Makalah Asam Sulfat [PDF]

Citation preview

MAKALAH KIMIA Industri Pembuatan Asam Sulfat



DIBUAT OLEH : Nadira Fawziyya Masnur Absen : 26 KELAS XI MIPA 5



SMAN 34 JAKARTA SELATAN Jl. Margasatwa No.1, RT.15/RW.1, Pd. Labu, Cilandak, Kota Jakarta Selatan, DKI Jakarta 12450. 1



KATA PENGANTAR



Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala limpahan Rahmat, Inayah, Taufik dan Hinayahnya sehingga kami dapat menyelesaikan penyusunan makalah ini dalam bentuk maupun isinya yang sangat sederhana. Semoga makalah ini dapat dipergunakan sebagai salah satu acuan, petunjuk maupun pedoman bagi pembaca dalam bidang Kimia. Kami sangat bersyukur kepada Tuhan Yang Maha Esa, karenaNya



kami dapat



menyelesaikan laporan yang menjadi tugas Sejarah dengan judul “Industri Pembuatan Asam Sulfat”. Disamping itu, kami mengucapkan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu kami selama pembuatan makalah ini. Harapan kami semoga makalah ini membantu menambah pengetahuan bagi para pembaca, sehingga kami dapat memperbaiki bentuk maupun isi makalah ini sehingga kedepannya dapat lebih baik. Demikian yang dapat kami sampaikan, semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi para pembaca dan Ibu Guru. Kami mengharapkan kritik dan saran terhadap makalah ini agar kedepannya dapat kami perbaiki. Karena kami sadar, makalah yang kami buat ini masih banyak terdapat kekurangannya.



Jakarta, 18 November 2017.



2



DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ……………………………………………………….....2 DAFTAR ISI ……………………………………………………………………3 BAB 1 : PENDAHULUAN……………………………………………………..4 I.1 LATAR BELAKANG ……………………………..………………... I.2 RUMUSAN MASALAH …………………………………………….. I.3 TUJUAN PENULISAN ……………………………………………… I.4 SUMBER DATA ……………………………………………..…….... BAB 2 : ISI ……………………………………………………………..………6 II.1 . PENGERTIAN ASAM SULFAT ....................................................... II.2 . SIFAT FISIKA ASAM SULFAT ………………………………… II.3 . SIFAT KIMIA ASAM SULFAT ………………………………… II.4 . PENGERTIAN PROSES KONTAK ……………………………… II.5 . BAHAN BAKU PEMBENTUKAN ASAM SULFAT …………... II.6 . PROSES PEMBENTUKAN ASAM SULFAT …………………… II.7 . KEGUNAAN ASAM SULFAT …………………………………… II.8 . BAHAYA ASAM SULFAT ……………………………………… BAB 3 : PENUTUP ……………………………………………………………17 III.1 . KESIMPULAN …………………………………………………… III.2 . KRITIK DAN SARAN …………………………………………… III.3 . DAFTAR PUSAKA ………………………………………………



3



BAB I PENDAHULUAN I.1 LATAR BELAKANG Asam sulfat atau H2SO4, merupakan asam mineral (anorganik) yang kuat. Zat ini larut dalam air pada semua perbandingan. Asam sulfat mempunyai banyak kegunaan dan merupakan salah satu produk utama industri kimia. Kegunaan utamanya termasuk pemrosesan bijih mineral, sintesis kimia, pemrosesan air limbah dan pengilangan minyak. 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, FeSO4 • 7H2O, dan tembaga (II) sulfat pentahidrat, CuSO4 • 5H2O. 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 bukubuku Arab dan Persia. 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, yang mengijinkan produksi asam sulfat secara efektif. Setelah berbagai perbaikan, metode ini menjadi proses standar produksi asam sulfat selama hampir dua abad. Pada tahun 1831, saudagar asam cuka Britania Peregrine Phillips mematenkan proses kontak, yang lebih ekonomis dalam memproduksi sulfur trioksida dan asam sulfat. Sekarang, hampir semua produksi asam sulfat dunia menggunakan proses ini. Reaksi kimia pembentukan asam sulfat : 2SO2 (g) + O2 (l)



2SO3 (l)



SO3 (g) + H2O (l)  H2SO4 (l) Untuk pembentukan jumlah asam sulfat yang maksimum atau optimal, maka arah pergeseran reaksi bergeser ke kanan. Reaksi diatas berlangsung eksoterm, maka agar didapatkan hasil yang maksimal, harus dilakukan pada keadaan : (1) SUHU - Apabila suhu dinaikkan, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah endoterm, yang dimana pada reaksi diatas ke arah kiri atau penguraian asam sulfat - Apabila suhu diturunkan, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah eksoterm, yang dimana pada reaksi diatas ke arah kanan atau pembentukan asam sulfat. Maka penurunan suhu dapat meningkatkan jumlah produk asam sulfat.



