semakin lama waktu reaksi semakin banyak
produk Mg(OH)2 yang terbentuk sehingga semakin besar konversi yang dihasilkan.
e. Hasil perhitungan pada proses penghilangan garam CaCl2 dalam kandungan garam
dapur dengan penambahan Na2CO3
Suhu (oT) k (menit-1) waktu
(menit)
XA
298,15 1,03157774
9
1 0,63940
8
318,15 1,02956361
4
2 0,86997
3
20
338,15 1,02779099
6
3 0,95311
3
358,15 1,02621891
3
4 0,98309
3
378,15 1,02481515
8
5 0,99390
3
398,15 1,02355407
1
6 0,99780
2
418,15 1,02241495
6
7 0,99920
7
438,15 1,02138093
3
8 0,99971
4
458,15 1,02043810
2
9 0,99989
7
478,15 1,01957490
7
10 0,99996
3
k rata-rata 1,02
Dari hasil perhitungan di atas diperoleh grafik waktu vs konversi
0 2 4 6 8 10 120
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
Gambar 1.5 Grafik Hubungan konversi vs waktuwaktu (menit)
Xa
Dari grafik di atas dapat diketahui bahwa semakin lama waktu reaksi semakin banyak
produk CaCO3 yang terbentuk sehingga semakin besar konversi yang dihasilkan.
21
BAB IV
PENUTUP
1. KESIMPULAN
Pembuatan garam dapur dapat dilakukan dengan cara penguapan air laut. Reaksi
pembentukan garam dapur (NaCl) merupakan reaksi irreversibel dan endotermis.
22
DAFTAR PUSTAKA
Bahruddin Zulfansyah, Aman, Iiyas Arin, Nurfatihayati, (2003),”Penentuan Rasio Ca/Mg
Optimum pada Proses Pemurnian Garam Dapur”, Jurusan Teknik Kimia, FT,
Universitas Riau, Pekanbaru.
http://eprints.undip.ac.id/20179/1/Widayat.pdf
http://www.oocities.org/trisaktigeology84/Garam.pdf
http://www.ubb.ac.id/menulengkap.php?judul=Macam,%20Jenis,%20Manfaat%20dan
%20Bahaya%20Garam&&nomorurut_artikel=255
http://www.unri.ac.id/jurnal/jurnal_natur/vol6(1)/Bahruddin.pdf
Perry, RH, 1984, “Chemical Engineering Handbook”,6th edition, Mc Graw Hill Book co,
Singapore
23