BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Asam sulfat mempunyai rumus kimia H2SO4, merupakan asam mineral yang kuat. Zat ini larut dalam air pada semua kepekatan. Asam sulfat mempunyai banyak kegunaan, termasuk dalam kebanyakan reaksi kimia dan proses pembuatan. Ia digunakan secara meluas sebagai bahan kimia pengilangan. Kegunaan utama termasuk produksi baja, memproses bijih mineral, sintesis kimia, pemrosesan air limbah dan penapisan minyak. Di atmosfer, zat ini termasuk salah satu bahan kimia yang menyebabkan hujan asam. Memang tidak mudah membayangkan bahwa bahan kimia yang sangat aktif, seperti asam sulfat, juga merupakan bahan kimia yang paling banyak dipakai dan merupakan produk teknik yang amat penting. Bahan ini dipakai dalam berbagai industri, tetapi jarang muncul dalam produk akhir. Asam sulfat dipakai dalam pembuatan pupuk, plat timah, pengolahan minyak, dan dalam pewarna tekstil. Zat ini digunakan sebagai bahan untuk pembuatan garam garam sulfat dan untuk sulfonasi, tetapi lebih sering dipakai terutama karena merupakan asam anorganik yang agak kuat dan agak murah dan bisa diproduksi secara massal dan dalam kapasitas besar.Pada umumnya setiap pabrik memiliki unit pabrik pengolahan asam sulfat agar mengurangi biaya pembelian bahan baku. Oleh karena itu, agar kita lebih memahami mengenai industri asam sulfat, maka makalah ini akan membahas mengenai industri asam sulfat serta bagaimana sejarah asam sulfat.