(2) TEKANAN



4



- Apabila tekanan ditingkatkan, maka akan sebanding dengan penurunan volume wadah. Maka kesetimbangan akan bergeser ke arah sisi dengan koefisien kecil, yang dimana pada reaksi diatas ke arah kanan atau pembentukan asam sulfat. Maka peningkatan tekanan atau penurunan Volume dapat meningkatkan jumlah produk asam sulfat. - Apabila tekanan diturunkan, maka akan sebanding dengan peningkatan volume wadah. Maka kesetimbangan akan bergeser ke arah sisi dengan koefisien besar, yang dimana pada reaksi diatas ke arah kiri atau penguraian asam sulfat (3) KATALIS Penggunaan katalis dapat mempercepat laju reaksi untuk mencapai kesetimbangan. Pada pembentukan Asam Sulfat yang digunakan adalah Vanadium pentaoksida ( V2O5 ). (4) KONSENTRASI Penambahan Konsentrasi pada reaktan akan meningkatkan pula konsentrasi produk, dan pengurangan konsentrasi pada reaktan juga akan menurunkan pula konsentrasi produk.



I.2 RUMUSAN MASALAH Penulis telah menyusun beberapa masalah yang akan dibahas dalam makalah ini antara lain : a. Apakah pengertian dari asam sulfat. b. Bagaimana proses pembentukan Asam Sulfat. c. Proses Pembentukan Asam Sulfat disebut sebagai Proses kontak. Apa pengertian dari Proses Kontak. d. Apa sajakah kegunaan dari Asam Sulfat. e. Apa sajakah bahaya dari penggunaan asam sulfat, dan bagaimana cara mencegahnya.



I.3 TUJUAN PENULISAN Berdasarkan rumusan masalah di atas maka tujuan dari penulisan makalah ini adalah a. Mengetahui pengertian dari Asam Sulfat. b. Memahami Proses Pembentukan Asam Sulfat. c. Mengetahui kegunaan Asam Sulfat dalam kehidupan sehari – hari.



I.4 SUMBER DATA Tinjauan pustaka tentang Industri Pembuatan Asam Sulfat dari literatur dan internet.



5



BAB II ISI



II.1 . PENGERTIAN ASAM SULFAT Asam sulfat adalah asam mineral (zat anorganik) yang sangat kuat. Zat ini larut di dalam air. Asam Sulfat memiliki rumusan kimia H2SO4, dan memiliki massa molar sebesar 98,08 g / mol. Asam sulfat berpenampilan seperti cairan Higroskopis, berminyak, tak bewarna, dan tak berbau. Asam Sulfat ini kerap pula dipanggil minyak vitriol. Asam Sulfat memiliki titik lebur sebesar 10 °C (283 K) serta titik didih sebesar 337 °C (610 K). Asam ini bersifat korosif. Asam sulfat murni yang tidak diencerkan tidak dapat ditemukan secara alami di bumi oleh karena sifatnya yang higroskopis. Walaupun demikian, asam sulfat merupakan komponen utama hujan asam, yang terjadi karena oksidasi sulfur dioksida di atmosfer dengan keberadaan air (oksidasi asam sulfit). Sulfur dioksida adalah produk sampingan utama dari pembakaran bahan bakar seperti batu bara dan minyak yang mengandung sulfur (belerang). Asam sulfat terbentuk secara alami melalui oksidasi mineral sulfida, misalnya besi sulfida. Air yang dihasilkan dari oksidasi ini sangat asam dan disebut sebagai air asam tambang. Air asam ini mampu melarutkan logam-logam yang ada dalam bijih sulfida, yang akan menghasilkan uap berwarna cerah yang beracun. Oksidasi besi sulfida pirit oleh oksigen molekuler menghasilkan besi(II), atau Fe2+: Besi (III) atau ion feri juga dapat mengoksidasi pirit. Ketika oksidasi pirit besi (III) terjadi, proses ini akan berjalan dengan cepat. Nilai pH yang lebih rendah dari nol telah terukur pada air asam tambang yang dihasilkan oleh proses ini.



