Laporan Praktikum Sedimentasi [PDF]

Citation preview

LAPORAN LENGKAP PRAKTIKUM SATUAN OPERASI II “SEDIMENTASI”



DISUSUN OLEH : MUHAMMAD ASLAM NUR 18TKM291 IIA JURUSAN TEKNIK KIMIA MINERAL POLITEKNIK ATI MAKASSAR KEMENTERIAN PERINDUSTRIAN REPUBLIK INDONESIA 2020



BAB I PENDAHULUAN A. Latar belakang Sedimentasi adalah suatu proses pemisahan suspensi secara mekanik menjadi dua bagian, yaitu slurry  dan supernatant. Slurry adalah bagian dengan konsentrasi partikel terbesar, dan supernatant adalah bagian cairan yang bening. Proses ini memanfaatkan gaya gravitasi, yaitu dengan mendiamkan suspensi hingga terbentuk endapan yang terpisah dari beningan. Sedimentasi (pengendapan) merupakan salah satu cara pemisahan padatan yang tersuspensi dalam suatu cairan dimana akan terjadi peristiwa turunya partikel – partikel padat yang semula tersebar atau tersuspensi dalam cairan karena adanya gaya berat atau gaya grafitasi, tetapi selama proses sedimentasi ini berlangsung, terdapat tiga gaya yang berpengaruh yaitu gaya grafitasi, gaya apung dan gaya dorong. Proses sedimentasi dalam industri kimia banyak digunakan ,misalnya pada proses pembuatan kertas dimana slurry berupa bubur selulose yang akan dipisahkan menjadi pulp dan air, proses penjernihan air (water treatment),dan proses pemisahan buangan nira yang akan diolah menjadi gula.untuk mengetahui prinsip kerja dari sedimentasi ,serta factor-faktor yang mempengaruhinya dan menentukan laju pengendapan maka dilakukan praktikum sedimentasi ini. B. Tujuan percobaan 1. Mengetahui prinsip kerja sedimentasi 2.



Mengetahui faktor – faktor yang memengeruhi laju pengendapan



3.



Menentukan laju pengendapan pada larutan suspense



BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Landasan teori Sedimentasi adalah salah satu operasi pemisahan campuran padatan dan cairan (slurry) menjadi cairan beningan dan sludge (slurry yang lebih pekat konsentrasinya) (rahadi,2010). Pemisahan dapat berlangsung karena adanya gaya gravitasi yang terjadi pada butiran tersebut. Proses sedimentasi dalam industry kimia banyak digunakan ,misalnya pada proses pembuatan kertas dimana slurry berupa bubur selulose yang akan dipisahkan menjadi pulp dan air, proses penjernihan air (water treatment),dan proeses pemisahan buangan nira yang akan diolah menjadi gula (rahadi,2010). Proses sedimentasi dalam dunia industry dilakukan secara sinambung dengan menggunakan alat yang dikenal dengan nama thickener, sedangkan untuk skala laboratorium dilakukan secara batch. Data-data yang diperoleh dari prinsip sedimentasi secara batch dapat digunakan untuk proses yang sinambung (rahadi,2010). Proses pengendapan partikel suspensi di dalam air dimulai dari masuknya air ke kolam pengendapan melalui bagian inlet dan disebarkan menuju ruang pengendapan. Penempatan baffle atau adukan di belakang inlet diperlukan untuk meredam enerji aliran dan menyebarkan aliran serta memperkecil ruang tak berguna dalam kolam (dahuri,2008). Selanjutnya di ruang pengendapan terjadi pemisahan partikel suspensi yang terdapat di dalam air. Partikel-partikel suspensi akan mengendap dan terkumpul di daerah kantong lumpur, sedang airnya mengalir menuju ke bagian outlet melalui suatu sistem peluapan, sehingga hanya air lapis atas saja yang masuk ke dalam saluran outlet untuk dibawa ke proses selanjutnya. Endapan/lumpur yang terkumpul di dalam kantong lumpur ditarik menuju ke bagian pengeluaran lumpur dengan menggunakan sebuah scrapper/garuk dan selanjutnya dikeluarkan dengan pompa lumpur dibawa menuju ke tempat pemrosesan lumpur. Scrapper digerakkan dengan sangat perlahan untuk menjaga agar lumpur yang sudah mengendap tidak terusik dan melayang lagi. Scrapper



