I. TUJUAN PRAKTIKUM

Tujuan umum :

a. Keterampilan mengoperasikan peralatan berbasis reactor tangki berpengaduk

b. Kemampuan aplikasi pengetahuan reactor tangki berpengaduk terhadap

penyimpangan yang mungkin terjadi

c. Peningkatan kemampuan logika berbasis reactor tangki berpengaduk terhadap

hubungan – hubungan antara kecepatan putar pengaduk, ketidakidealan, volume

efektif reactor

Tujuan khusus :

a. Membuat kurva kalibrasi hubungan antara daya hantar listrik (DHL) terhadap

konsentrasi NaCl

b. Memahami fenomena perbedaan respon konsentrasi yang ditunjukkan dari masing

– masing tangki yang tersusun seri

c. Memahami perbedaan yang terjadi dari input step dengan pulse

II. DATA PENGAMATAN

Dimensi tangki

Tinggi Tangki : 11 cm

Diameter Tangki : 9,8 cm

Laju alir = 200 cm3

56 s = 3,57 cm3

s

Kecepatan putaran pengaduk

Tangki 1 : 150 rpm

Tangki 2 : 168 rpm

Tangki 3 : 112 rpm

Konsentrasi Larutan induk

Massa = 5 gr

Mr NaCl = 58.5 gr/mol

Volume = 5 L

CNacl = 25

58.5 x 5

= 0,085molml

Tahap 1 (Pembuatan Kurva Kalibrasi)

DHL vs Konsentrasi NaCl Standar

Pengenceran (kali) Konsentrasi NaCl

(%)

DHL

(mS/cm)

2 0,25 3,85

5 0,05 1,707

10 0,005 1,032

20 0,00025 0,682

40 0,00000625 0,493

70 0,00000008928 0,368

100 0,0000000008928 0,350

Tahap 2 (Dinamika Reaktor Tangki)

Pengukuran DHL larutan NaCl dalam tangki (input)

Waktu(Menit)DHL

Tangki 1 Tangki 2 Tangki 3

2 2,94 1,104 (20) 0,367

4 4,3 2,2 (20) 0,71

6 5,3 3,41(20) 1,47

8 5,5 4,35 2,86

10 6,22 5,1 3,67

12 6,43 5,6 4,53

14 6,24 5,6 4,7

16 6,7 6,3 5,6

18 6,5 6,09 5,7

20 6,2 6,4 6,06

Pengukuran air pulse dalam tangki (pulse)

Waktu(Menit)DHL

Tangki 1 Tangki 2 Tangki 3

2 4,33 5,94 6,4

4 2,84 4,7 5,84

6 1,97 3,77 5,28

8 1,24 2,48 4,02

10 0,966 1,92 3,6

12 0,68 1,49 2,85

14 0,518 1,03 1,97

16 0,451 0,841 1,6

18 0,395 0,664 1,28

20 0,37 0,55 0,99

III. PENGOLAHAN DATA

Tahap 1 (Pembuatan Kurva Kalibrasi)

1. Pembuatan kurva DHL vs Konsentrasi NaCl

Perhitungan pengenceran

Larutan NaCl induk = 0,5 % ( 25 gram NaCl dalam 5 liter air)

Pengenceran 2x

V1 x N1 = V2 x N2

V1 x 0.0171 = 100 ml x (0,25)

V1 = 50 ml

Pengenceran 5x

V1 x N1 = V2 x N2

V1 x 0,25 = 100 ml x (0,05)

V1 = 20 ml

Pengenceran 10x

V1 x N1 = V2 x N2

V1 x 0,05 = 100 ml x (0,005)

V1 = 10 ml

Pengenceran 20x

V1 x N1 = V2 x N2

V1 x 0,005 = 100 ml x (0,00025)

V1 = 5 ml

Pengenceran 40x

V1 x N1 = V2 x N2

V1 x 0,00025 = 100 ml x (0,00000625)

V1 = 2,5 ml

Pengenceran 70x

V1 x N1 = V2 x N2

V1 x 0,00000625 = 100 ml x (0,00000008928)