II.2 . SIFAT FISIKA ASAM SULFAT 1. BENTUK-BENTUK ASAM SULFAT Walaupun asam sulfat yang mendekati 100% dapat dibuat, ia akan melepaskan SO3 pada titik didihnya dan menghasilkan asam 98,3%. Asam sulfat 98% lebih stabil untuk disimpan, dan merupakan bentuk asam sulfat yang paling umum. Asam sulfat 98% umumnya disebut sebagai asam sulfat pekat. Terdapat berbagai jenis konsentrasi asam sulfat yang digunakan untuk berbagai keperluan: 10%, asam sulfat encer untuk kegunaan laboratorium, 33,53%, asam baterai, 62,18%, asam bilik atau asam pupuk, 73,61%, asam menara atau asam glover, 97%, asam pekat. 6



Terdapat juga asam sulfat dalam berbagai kemurnian. Mutu teknis H2SO4 tidaklah murni dan seringkali berwarna, namun cocok untuk digunakan untuk membuat pupuk. Mutu murni asam sulfat digunakan untuk membuat obat-obatan dan zat warna. Apabila SO3(g) dalam konsentrasi tinggi ditambahkan ke dalam asam sulfat, H2S2O7 akan terbentuk. Senyawa ini disebut sebagai asam pirosulfat, asam sulfat berasap, ataupun oleum. Konsentrasi oleum diekspresikan sebagai %SO3 (disebut %oleum) atau %H2SO4 (jumlah asam sulfat yang dihasilkan apabila H2O ditambahkan); konsentrasi yang umum adalah 40% oleum (109% H2SO4) dan 65% oleum (114,6% H2SO4). H2S2O7 murni terdapat dalam bentuk padat dengan titik leleh 36 °C.



2. POLARITAS DAN KONDUKTIVITAS H2SO4 anhidrat adalah cairan yang sangat polar. Ia memiliki tetapan dielektrik sekitar 100. Konduktivitas listriknya juga tinggi. Hal ini diakibatkan oleh disosiasi yang disebabkan oleh swa-protonasi, disebut sebagai autopirolisis. 2 H2SO4 → H3SO+4 + HSO−4 Konstanta kesetimbangan autopirolisisnya adalah : Kap (25 °C)= [H3SO+4][HSO−4] = 2,7 × 10−4. Dibandingkan dengan konstanta keseimbangan air, Kw = 10−14, nilai konstanta kesetimbangan autopirolisis asam sulfat 1010 (10 triliun) kali lebih kecil. Walaupun asam ini memiliki viskositas yang cukup tinggi, konduktivitas efektif ion H3SO+4 dan HSO−4 tinggi dikarenakan mekanisme ulang alik proton intra molekul, menjadikan asam sulfat sebagai konduktor yang baik. Ia juga merupakan pelarut yang baik untuk banyak reaksi. Kesetimbangan kimiawi asam sulfat sebenarnya lebih rumit daripada yang ditunjukkan di atas; 100% H2SO4 mengandung beragam spesi dalam kesetimbangan (ditunjukkan dengan nilai milimol per kg pelarut), yaitu: HSO−4 (15,0), H3SO+4 (11,3), H3O+ (8,0), HS2O−7(4,4), H2S2O7 (3,6), H2O (0,1).



II.3 . SIFAT KIMIA ASAM SULFAT 1. REAKSI DENGAN AIR Reaksi hidrasi asam sulfat sangatlah eksotermik. Selalu tambahkan asam ke dalam air daripada air ke dalam asam. Air memiliki massa jenis yang lebih rendah daripada asam sulfat dan cenderung mengapung di atasnya, sehingga apabila air ditambahkan ke dalam asam sulfat pekat, ia akan dapat mendidih dan bereaksi dengan keras. Reaksi yang terjadi adalah pembentukan ion hidronium: H2SO4 + H2O → H3O+ + HSO−4 HSO−4 + H2O → H3O+ + SO2−4 7



