1. Choose a commercial chemical. Find its price as technical grade and pure, and give analysis
to the price gap
Bahan kimia yang saya pilih adalah NaHCO3 (natrium hidrogen karbonat). Natrium karbonat
memiliki dua jenis yaitu natrium karbonat teknikal dan analitikal (murni). Natrium karbonat
analitikal memiliki konsentrasi atau kemurnian yang lebih tinggi dibandingkan dengan
natrium karbonay teknikal. Harga natrium karbonat teknikal adalah sekitar Rp 44.000,00 per
kg sedangkan untuk harga analitikalnya adalah Rp 1.650.000,00 per kg (sumber :
http://www.phyedumedia.com/2013/05/katalog-harga-jual-bahan-kimia.html)
Adanya perbedaan harga yang cukup signifikan ini disebabkan karena adanya proses
pemurnian. Proses pemurnian adalah proses yang dilakukan untuk membuat suatu senyawa
kimia memiliki konsentrasi mendekati 100% atau disebut dengan murni. Proses pemurnian
ini menyebabkan perbedaan harga karena proses ini membutuhkan cost production yang
lebih tinggi. Cost production dapat lebih besar akibat adanya penambahan alat atau bahan
pada proses pembuatan senyawa itu sehingga menyebabkan harga jual senyawa yang sudah
dimurnikan akan lebih mahal pula.
2. Explain production process of the chemical in question no.1
Sodium hidrogen karbonat adalah bubuk kristal putih yang terklasifikasi sebagai garam
asam yang terbuat dari campuran asam (karbonat) dan basa (natrium hidroksida). Sodium
hidrogen karbonat dikenal dengan nama lain antara lain baking soda, soda bikarbonat,
sodium asam karbonat. Pada suhu diatas 300oF (140
oC) sodium hidrogen karbonat
terdekomposisi menjadi sodium karbonat yakni senyawa yang lebih stabil, air, dan karbon
dioksida. Aplikasi baking soda atau sodium hidrogen karbonat dalam kehidupan sehari-hari
ditemukan sebagai pembersih, penghilang bau, buffering, dan pemadam kebarakan. Baking
soda dapat mempertahankan pH 8.1 walaupun ketika asam ditambahkan ke larutan.
Kemampuannya untuk menstabilkan pH tersebut menjadikannya bahan yang baik dalam
produk antasida dan pembersih gigi. Ketika baking soda digunakan sebagai pembersih dalam
bentuk pasta atau kering dalam spons yang basah, struktur kristal baking soda akan menjadi
agen abrasi yang dapat membantu dalam pembersihan kotoran tanpa melukai permukaan.
Selain itu, baking soda digunakan sebagai bahan tambahan dalam produksi produk pastry
seperti roti atau kue yang memberikan karbon dioksida dalam roti sehingga pastry terlihat
lebih besar daripada yang sebenarnya.
Proses pembuatan sodium hidrogen karbonat dilakukan melalui proses yang dinamakan
sebagai proses Solvay. Proses Solvay dikembangkan oleh Ernest Solvay pada tahun 1860-an
yang awalnya dimaksudkan untuk mencari penggunaan amoniak. Selain proses solvay,
pembuatan sodium hidrogen karbonat dapat dilakukan dengan pemanasan mineral trona
(Na2CO3.NaHCO3.2H2O) atau yang disebut sebagai sodium hidrogen karbonat murni. Kedua
proses tersebut akan dijelaskan secara rinci sebagai berikut :
a. Proses Solvay
Proses Solvay merupakan proses yang efektif karena menggunakan bahan yang murah
dan banyak untuk menghasilkan bahan lain yang menjadi cikal bakal pembuatan baking
soda. Pada proses solvay untuk menghasilkan baking soda melibatkan bahan baku
limestone (CaCO3), sodium klorida (NaCl), dan amoniak (NH3). Proses ini meliputi 3
tahapan yakni tahapan persiapan, tahapan reaksi (proses solvay), dan proses pemulihan
amoniak. Berikut adalah gambar diagram alir proses solvay :
a) Tahap persiapan
Tahap awal, air garam jenuh masuk ke dalam ammoniating tower. Pada menara ini
terjadi proses pencampuran antara air garam dengan amoniak. Setelah tercampur,
kemudian campuran tersebut berpindah ke carbonating tower atau yang disebut
dengan solvay tower. Dalam solvay tower ini, air garam bercampur dengan gas
karbondioksida yang dihasilkan dari pemanasan batu kapur dalam ruang bernama kiln
dengan reaksi sebagai berikut :
b) Tahap reaksi
Selanjutnya dalam solvay tower, air garam bercampur dengan gas karbondioksida
sesuai dengan reaksi
Gambar 1. Diagram alir proses Solvay pada pembuatan baking soda
http://www.citycollegiate.com/solvayprocess.gif
2NH3 + CO2 + H2O (NH4)2CO3
Selanjutnya ammonium karbonat bereaksi dengan CO2 untuk membentuk ammonium
bikarbonat dengan reaksi:
(NH4)2CO3 + CO2 + H2O 2NH4HCO3
Amonium bikarbonat yang dihasilkan kemudian bereaksi dengan NaCl dan
menghasilkan sodium bikarbonat
NH4HCO3 + NaCl NaHCO3 + NH4Cl
Dikarenakan reaksi yang dilakukan pada solvay tower merupakan reaksi eksotermis
sehingga menyebabkan kelarutan NaHCO3 meningkat. Untuk mengurangi dampak
tersebut, maka bagian bawah dari solvay tower didinginkan dan dipisahkan dengan
filtrasi vacuum serta di cuci untuk menghilangkan garam ammonium.