1.2 Rumusan Masalah1. Bagaimana sejarah asam sulfat?2. Bagaimana proses pembuatan asam sulfat?

1.3 Tujuan Masalah1. Untuk mengetahui sejarah asam sulfat.2. Untuk mengetahui proses pembuatan asam sulfat.

BAB IIPEMBAHASAN

2.1 Sejarah asam sulfat

Alkimiawan abad ke-8 Abu Musa Jabir bin Hayyan (Geber) dipercayai sebagai penemu asam sulfat. Asam ini kemudian dikaji oleh alkimiawan dan dokter Persia abad ke-9 Ar-Razi (Rhazes), yang mendapatkan zat ini dari distilasi kering mineral yang mengandung besi(II) sulfat heptahidrat, FeSO47H2O, dan tembaga(II) sulfat pentahidrat, CuSO45H2O. Ketika dipanaskan, senyawa-senyawa ini akan terurai menjadi besi(II) oksida dan tembaga(II) oksida, melepaskan air beserta sulfur trioksida yang akan bergabung menjadi larutan asam sulfat. Metode ini dipopulerkan di Eropa melalui terjemahan-terjamahan buku-buku Arab dan Persia.Asam sulfat dikenal oleh alkimiawan Eropa abad pertengahan sebagai minyak vitriol. Kata vitriol berasal dari bahasa Latin vitreus yang berarti 'gelas', merujuk pada penampilan garam sulfat yang seperti gelas, disebut sebagai garam vitriol. Garam-garam ini meliputi tembaga(II) sulfat (vitriol biru), seng sulfat (vitriol putih), besi(II) sulfat (vitriol hijau), besi(III) sulfat (vitriol Mars), dan kobalt(II) sulfat (vitriol merah).Garam-garam vitriol tersebut merupakan zat yang paling penting dalam alkimia, yang digunakan untuk menemukan batu filsuf. Vitriol yang sangat murni digunakan sebagai media reaksi zat-zat lainnya. Hal ini dikarenakan asam vitriol tidak bereaksi dengan emas. Pentingnya vitriol dalam alkimia terlihat pada moto alkimia Visita Interiora Terrae Rectificando Invenies Occultum Lapidem ('Kunjungi bagian dalam bumi dan murnikanlah, anda akan menemukan batu rahasia') yang ditemukan dalam L'Azoth des Philosophes karya alkimiawan abad ke-15 Basilius Valentinus.Pada abad ke-17, kimiawan Jerman Belanda Johann Glauber membuat asam sulfat dengan membakar sulfur bersamaan dengan kalium nitrat, KNO3, dengan keberadaan uap. Kalium nitrat tersebut terurai dan mengoksidasi sulfur menjadi SO3, yang akan bergabung dengan air membentuk asam sulfat. Pada tahun 1736, Joshua Ward, ahli farmasi London, menggunakan metode ini untuk memulai produksi asam sulfat berskala besar.Pada tahun 1746 di Birmingham, John Roebuck mengadaptasikan metode ini ke dalam suatu bilik, yang dapat menghasilkan asam sulfat lebih banyak. Proses ini disebut sebagai proses bilik (proses bilik timbal), yang mengijinkan produksi asam sulfat secara efektif. Setelah berbagai perbaikan, metode ini menjadi proses standar produksi asam sulfat selama hampir dua abad.Proses kontak pertama kali ditemukan pada tahun 1831, oleh saudagar asam cuka Britania Peregrine Phillips yang mematenkan proses kontak, yang patennya mencakup aspek aspek penting dari proses kontak yang modern, yaitu dengan melewatkan campuran sulfur dioksida dan udara melalui katalis, kemudian diikuti oleh absorpsi sulfur trioksida di dalam asam sulfat 98,5 % sampai 99 %. Proses ini lebih ekonomis dalam memproduksi sulfur trioksida dan asam sulfat. Sekarang, hampir semua produksi asam sulfat dunia menggunakan proses ini.Pada tahun 1889, diketahui bahwa proses kontak dapat ditingkatkan dengan menggunakan oksigen secara berlebihan di dalam campuran gas reaksi. Dalam periode 1900 sampai 1925, banyak pabrik asam kontak yang dibangun dengan menggunakan platina sebagai katalis. Pada tahun 1930, proses kontak ini telah dapat bersaing dengan proses bilik timbal pada segala konsentrasi asam yang dihasilkan. Sejak pertengahan tahun 1920-an, kebanyakan fasilitas yang baru dibangun dengan menggunakan proses kontak dengan katalis vanadium. Berbagai penyempurnaan telah dilakukan, baik terhadap peralatan maupun terhadap katalis.Proses kontak sekarang telah banyak mengalami penyempurnaan dan dewasa ini telah menjadi suatu proses industri yang murah, kontinu dan dikendalikan secara otomatis. Semua pabrik asam sulfat yang baru menggunakan proses kontak. Salah satu kelemahan proses kamar yang menyebabkan orang tidak memakainya lagi adalah karena proses ini hanya mampu menghasilkan asam sulfat dengan konsentrasi sampai 78% saja. Pemekatannya merupakan suatu operasi yang mahal, sehingga pada tahun 1980, hanya tinggal satu pabrik saja yang menggunakan proses kamar yang masih beroperasi di Amerika Serikat.

2.2 Bahan BakuBahan baku yang digunakan dalam proses pembuatan asam sulfat adalah belerang, oksigen, air dan katalis vanadium pentaoksida sebagai bahan pembantu.

Adapun sifat fisik dari bahan baku pembuatan asam sulfat yaitu:No.KomponenBentukWarnaBauTitik didih(oC)Titik Leleh(oC)

1.2.3.4.BelerangOksigenVanadium PentaoksidaAirPadatanGasPadatanCairanKuning-Kuning-Menyengat---444,6-1831750100120-218,4800-

Sumber : Perrys Chemical Engineerings Hand Book, 1998 Sifat kimia dari bahan baku pembuatan asam sulfat yaitu:No.KomponenBM(gr/mol)SpgrKelarutan

1.2.3.4.BelerangOksigenVanadium PentaoksidaAir32,0632181,9182,0461,143,3571,004Hygroskopis-Larut dalam asam dan alkaliBerfungsi sebagai pelarut