Karena hidrasi asam sulfat secara termodinamika difavoritkan, asam sulfat adalah zat pendehidrasi yang sangat baik dan digunakan untuk mengeringkan buah-buahan. Afinitas asam sulfat terhadap air cukuplah kuat sedemikiannya ia akan memisahkan atom hidrogen dan oksigen dari suatu senyawa. Sebagai contoh, mencampurkan pati (C6H12O6)n dengan asam sulfat pekat akan menghasilkan karbon dan air yang terserap dalam asam sulfat (yang akan mengencerkan asam sulfat): (C6H12O6)n → 6n C + 6n H2O Efek ini dapat dilihat ketika asam sulfat pekat diteteskan ke permukaan kertas. Selulosa bereaksi dengan asam sulfat dan menghasilkan karbon yang akan terlihat seperti efek pembakaran kertas. Reaksi yang lebih dramatis terjadi apabila asam sulfat ditambahkan ke dalam satu sendok teh gula. Seketika ditambahkan, gula tersebut akan menjadi karbon berpori-pori yang mengembang dan mengeluarkan aroma seperti karamel.



2. BEREAKSI DENGAN BASA Sebagai asam, asam sulfat bereaksi dengan kebanyakan basa, menghasilkan garam sulfat. Sebagai contoh, garam tembaga tembaga(II) sulfat dibuat dari reaksi antara tembaga (II) oksida dengan asam sulfat: CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O Asam sulfat juga dapat digunakan untuk mengasamkan garam dan menghasilkan asam yang lebih lemah. Reaksi antara natrium asetat dengan asam sulfat akan menghasilkan asam asetat, CH3COOH, dan natrium bisulfat: H2SO4 + CH3COONa → NaHSO4 + CH3COOH Hal yang sama juga berlaku apabila mereaksikan asam sulfat dengan kalium nitrat. Reaksi ini akan menghasilkan asam nitrat dan endapat kalium bisulfat. Ketika dikombinasikan dengan asam nitrat, asam sulfat berperilaku sebagai asam sekaligus zat pendehidrasi, membentuk ion nitronium NO2+, yang penting dalam reaksi nitrasi yang melibatkan substitusi aromatik elektrofilik. Reaksi jenis ini sangatlah penting dalam kimia organik.



3. BEREAKSI DENGAN LOGAM Asam sulfat bereaksi dengan kebanyakan logam via reaksi penggantian tunggal, menghasilkan gas hidrogen dan logam sulfat. H2SO4 encer menyerang besi, aluminium, seng, mangan, magnesium dan nikel. Namun reaksi dengan timah dan tembaga memerlukan asam sulfat yang panas dan pekat. Timbal dan tungsten tidak bereaksi dengan asam sulfat. Reaksi antara asam sulfat dengan logam biasanya akan menghasilkan hidrogen seperti yang ditunjukkan pada persamaan di bawah ini. Namun reaksi dengan timah akan menghasilkan sulfur dioksida daripada hidrogen. Fe (s) + H2SO4 (aq) → H2 (g) + FeSO4 (aq) Sn (s) + 2 H2SO4 (aq) → SnSO4 (aq) + 2 H2O (l) + SO2 (g) 8



Hal ini dikarenakan asam pekat panas umumnya berperan sebagai oksidator, manakala asam encer berperan sebagai asam biasa. Sehingga ketika asam pekat panas bereaksi dengan seng, timah, dan tembaga, ia akan menghasilkan garam, air dan sulfur dioksida, manakahal asam encer yang beraksi dengan logam seperti seng akan menghasilkan garam dan hidrogen.



4. ASAM SULFAT SEBAGAI AGEN SULFONASI asam sulfat pekat dipergunakan dalam kimia organik untuk menggantikan suatu atom hidrogen oleh gugus asam sulfonat. H2SO4 + CH3C6H5  CH3C6H5SO3 +H2O Asam sulfat menjalani reaksi substitusi aromatik elektrofilik dengan senyawa-senyawa aromatik, menghasilkan asam sulfonat terkait.



5. ASAM SULFAT SEBAGAI DEHIDRATOR asam sulfat yang pekat akan menarik unsur-unsur pembentuk air dari sejumlah senyawaan. Sebagai contoh, gula akan dikonversi menjadi karbon dan air. reaksi merupakan reaksi eksotermis yang spektakuler.



6. ASAM SULFAT SEBAGAI OKSIDATOR Memang asam sulfat bukanlah oksidator sekuat asam nitrat. Sifat oksidatornya baru muncul jika dalam suasan pekat dan panas. Jadi, jika ada soal mengenai reaksi dengan asam sulfat, maka berhati-hatilah. Anda harus melihat kondisinya, kalau encer, maka reaksinya akan seperti reaksi-reaksi asam biasa. Jika pekat, maka reaksinya sudah meningkat menjadi reaksi REDOKS.