V1 = 1,428 ml

Pengenceran 100x

V1 x N1 = V2 x N2

V1 x 0,00000008928 = 100 ml x (8,928 x 10-10)

V1 = 1 ml

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.30.000

0.500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

3.500

4.000

4.500

f(x) = 13.213205090012 x + 0.63551219603862R² = 0.951407947531743

Grafik kalibrasi Konsentrasi NaCl vs DHL

Series2Linear (Series2)

Konsentrasi NaCl (%)

DHL (

ms/

cm)

Perhitungan konsentrasi NaCl (mol/L)

Konsentrasi NaCl 0.25 % (0.25 gram dalam 100 mL)

M = gram

mr x 1000

V

= 0,25 gram

58,5 gram /mol x 1000100

= 0,0427 mol/L

Konsentrasi NaCl 0,05 % (0,05 gram dalam 100 ml)

M = gram

mr x 1000

V

= 0,05 gram

58,5 gram /mol x 1000100

= 0,00850 mol/L

Konsentrasi NaCl 0,005 % (0,005 gram dalam 100 ml)

M = gram

mr x 1000

V

= 0,005 gram

58,5 gram /mol x 1000100

= 0,000854 mol/L

Konsentrasi NaCl 0.00025 % (0.00025 gram dalam 100 ml)

M = gram

mr x 1000

V

= 0.00025 gram58,5 gram /mol x

1000100

= 0,0000427 mol/L Konsentrasi NaCl 0.00000625 % (0.00000625 gram dalam 100 ml)

M = gram

mr x 1000

V

= 0.00000625 gram

58,5 gram/mol x 1000100

= 0.00000106 mol/L Konsentrasi NaCl 0.00000008928 % (0.00000008928 gram dalam 100 ml)

M = gram

mr x 1000

V

= 0.00000008928 gram

58,5 gram /mol x 1000100

= 1.52615E-08 mol/L

mol/L Konsentrasi NaCl 0.0000000008928 % (0.0000000008928 gram dalam 100

ml)

M = gram

mr x 1000

V

= 0.0000000008928 gram

58,5 gram /mol x 1000100

= 1.52615E-10 mol/L

Konsentrasi NaCl (%) Konsentrasi NaCl (mol/L)0.25 0,04270.05 0,00850

0.005 0,0008540.00025 0,0000427

0.00000625 0.00000106 8.928E-08 1.52615E-088.928E-10 1.52615E-10

Perhitungan Harga L Larutan NaCl

C = 1000 K G

L

Dengan :

C = konsentrasi (mol/liter)

G = daya hantar listrik (mhos/cm)

K = konstanta yaitu 0,3

L = daya hantar eqivalen (cm2 mhos/mol)

Konsentrasi NaCl

(%)Konsentrasi NaCl

(mol/L)

DHL (mhos/cm)

L (cm2

mho/mol)

0.25 0,0427 3.85 27049.180330.05 0,00850 1.707 60247.05882

0.005 0,000854 1.032 362529.2740.00025 0,0000427 0.628 4791569.087

0.00000625 0.00000106 0.493 139528301.98.928E-08 1.52615E-08 0.368 7233889198

8.928E-10 1.52615E-10 0.350 6.88006E+11

Tahap 2 (Dinamika Reaktor Tangki) Perhitungan konsentrasi (mol/L) dan Daya Hantar Eqivalen (cm2 mho/mol) larutan

NaCl- Perhitungan konsentrasi NaCl menggunakan pengaduk

Persamaan kurva kalibrasi : y = 13.213x + 0.6355

Contoh perhitungan pada tangki 1 (t = 2menit), DHL = y = 13.213x + 0.63550,976 = 15,879x - 0,3517x = 0,084%

0,084 gr

58,5 gr /mol x 1000100 = 0,014mol/L

- Perhitungan daya hantar equivalen larutan NaCl

C = 1000 K G

L

Dengan :

C = konsentrasi (mol/liter)

G = daya hantar listrik (mhos/cm)