Sumber : Perrys Chemical Engineerings Hand Book, 1998

2.3 Proses pembuatan asam sulfat1. Proses kontak1) Pembakaran BelerangProses produksi asam sulfat di awali dengan peleburan sulfur (S) yang digunakan sebagai bahan baku utama dengan menggunakan steam yang dialirkan pada coil-coil di Sulfur Melter pada tekanan 4 Kg/cm2. Kemudian sulfur cair dipompakan dari Sulfur Melter melalui pipa-pipa dan disemprotkan ke dalam Furnace. Di dalam Furnace terjadi pembakaran belerang dengan udara.Reaksi : S(s) + O2(g) SO2(g)Udara yang digunakan disuplai oleh Main Blower yang sudah mengalami proses pengeringan. Proses pengeringan udara dilakukan di Drying Tower dengan menggunakan asam sulfat sirkulasi dengan konsentrasi 93%-98%. Proses pengeringan udara tersebut dimaksudkan untuk mencegah korosi oleh gas pada pembakaran dan untuk menghilangkan kandungan air dalam udara.Proses pembakaran belerang cair menjadi SO2 dengan temperature pembakaran kurang lebih 750-770oC. Gas hasil pembakaran di Furnace kemudian dialirkan ke Boiler melalui tube-tube untuk diambil panasnya guna menghasilkan steam yang digunakan untuk mencairkan belerang di Sulfur Melter, sebagian gas yang lain dialirkan ke Heat Exchanger bersama dengan gas keluar dari Boiler yang telah diambil panasnya. Di dalam Heat Exchanger gas didinginkan dengan menggunakan udara yang di suplai oleh Blower. Setelah itu aliran gas mengalami proses penyaringan dan penstabilan suhu gas di Hot Gas Filter.2) Oksidasi Katalitik SO2 Menjadi SO3 dengan Bantuan KatalisDari Hot Gas Filter aliran gas masuk ke Converter. Converter ini terdiri dari empat bed katalis V2O5. Aliran gas masuk ke setiap bed diatur pada temperature 425-440oC. Dengan bantuan katalis ini aliran gas tersebut (SO2) diubah menjadi gas SO3. Reaksi ini merupakan reaksi eksoterm sehingga gas tersebut harus didinginkan pada tahap-tahap katalis.Aliran gas keluar bed I dan bed II didinginkan dalam 1st and 2nd Heat Exchanger. Sedangkan aliran gas dari bed III langsung masuk ke bed IV karena perbedaan temperature gas keluar dan bed III dan bed IV sudah kecil.Reaksi : SO2(g) + 1/2O2(g) SO3(g)Dari converter aliran gas SO3 masuk ke dalam SO3 Cooler A untuk didinginkan. Kemudian didinginkan lebih lanjut ke SO3 Cooler B setelah itu aliran gas tersebut masuk ke Absorbing Tower.3) Absorbsi Gas SO3Di Absorbing Tower terjadi proses penyerapan gas SO3 dengan menggunakan sirkulasi asam sulfat dengan konsentrasi 98-99% yang diatur di AT Pump Tank. Asam resirkulasi tersebut kemudian diencerkan dengan menambahkan air dan setelah itu baru dialirkan kembali ke dalam AT Pump Tank. Asam sulfat yang dihasilkan pada AT Pump Tank setelah mencapai level maksimum yang ditentukan, kemudian ditransfer dan ditampung di Sulphuric Acid Storage Tank.Reaksi yang terjadi di absorbing tower yaitu:SO3(g) + H2SO4(l) H2SO4.SO3(aq)H2SO4.SO3(aq) + H2O(l) 2 H2SO4(aq)