biasanya berupa sebuah plat atau rangka gerak yang dilengkapi dengan sudu-sudu penggaruk dan digerakkan dengan motor listrik atau dapat pula digerakkan secara manual dengan menggunakan kayuh (Kamulyan, 1997). Menurut (rahadi,2010) Di industry aplikasi sedimentasi banyak digunakan, antara lain : 1. Pada unit pemisahan , misalnya untuk mengambil senyawa magnesium dari air laut 2. Untuk memisahkan bahan buangan dari bahan yang akan diolah, misalnya pada pabrik gula 3. Pengolahan air sungai menjadi boiler feed water. 4. Proses pemisahan padatan berdasarkan ukurannya dalam clarifier dengan prinsip perbedaan terminal velocity. Chester (1993) membagi sedimen laut menjadi 2 kelompok yaitu: 1. Nearshore sediment, sebagian besar endapan sedimennya dipengaruhi kuat oleh kedekatannya dengan daratan sehingga mengakibatkan kondisi fisika kimia dan biologi sedimen ini lebih bervariasi dibandingkan dengan deep-sea sediment. 2. Deep-sea sediment, sebagian besar mengendap di perairan dalam di atas 500 m dan banyak faktor seperti jauhnya dari daratan, reaksi antara komponen terlarut dalam kolom perairan serta hadirnya biomassa khusus yang mendominasi lingkungan laut dalam yang menyebabkan sedimen ini merupakan habitat yang unik di planet dan memiliki karateristik yang sangat berbeda dengan daerah continental / near shore. Berdasarkan hasil observasi Dahuri (2008) komposisi material sedimen yang terklasifikasi pada pantai Sindulang Satu yaitu: pasir halus, pasir sedang, pasir sangat halus, pasir kasar dan kerikil, selain itu didapati juga debu dan batu. Rataan empirik dari distribusi granulometri sedimen yang terbanyak diperoleh yaitu: pasir halus dengan penyortiran tersortir buruk, nilai kemencengan asimetris ke ukuran kecil dan simetris granulometri yang peruncingannya mesokurtik. Faktor hidrodinamika yang berperan dalam transport sedimen pada daerah pantai Sindulang Satu adalah arus pasut.



B. MSDS 1. CaCO3 Berat molekul : 100,09 g/mol Bau : tdak berbau Densitas : 2,711 g/cm3 Titik lebur : 825 °c Kelarutan : larut Titik nyala : 1098 K



BAB III METODOLOGI PERCOBAAN B. Alat dan bahan 1. Alat 1. Tabung sedimentasi (digunakan gelas ukur 1000ml) 2. Gelas kimia 3. Stopwatch 4. Batang pengaduk 5. Spatula 6. Neraca analitik 7. Label kertas 2. Bahan a. CaCO3 padatan b. Al2(SO4)3.18H2O padatan



c. Aquadest



C. Prosedur percobaan 1.Sedimentasi larutan CaCO3 + H2O a. Disiapkan alat dan bahan. Tabung sedimentasi diberi label kertas disepanjang skala volume. b.



Ditimbang CaCO3 sebanyak 30 gram.



c.



Diukur volume aquadest sebanyak 800ml.



d.



Dimasukkan CaCO3 dan aquadest ke dalam gelas kimia lalu diaduk



e. Dimasukkan larutan (CaCO3 dan aquadest) ke dalam tabung sedimentasi sambil diaduk. f. Dinyalakan stopwatch ketika larutan telah habis dimasukkan ke dalam tabung sedimentasi dan



diberi garis pada label untuk menunjukkan volume mula-mula larutan. g. Diamati suspensi larutan. Dengan interval waktu 3 menit, diberi garis pada label untuk menunjukkan ketinggian volume endapan yang terbentuk pada larutan. h. Dihentikan waktu pada stopwatch ketika ketinggian volume endapan telah konstan. i. Dicatat data pengamatan. 2. Sedimentasi larutan CaCO3 + H2O dengan penambahan Al2(SO4)3.18H2O a. Disiapkan alat dan bahan. Tabung sedimentasi diberi label kertas disepanjang skala volume. b. Ditimbang CaCO3 sebanyak 30 gram. c. Diukur volume aquadest sebanyak 800ml. d. Ditimbang Al2(SO4)3.18H2O sebanyak 2 gram. e. Dimasukkan CaCO3 + Al2(SO4)3.18H2O aquadest ke dalam gelas kimia lalu diaduk.



dan



f. Dimasukkan larutan ke dalam tabung sedimentasi sambil diaduk. g. Dinyalakan stopwatch ketika larutan telah habis dimasukkan ke dalam tabung sedimentasi dan diberi garis pada label untuk menunjukkan volume mula-mula larutan. h. Diamati suspensi larutan. Dengan interval waktu 3 menit, diberi garis pada label untuk menunjukkan ketinggian volume endapan yang terbentuk pada larutan. i. Dihentikan waktu pada stopwatch ketika ketinggian volume endapan telah konstan.



j. Dicatat data pengamatan.



BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A. Data pengamatan 1. Data sampel larutan CaCO3 + H2O Massa CaCO3 = 30,023 gr No



Waktu (menit)



Volume suspensi (ml)



1



0



820



2



3



170



3



6



130



4



9



120



5



12



110



6



15



105



7



18



105



8



21



100



9



24



100



10



27



100



11



30



100



2. Data sampel larutan CaCO3 + H2O + Al2(SO4)3.18H2O Massa CaCO3



= 30,001 gr



Massa Al2(SO4)3.18H2O No Waktu (menit)



= 2,047 gr Volume suspensi (ml)



1



0



810



2



3



370



3



6



260



4



9



220



5



12



190



6



15



180



7



18



170



8



21



160



9



24



160



10



27



160



11



30



150



12



33



150



13



36



150



14



39



140



15



42



140



16



45



140



B. Perhitungan 1. Grafik laju pengendapan a. sampel larutan CaCO3 + H2O



900 800 700 600 500 VOLUME Linear (VOLUME)



f(x) = − 13.88 x + 465.45



400 300 200 100 0 0



5



10



15



20



25



30



35



b. sampel larutan CaCO3 + H2O + Al2(SO4)3.18H2O 900 800 700 600 500 VOLUME Linear (VOLUME)



400 300 200 100 0 0



10



20



30



40



50



2. Menghitung laju pengendapan a. sampel larutan CaCO3 + H2O na−nb ta−0 400−100 = 28−0 = 10,71 ml/menit b. sampel larutan CaCO3 + H2O + Al2(SO4)3.18H2O V=



V=



na−nb ta−0



300−100 39−0 = 5,13 ml/menit 3. menghitung konsentrasi suspense  sampel larutan CaCO3 + H2O =



a. konsentrasi suspensi awal (CO) massa sampel CaCO 3 CO = volume total 30,023 gr = 820 ml = 0,0366 gr/ml b. konsentrasi suspensi ho  C1 = ×CO h1 820 ml = ×0,0366 gr/ml 170 ml = 0,1765 gr/ml ho  C2 = ×CO h2 820 ml = ×0,0366 gr/ml 130 ml = 0,2308 gr/ml ho  C3 = ×CO h3 820 ml = ×0,0366 gr/ml 120 ml = 0,2501 gr/ml ho  C4 = ×CO h4 820 ml = ×0,0366 gr/ml 110ml = 0,2728 gr/ml ho  C5 = ×CO h5 820 ml = ×0,0366 gr/ml 105 ml = 0,2858 gr/ml ho  C6 = ×CO h6



820 ml ×0,0366 105 ml = 0,2858 gr/ml ho C7 = ×CO h7 820 ml = ×0,0366 100 ml = 0,30012 gr/ml ho C8 = ×CO h8 820 ml = ×0,0366 100 ml = 0,30012 gr/ml ho C9 = ×CO h9 820 ml = ×0,0366 100 ml = 0,30012 gr/ml ho C10 = ×CO h 10 820 ml = ×0,0366 100 ml = 0,30012 gr/ml =



















gr/ml



gr/ml



gr/ml



gr/ml



gr/ml



 sampel larutan CaCO3 + H2O + Al2(SO4)3.18H2O a. konsentrasi suspensi awal (CO) massa sampel CaCO 3 CO = volume total 30,001 gr = 820 ml = 0,0358 gr/ml b. konsentrasi suspensi ho  C1 = ×CO h1 810 ml = ×0,0358 gr/ml 370 ml = 0,0783 gr/ml ho  C2 = ×CO h2