K = konstanta yaitu 0,3

L = daya hantar eqivalen (cm2 mho/mol)

Contoh perhitungan pada tangki 1 (t=1,5 menit), DHL = 0,976

L = 1000 K G

C

= 1000 x 0 ,3 x 0,976

0,014 = 209142,8 cm2 mho/mol

1). Pada larutan input

Waktu

(menit)

DHL (mhos/cm) Konsentrasi (mol/L) L (cm2 mho/mol)

Tangki

1

Tangki

2

Tangki

3

Tangki

1

Tangki

2

Tangki

3Tangki 1 Tangki 2 Tangki 3

0 0,313 0,312 0,32 0,00716 0,00714 0,00723 13122,57 13100,35 13276,23

1,5 0,976 0,345 0,328 0,01429 0,00750 0,00732 20485,67 13799,82 13447,97

3,0 0,95 0,896 0,932 0,01401 0,01343 0,01382 20338,22 20012,35 20232,64

4,5 0,331 0,916 0,923 0,00735 0,01365 0,01372 13511,34 20136,28 20178,74

6,0 0,34 0,943 0,325 0,00745 0,01394 0,00728 13698,13 20297,51 13384,05

7,5 0,338 0,315 0,337 0,00742 0,00718 0,00741 13657,05 13166,8 13636,41

9,0 1,715 3,33 2,43 0,02225 0,03963 0,02995 23125,28 25205,55 24344,24

10,5 8,19 7,81 6,74 0,09195 0,08786 0,07634 26720,21 26666,79 26485,6

12,0 0,313 0,312 0,32 0,10218 0,09378 0,08635 26835,05 26742,6 26645,83

13,5 0,976 0,345 0,328 0,11230 0,10412 0,09260 26928,1 26854,27 26728,21

14,46 0,95 0,896 0,932 0,11187 0,10369 0,09927 26924,48 26850,06 26804,82

2). Pada larutan pulse

Waktu

(menit)

DHL (mhos/cm) Konsentrasi (mol/L) L (cm2 mho/mol)

Tangki

1

Tangki

2

Tangki

3

Tangki

1

Tangki

2

Tangki

3Tangki 1 Tangki 2 Tangki 3

0 10,20 9,91 9,38 0,11359 0,11047 0,10476 26938,79 26912,54 26860,52

1,5 5,49 8,58 9,09 0,06289 0,09615 0,10164 26189,87 26770,31 26829,59

3,0 3,72 7,00 8,41 0,04383 0,07914 0,09432 25460,53 26534,48 26749,02

4,5 1,97 5,08 7,45 0,02499 0,05847 0,08399 23646,15 26063,23 26611,37

6,0 1,05 3,39 5,81 0,01509 0,04028 0,06633 20875,39 25248,23 26277

7,5 0,54 2,01 4,15 0,00960 0,02542 0,04846 16876,22 23717,65 25690,46

9,0 0,41 1,35 3,02 0,00820 0,01832 0,03630 15000,31 22108,08 24960,79

10,5 0,17 0,75 1,89 0,00562 0,01186 0,02413 9080,889 18971,35 23495,49

12,0 0,14 0,48 1,26 0,00529 0,00895 0,01735 7934,656 16083,29 21786,46

13,5 0,08 0,24 0,75 0,00465 0,00637 0,01186 5164,261 11303,42 18971,35

14,31 0,06 0,12 0,69 0,00443 0,00508 0,01121 4061,352 7089,501 18458,94

Pembuatan kurva konsentrasi NaCl terhadap DHL - Step

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.120

2

4

6

8

10

12

f(x) = 92.8921500000001 x − 0.351700000000002R² = 1

Tangki 1

Series2Linear (Series2)

Konsentrasi (mol/L)

DHL (

mho

s/cm

)

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.120

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

f(x) = 92.8921499999999 x − 0.3517R² = 1

Tangki 2

Series2Linear (Series2)

Konsentrasi (mol/L)

DHL (

mho

s/cm

)

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.120

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

f(x) = 92.89215 x − 0.3517R² = 1

Tangki 3

Series2Linear (Series2)