c) Tahap pemulihan amoniak
Pada proses sebelumnya diketahui bahwa terdapat hasil CaO dari pembakaran CaCO3.
CaO tersebut direaksikan dengan air sehingga membentuk Ca(OH)2 dengan reaksi
CaO + H2 O Ca(OH)2
Ca(OH)2 kemudian dipanaskan dengan NH4Cl untuk membentuk NH3 dan CaCl2
yang menjadi by product dari produksi baking soda ini. Ammonia yang dihasilkan
akan digunakan kembali sebagai bahan baku baking soda.
2NH4 Cl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2NH3 + 2H2O
b. Pemanasan mineral trona
Proses pembuatan sodium hidrogen karbonat dari mineral trona digambarkan dengan
diagram alir dibawah ini :
Gambar 2. Diagram alir proses pembuatan baking soda dari bijih trona
http://www.madehow.com/Volume-1/Baking-Soda.html
Tahap pertama produksi natrium hidrogen karbonat adalah penambangan mineral trona.
Setelah mineral trona didapatkan dari penambangan kemudian trona tersebut dihancurkan
dan disamakan ukurannya. Bijih trona yang suda berukuran sama dipanaskan dalam
calciners untuk menghilangkan gas yang tidak diinginkan dan mengubahnya menjadi
natrium karbonat mentah. Kemudian menambahkan air untuk melarutkan sodium
karbonat mentah sehingga menghasilkan larutan yang siap untuk dimurnikan.
Selanjutnya campuran natrium karbonat dengan air tersebut dimasukkan ke dalam
sentrifuge sehingga memisahkan larutan dengan kristal. Kristal tersebut dilarutkan ke
dalam larutan bikarbonat pada rotary dissolver sehingga menghasilkan larutan jenuh.
Larutan kemudian difilter untuk menghilangkan bahan tak larut dan selanjutnya masuk ke
carbonating tower. Di dalam carbonating tower, larutan sodium bikarbonat kristal
menjadi lebih dingin dan berikatan dengan karbon dioksida untuk membentuk kristal
sodium bikarbonat. Kristal tersebut di alirkan ke sentrifuge lainnya sehingga larutan sisa
terfilter keluar, dan kristal lalu dicuci dalam larutan bikarbonat untuk membentuk
substansi padat yang siap dikeringkan. Substansi padat tersebut kemudian dikeringkan
baik dalam conveyor belt kontinu maupun pengering tabung vertikal. Menurut Church &
Dwight Company, natrium karbonat teoritikal memiliki kemurnian 90-95% sedangkan
natrium karbonat analitikal 99%
Daftar Pustaka
Anonim. Baking Soda. [online]. tersedia: http://www.madehow.com/Volume-1/Baking-
Soda.html (diakses 5 september 2014 10.35)
Anonim. Industrial Preparation of Sodium Carbonate. [online]. tersedia:
http://www.citycollegiate.com/sblock2.htm (diakses 5 September 2014 11.32)
Anonim. Sodium Bicarbonate Chemical Properties, Manufacturing. Church & Dwight Co.,
Inc.