810 ml ×0,0358 260 ml = 0,1115 gr/ml ho C3 = ×CO h3 810 ml = ×0,0358 220 ml = 0,1318 gr/ml ho C4 = ×CO h4 810 ml = ×0,0358 190 ml = 0,1526 gr/ml ho C5 = ×CO h5 810 ml = ×0,0358 180 ml = 0,1611 gr/ml ho C6 = ×CO h6 810 ml = ×0,0358 170 ml = 0,1705 gr/ml ho C7 = ×CO h7 810 ml = ×0,0358 160 ml = 0,1812 gr/ml ho C8 = ×CO h8 810 ml = ×0,0358 160 ml = 0,1812 gr/ml ho C9 = ×CO h9 810 ml = ×0,0358 160 ml = 0,1812 gr/ml ho C10 = ×CO h 10 =



































gr/ml



gr/ml



gr/ml



gr/ml



gr/ml



gr/ml



gr/ml



gr/ml



810 ml ×0,0358 150 ml = 0,19332 gr/ml ho C11 = ×CO h9 810 ml = ×0,0358 150 ml = 0,19332 gr/ml ho C12= ×CO h9 810 ml = ×0,0358 150 ml = 0,19332 gr/ml ho C13= ×CO h9 810 ml = ×0,0358 140 ml = 0,2071 gr/ml ho C14= ×CO h9 810 ml = ×0,0358 140 ml = 0,2071 gr/ml ho C15= ×CO h9 810 ml = ×0,0358 140 ml = 0,2071 gr/ml =























gr/ml



gr/ml



gr/ml



gr/ml



gr/ml



gr/ml



C. Pembahasan Pada praktikum kali ini dilakukan percobaan sedimentasi , sedimentasi adalah pengendapan partikel-partikel dari suspense, pada proses sedimentasi partikel-partikel dipisahkan dari fluida akibat gaya gravitasi yang bekerja pada partikel-partikel tersebut.adapun tujuan dari proses sedimentasi yaitu : 1. Untuk memisahkan partikel-partikel dari alaur fluida sehingga fluida tersebut bebas dari kontaminan partikel. 2. Untuk memulihkan partikel-partikel sebagai produk. 3. Untuk memisahkan partikel-partikel menjadi fraksi-fraksi dengan ukuran atau densitas yang berbeda dengan cara menyuspensikan partikel-partikel tersebut kedalam suatu fluida. Prinsip kerja dari sedimentasi adalah adalah proses pengendapan suatu partikel yang disebabkan oleh adanya bantuan gaya gravitasi dan gaya gesek yang bekerja pada alat sedimentasi. Dari data yang didapatkan zona waktu pengendapan pada sampel larutan CaCO3 + H2O berkisar di angka 28 menit dengan ketinggian 100 ml,kemudian pada sampel larutan CaCO3 + H2O + Al2(SO4)3.18H2O berkisar diangka 39 menit dengan ketinggian 100 ml.ada beberapa factor yang mempengaruhi proses dari sedimentasi yaitu banyaknya partikel yang akan diendapkan hal ini dapat terlihat dari hasil pengamatan dimana percobaan dengan menggunakan sampel yang lebih sedikit akan lebih cepat tersuspensi karena gaya gesek antara partikel juga semakin kecil, kemudian factor selanjutnya adalah lamanya waktu pengendapan semakin lama waktu yang digunakan untuk proses sedimentasi maka jumlah partikel yang tersuspensi juga semakin banyak hal ini dikarenakan adanya pengaruh dari gaya gravitasi sehingga semakin lama waktu yang digunakan maka partikel akan terus bergerak kebawah atau kedasar alat sedimentasi sehingga banyak partikel yang tersuspensi.



BAB V KESIMPULAN Dari hasil percobaan dapan disimpulkan : 1. Prinsip kerja dari sedimentasi adalah adalah proses pengendapan suatu partikel yang disebabkan oleh adanya bantuan gaya gravitasi dan gaya gesek yang bekerja pada alat sedimentasi. 2. Factor yang mempengaruhi proses sedimentasi adalah, banyaknya partikel, waktu pengendapan,densitas dan gaya (gravitasi dan gesek). 3. Laju sedimendasi pada sampel larutan CaCO3+H2O adalah 10,71 ml/menit. Sedangkan pada sampel larutan CaCO 3 + H2O + Al2(SO4)3.18H2O adalah 5,13 ml/menit.



DAFTAR PUSTAKA Chester, R. 1993. Marine Geochemistry. Unwin Hyman Ltd. London. Dale, E. I. dan William J.. Dahuri. R. J . Rais, S.P Ginting. dan M. J. Sitepu., 2008. Pengelolaan Sumberdaya Wilayah Pesisir dan Lautan Secara Terpadu. PT. Pradnya Paramita. Jakarta. Kamulyan, Budi. 1997. Teknik Penyehatan (Bagian A1:Teknik Pengolahan Air). Yogyakarta: Universitas Gajah Mada. Rahadi, Aprian Eka. 2010. Kualitas Air pada Proses Pengolahan Air Minum di Instalasi Pengolahan Air Minum Lippo Cikarang.