Konsentrasi (mol/L)

DHL (

mho

s/cm

)

- Pulse

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.120

2

4

6

8

10

12

f(x) = 92.8921499999999 x − 0.3517R² = 1

Tangki 1

Series2Linear (Series2)

Konsentrasi (mol/L)

DHL (

mho

s/cm

)

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.120

2

4

6

8

10

12

f(x) = 92.8921500000002 x − 0.351700000000005R² = 1

Tangki 2

Series2Linear (Series2)

Konsentrasi (mol/L

DHL (

mho

s/cm

)

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.120123456789

10

f(x) = 92.89215 x − 0.351700000000001R² = 1

Tangki 3

Series2Linear (Series2)

Konsentrasi (mol/L)

DHL (

mho

s/cm

)

Kurva konsentrasi NaCl terhadap daya hantar equivalen (input)- Step

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.120

5000

10000

15000

20000

25000

30000

f(x) = 111543.948123466 x + 15433.7733829888R² = 0.769884993642427

Tangki 1

Series2Linear (Series2)

DHL

Daya

Han

tar E

quiv

alen

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.120

5000

10000

15000

20000

25000

30000

f(x) = 116087.212176366 x + 15975.1389278022R² = 0.754097382726788

Tangki 2

Series2Linear (Series2)

DHL

Daya

Han

tar E

quiv

alen

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.10

5000

10000

15000

20000

25000

30000

f(x) = 145216.747902925 x + 14869.129201596R² = 0.761651181663381

Tangki 3

Series2Linear (Series2)

DHL

Daya

Han

tar E

quiv

alen

- Pulse

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.120

5000

10000

15000

20000

25000

30000f(x) = 189385.284361738 x + 11341.5692629312R² = 0.55192764433557

Tangki 1

Series2Linear (Series2)

DHL

Daya

HAn

tar E

quiv

alen

0 2 4 6 8 10 120

2

4

6

8

10

12

f(x) = NaN x + NaNR² = 0 Tangki 2

Series1Linear (Series1)

DHL

Daya

HAn

tar E

quiv

alen

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.1215000

17000

19000

21000

23000

25000

27000

29000

f(x) = 74019.6497158151 x + 20204.7791392205R² = 0.7507957052729

Tangki 3

Series2Linear (Series2)

DHL

Daya

Han

tar E

quiv

alen

Kurva Respon Tangki Terhadap Input dan Pulse

0 5 10 15 20 25 30 350

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

Chart Title

Tangki 1Tangki 2Tangki 3

Waktu (menit)

Kons

entr

asi (

mol

/L)

Pembuatan Kurva Volume Efektif - Step

0 2 4 6 8 10 12 14 160

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

Tangki 1

Series2

V = q0. t

= 3,57 cm3/s . 750 s

= 2677,5 cm3

0 2 4 6 8 10 12 14 160

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

Tangki 2

Series2

V = q0. t

= 3,57 cm3/s . 720s

= 2570,4cm3

0 2 4 6 8 10 12 14 160

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

Tangki 3

Series2

V = q0. t

= 3,57 cm3/s . 840 s

= 2998,8 cm3

- Pulse

0 2 4 6 8 10 12 14 16 180

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

Tangki 1

Series2

V = q0. t

= 3,57 cm3/s . 270s

= 963,9 cm3

0 2 4 6 8 10 12 14 16 180

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

Tangki 2

Series2

V = q0. t

= 3,57 cm3/s . 690s

= 2463,3 cm3

0 2 4 6 8 10 12 14 16 180

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

Tangki 3

Series2

V = q0. t

= 3,57 cm3/s . 870s

= 3105,9 cm3

IV. PEMBAHASAN

Arif Rahman Nuryaningrat

Pada praktikum dinamika tangki bertujuan untuk dapat membuat kurva

kalibrasi hubungan antara daya hantar listrik (DHL) terhadap konsentrasi NaCl,

memahami perbedaan respon konsentrasi yang ditunjukkan dari masing – masing

tangki yang tersusun seri, memahami perbedaan yang terjadi dari input step dan pulse,

dan menghitung volume efektif dari tangki. Jenis reaktor yang digunakan pada

praktikum dinamika tangki ini adalah jenis CSTR (Continuous Stired Tank Reactor)

yang disusun secara seri.