2. Proses Bilik TimbalProses bilik timbal yang dikembangkan pada pertengahan kedua abad ke-18, membakar sulfur dalam bejana tanah liat. Sejumlah kecil SO3 yang dihasilkan (bersamaan dengan SO2 yang menjadi produk utamanya) diembunkan dan dimasukan ke dalam air untuk membuat asam sulfat. Suatu penemuan yang tak sengaja mengungkapkan bahwa penambahan natrium nitrat dan kalium nitrat meningkatkan rendemen SO3. Garam-garam ini terurai untuk menghasilkan nitrogen dioksida yang bereaksi dengan SO2 dan menghasilkan SO3 :SO2(g) + NO2(g) SO3(g) + NO(g)Pada tahun 1736, Joshua Ward mengambil langkah penting berikutnya dengan mengganti bejana tanah liat tempat sulfur dibakar dengan botol kaca besar yang disusun berseri, untuk mempercepat proses.Pengembangan bilik-timbal (lead chamber) berukuran kamar, yang digunakan pertama kali oleh John Roebuck pada tahun 1746, secara dramatis memperluas manufaktur asam sulfat. Produk dari bejana tanah liat yang kuno itu hanya beberapa gram, dan botol kaca Ward dapat menghasilkan beberapa kilogram. Sebaliknya, bilik-timbal dapat memproduk asam sulfat dalam jumlah ratusan pound hingga berton-ton, menurunkan harga produk karena skalanya yang besar serta menurunkan biaya tenaga kerja. Dalam proses bilik-timbal, campuran sulfur dan kalium nitrat diletakan dalam cedok (ladle) dan dibakar di dalam bilik besar yang dilapisi timbal, lantainya digenangi dengan air. Gas mengembun pada dinding dan diabsorpsi oleh air. Sesudah proses ini diulang beberapa kali, asam sulfat encer diambil dan dididihkan untuk memekatkannya lebih lanjut. Pengembangan terakhir meliputi penghembusan uap air untuk mempercepat reaksi dengan air dan menyebarkan gas serta memisahkan bilik pembakar dari bilik absorpsi.Joseph Gay Lussac mengambil langkah maju yang nyata pada tahun 1835 ketika ia membangun menara untuk mengambil kembali NO yang sebelumnya telah dihembuskan keluar dan dan mengkonversinya kembali menjadi NO2 melalui reaksi dengan oksigen. Tepatnya, dalam menara Gay Lussac, NO dikonversikan menjadi asam Nitrit (HNO2) yang dilarutkan dalam asam sulfat berair ; 2NO(g) + O2(g) + H2O(l) 2HNO2(aq)Asam nitrit kemudian direaksikan dalam menara kedua yang diberi nama sesuai dengan pengembangannya, John Glover untuk mengoksidasi sulfur dioksida : 2HNO2(aq) + SO2(g) H2SO4(g) + 2NO(g)Reaksi keseluruhan langkah-langkah ini ternyata : SO2(g) + O2(g) + H2O(l) H2SO4(aq)Pendaur ulangan oksida nitrogen sangat mengurangi konsumsi natrium nitrat atau kalium nitrat, yang hanya sekarang diperlukan untuk menggantikan dalam kehilangan dalam proses. Disamping itu, menara Glover memproduksi asam sulfat yang lebih pekat 75 sampai 85 persen H2SO4 berdasar massa dibandingkan 60 sampai 70 persen yang diperoleh dengan metode terdahulu. Berikut adalah proses mendapatkan asam sulfat dengan cara bilik timbal.

Gambar 8. Proses Bilik Timbal

3. Proses Pemekatan Asam SulfatAsam encer dapat dipekatkan menjadi asam dengan konsentrasi yang agak lebih tinggi dengan mencelupkan gelungan uap pemanas yang terbuat dari timbal, di dalam tangki timbal atau tangki yang berlapis timbal dan bata.Berdasarkan gambar konsentrator dengan tiupan uap seperti gambar dibawah ini. Gas panas pada suhu sekitar 680oC diperoleh dari pembakaran minyak atau gas bahan bakar. Gas pembakaran yang panas ini ditiupkan dari arah yang berlawanan terhadap asam sulfat itu di dalam kompartemen pada drum pemekat dan air keluar bersama gelembung-gelembung gas dari asam. Gas keluar paada suhu 230oC sampai 250oC dari kompartemen pertama drum itu, masuk ke dalam kompartemen kedua, bersama dengan sebagaian gas panas dari tanur pembakaran. Kemudian gas yang dihasilkan ini akan keluar pada suhu 170oC sampai 180oC, dan masuk ke dalam drum pendingin gas, dimana gas tersebut didinginkan lagi menjadi 100oC sampai 125oC sambil menaikkans uhu asam encer ke titik didihnya. Oleh karena sebagian asam sulfat itu terbawa ikut sebagai kabut, gas panas dilewatkan melalui pembasuh venture dan separator siklon, kemudian dicuci dengan asam umpan dan air untuk menyingkirkan kabut asam, sebelum dibuang ke udara. Cara ini dapat menurunkan kabut asam sampai sekitar 35 mg/m3 dengan biaya investor yang lebih rendah dari pada bila menggunakan prisipitator-kabut elektrostatik. Prosedur ini akan menghasilkan asam dengan konsentrasi akhir 93%.

