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.