Pada tahap pembuatan kurva kalibrasi dan tahap dinamika reaktor tangki, yang

diamati adalah daya hantar listrik (DHL) dari larutan. Pada tahap pembuatan kurva

kalibrasi DHL dari larutan NaCl yang terukur mengalami penurunan setiap kali

dilakukan pengenceran. Hal ini disebabkan larutan elektrolit yang terkandung pada

larutan NaCl berkurang disebabkan oleh pengenceran, sehingga daya hantar listrik

yang terukur berkurang. Kurva kalibrasi antara DHL terhadap konsentrasi NaCl

menunjukkan semakin besar konsentrasi NaCl maka semakin besar daya hantar listrik

yang terukur. Hal ini ditunjukkan dengan kelinearannya sebesar R2 = 0,975.

Pada tahap dinamika reaktor tangki, dilakukan pengamatan respons tangki

terhadap perbedaan daya hantar listrik dari suatu larutan. Larutan yang dipakai pada

reaktor adalah larutan NaCl dan air. Pengamatan dilakukan berdasarkan fungsi waktu.

Ketika larutan yang ditambahkan pada reaktor tangki adalah NaCl, daya hantar yang

terukur berdasarkan fungsi waktu semakin bertambah besar. Dari ketiga tangki, tangki

pertama memiliki daya hantar listrik paling besar diantara yang lain karena pada

tangki pertama, larutan mempunyai konsentrasi NaCl paling tinggi, karena larutan

NaCl dialirkan pertama kalinya pada tangki pertama. Konsentrasi NaCl dari ketiga

tangki dapat diketahui dari kurva kalibrasi DHL terhadap konsentrasi. Sama seperti

kurva kalibrasi sebelumnya, kurva DHL terhadap konsentrasi NaCl masing – masing

tangki memiliki hubungan semakin tinggi konsentrasi NaCl semakin tinggi nilai DHL

yang terukur. Sedangkan ketika air yang dialirkan pada ketiga reaktor tangki

berdasarkan fungsi waktu, daya hantar listrik yang terukur semakin kecil. Hal ini

dikarenakan konsentrasi larutan elektrolit pada tangki berkurang, sehingga

menyebabkan menurunnya daya hantar listrik. Dari ketiga tangki, daya hantar listrik

yang terkecil adalah pada tangki pertama, karena air yang dialirkan pertama kali ke

tangki pertama yang mempengaruhi konsentrasi larutan elektrolit pada tangki

pertama.

Pada kurva hubungan antara daya hantar equivalen terhadap konsentrasi

terjadi ketidaklinearan karena daya hantar equivalen merupakan fungsi dari

temperatur dan konsentrasi. Terjadi ketidakinearan karena udara ruangan mengalami

fluktuatif sehingga mempengaruhi hasil pengukuran yang didapat.

Efektifitas tangki dari ketiga tangki baik input maupun pulse, memperlihatkan

bahwa tangki ketiga membutuhkan volume yang lebih besar dibandingkan dengan

yang tangki yang lain.

Annisa Feriani (101424004)

Praktikum dinamika tangki bertujuan untuk mengetahui konsentrasi NaCl

dalam larutan NaCl dan mengetahui daya hatar listriknya, membuat kurva kalibrasi

hubungan antara daya hantar listrik (DHL) terhadap konsentrasi NaCl, memahami

perbedaan respon konsentrasi yang ditunjukkan dari masing – masing tangki yang

tersusun seri, memahami perbedaan yang terjadi dari input step dan pulse, dan

menghitung volume efektif dari tangki. Larutan NaCl yang digunakan sebesar 1 %,

yaitu 50 gram NaCl dalam 5 liter air. Peralatan yang digunakan adalah jenis CSTR

(Continuous Stired Tank Reactor) yang disusun secara seri.