Gambar 9. Proses Pemekatan asam sulfa

BAB IIIPENUTUP

3.1 KesimpulanDari uraian materi diatas dapat disimpulkan beberapa kategori diantaranya:1. Alkimiawan abad ke-8 Abu Musa Jabir bin Hayyan (Geber) penemu asam sulfat. Kemudian dikaji oleh alkimiawan dan dokter Persia abad ke-9 Ar-Razi (Rhazes). Pada abad ke-17, kimiawan Jerman Belanda Johann Glauber membuat asam sulfat dengan membakar sulfur bersamaan dengan kalium nitrat. Pada tahun 1736, Joshua Ward, ahli farmasi London. Pada tahun 1746 di Birmingham, John Roebuck mengadaptasikan metode ini ke dalam suatu bilik, yang disebut sebagai proses bilik (proses bilik timbal). Proses kontak pertama kali ditemukan pada tahun 1831, oleh saudagar asam cuka Britania Peregrine Phillips. 2. Bahan baku yang digunakan dalam proses pembuatan asam sulfat adalah belerang (sulfur), oksigen, air dan katalis vanadium pentaoksida sebagai bahan pembantu.3. Proses industri asam sulfat terdiri dari proses kontak dan proses bilik timbal.4. Proses kontak dan bilik timbal memakai bahan dasar SO2 dari pembakaran belerang5. Proses kontak terdiri dari: Pembakaran belerang S(s) + O2(g) SO2(g). Oksidasi Katalitik SO2(g) + 1/2O2(g) SO3(g) Absorbsi Gas SO3 reaksi yang terjadi SO3(g) + H2SO4(l) H2SO4.SO3(aq) dan H2SO4.SO3(aq) + H2O(l) 2 H2SO4(aq)

6. Proses bilik timbal mengalami beberapa reaksi,SO2(g) + NO2(g) SO3(g) + NO(g) 2NO(g) + O2(g) + H2O(l) 2HNO2(aq)2HNO2(aq)+SO2(g) H2SO4(g)+2NO(g) SO2(g) + O2(g)+H2O(l) H2SO4(aq)

3.2 SaranDalam pembuatan makalah ini saya mengharapkan para pembaca bisa mengambil ilmu yang terkandung dalam makalah ini untuk kehidupan dan di harapkan bagi para pembaca untuk memberi kritikan dari setiap kesalahan yang ada.Daftar Pustaka

Perry, R.H., Perrys Chemical Engineerings Hand Book, 6th edition, McGraw Hill Book Company 1998 http://id.wikipedia.org/wiki/Asam_sulfat https://chemistryanalist.wordpress.com/2008/10/25/asam-sulfat-h2so4/ https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&cad=rja&uact=8&ved=0CCcQFjAB&url=https%3A%2F%2Fheruagungsaputra.files.wordpress.com%2F2013%2F09%2F1-makalah-belerang-dan-asam-sulfat.doc&ei=C5S4VJfUCoegugS-74L4AQ&usg=AFQjCNGrbzu4zkIiBvoQaVcN5Ga6o27POA&bvm=bv.83829542,d.c2E http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=10&ved=0CGwQFjAJ&url=http%3A%2F%2Fjurnal.unsyiah.ac.id%2FRKL%2Farticle%2Fdownload%2F245%2F231&ei=AJS4VOftBtGNuATkh4DIAg&usg=AFQjCNFLk5fL3zYJclt8MNy3fxWxAV6Ncg&bvm=bv.83829542,d.c2E http://kc12engineer.blogspot.com/2014/02/industri-asam-sulfat.html

4