Hal yang dilakukan sebelum melakukan pengamatan adalah melakukan

kalibrasi dan penentuan laju alir. Data kalibrasi diatas dibuat kurva DHL terhadap

konsentrasi larutan induk yang sudah diencerkan. Pengenceran larutan induk

dilakukan sebanyak 2x, 5x, 10x, 15x, 20x, 30x, 40x, 50x, dan 60x. Dari data diatas

dapat diketahui konsentrasi NaCl berdasarkan daya hantar listriknya. Berdasakan

pengamatan, konsentrasi NaCl mengalami penurunan pada setiap kali pengenceran.

Hal ini disebabkan oleh elektrolit yang terdapat pada larutan berkurang, sehingga

konsentrasi NaCl yang diwakili oleh DHLnya berkurang. Berdarkan kurva kalibrasi

yang telah dibuat, dapat diketahui bahwa DHL berbanding lurus dengan konsentrasi

NaCl dalam larutan. Hal ini dapat dihitung menggunakan persamaan C=1000 K . GL ,

dimana konsentrasi NaCl sebagai C, DHL sebagai G, konstanta konduktivitas sel sebagai K,dan daya hantar equivalen.

Bila diamati berdasarkan perhitungan, tangki pertama memiliki konsentrasi

(rata-rata) NaCl paling besar, yaitu 0,04529364 jika dibandingkan dengan tangki 2

0,04472 dan tangki 3 0,04011727, atau dapat ditulis DHL tangki 1 > tangki 2 > tangki 3 karena umpan dimasukan ke tangki 1 terlebih dahulu, kemudian tangki 2, lalu tangki 3. Hal ini disebabakan daya hantar listrik pada

tangki dua dan tangki tida akan semakin berkurang. Daya hantar listrik diketahui

menggunakan alat. Berkurangnya daya hantar listrik di tangki ke dua dan ke tiga,

karena air yang dialirkan pada tangki ke dua ke tiga semakin banyak berdasarkan

fungsi waktu. Hal ini yang mempengaruhi konsentrasi larutan elektrolit pada larutan

di ketiga tangki.

Selain kurva kalibrasi, kami pun membuat kurva hubungan antara daya hantar

eqivalen terhadap konsentrasi. Dari kurva dapat diketahui adanya ketidaklinearan

garis yang menunjukkan daya hantar eqivalen. Hal ini disebabkan oleh daya hantar

eqivalen yang dipengaruhi oleh temperatur dan konsentrasi. Sedangkan pada

praktikum, konsentrasi NaCl yang diperoleh fluktuatif, sehingga mempengaruhi hasil

perhitungan yang didapat. Kami pun menghitung efektifitas tangki dari ketiga tangki

yang digunkan, baik input maupun pulse. Efektifitas tangki merupakan volume yang

dibutuhkan oleh tangki, dari perhitungan dapat diketahui bahwa tangki membutuhkan

volume yang lebih besar dibangingkan dengan tangki pertama dan kedua.

V. KESIMPULAN

Dari hasil praktikkum didapatkan sebagai berikut.

Kurva antara L terhadap konsentrasi NaCl hampir linier, dengan R2 yang

diperoleh 0,9889.

Kurva kalibrasi antara konsentrasi NaCl terhadap DHL tidak linier, dengan R2

yang diperoleh 0,1122.

Kurva konsentrasi NaCl terhadap DHL dari ketiga tangki untuk input

berbentuk tidak linier.

Kurva konsentrasi NaCl terhadap DHL dari ketiga tangki untuk pulse

berbentuk tidak linier.

Respon dari ketiga tangki yang digunakan pada praktikkum berbeda-beda.

VI. DAFTAR PUSTAKA

Fogler, H.,S., 1999, “Elements of Chemical Reaction Enggineering”, 3rd., pp.809-826, Prentice Hall PTR, New Jersey, USA.

Levenspiel, O., 1999, ”Chemical Reaction Engineering”, 3 rd., pp.255-260,John Wiley & Sons, New York., USA.