II.4 . PENGERTIAN PROSES KONTAK Proses kontak adalah metode untuk produksi industri asam sulfat. Proses kontak adalah standar industri untuk produksi bahan kimia ini dalam pemurnian dan volume yang dibutuhkan untuk pembuatan aplikasi mulai dari baterai sampai produksi pupuk. Penggunaan Proses kontak sejak pertengahan 1800-an, ketika ahli kimia Inggris pertama kali dikembangkan untuk memenuhi kebutuhan pertumbuhan revolusi industri. Setelah produksi di pabrik kimia, asam sulfat siap untuk pengiriman ke produsen dan fasilitas lainnya.



II.5 . BAHAN BAKU PEMBENTUKAN ASAM SULFAT Bahan baku yang digunakan dalam proses pembuatan asam sulfat adalah belerang, oksigen, air dan katalis vanadium pentaoksida sebagai bahan pembantu. Dimana belerang dan vanadium pentaoksida yang di impor langsung dari Singapura, sedangkan oksigen di dapat 9



dari udara bebas. Untuk air yang digunakan didapat dari sumur bor yang melalui tahap pengolahan.



Tabel 2.2.1 Sifat Fisik Bahan Baku Pembuatan Asam Sulfat



No. Komponen



Bentuk



Warna



Bau



Titik didih



Titik Leleh



(oC)



(oC)



1.



Belerang



Padatan



Kuning



Menyengat 444.6



120



2.



Sulfur Dioksida



Gas



-



-



-10.0



-75.5



3.



Sulfur Trioksida



Gas



-



-



16.83



44.6



4.



Oksigen



Gas



-



-



-183



-218,4



5.



Vanadium Pentaoksida



Padatan



Kuning



-



1750



800



6.



Air



Cairan



-



-



100



-



Sumber : Perry’s Chemical Engineering’s Hand Book, 6th edition



Tabel 2.2.2 Sifat Kimia Bahan Baku Pembuatan Asam Sulfat BM No.



Kelarutan



(gr/mol)



Spgr (gr/cm3)



Komponen



1.



Belerang



32.06



2.046



Hygroskopis



2.



Sulfur Dioksida



64.06



1.434



Larut dalam air



3.



Sulfur Trioksida



80.06



1.923



Tidak larut dalam air



4.



Oksigen



32



1.14



-



5.



Vanadium Pentaoksida



181.9



3.357



Larut dalam asam dan alkali



6.



Air



18



1.004



Berfungsi sebagai pelarut



Sumber : Perry’s Chemical Engineering’s Hand Book, 6th edition



II.6 . PROSES PEMBENTUKAN ASAM SULFAT Pembuatan asam sulfat dapat dilakukan dengan 2 cara, yaitu proses bilik timbal dan proses kontak. Akan tetapi, proses bilik timbal sudah banyak ditinggalkan karena tidak terlalu menguntungkan. Proses kontak lebih dipilih karena dapat menghasilkan asam sulfat dengan kadar mencapai 99% dengan biaya yang lebih murah. A. PROSES KONTAK 10



Proses pembuatan asam sulfat berlangsung dalam 3 tahap, yaitu: 1. Ekstraksi belerang Sumber dari belerang paling banyak berasal dari recovery gas alam dan minyak. Minyak dan gas alam banyak mengandung senyawa sulfur, baik dalam bentuk organik maupun hidrogen sulfida yang kedua senyawa tersebut harus dihilangkan sebelum minyak bumi digunakan sebagai bahan bakar atau bahan baku kimia. Sumber penting lain dari sulfur adalah belerang dioksida dari pemurnian logam. Banyak bijih logam mengandung sulfida dan dipanaskan untuk membentuk oksida sebagai sulfur dioksida, misalnya, dalam pembuatan timbal



Logam lainnya yang diproduksi dari bijih sulfida adalah tembaga, nikel dan seng. Di seluruh dunia sekitar 35% belerang diperoleh dari sulfur dioksida yang berasal dari pemanasan bijih sulfida dan ini terus meningkat, pada umumnya pabrik-pabrik melepaskans sulfur dioksida ke atmosfer dan didaur ulang sebagai asam sulfat. Secara khusus, China membuat sebagian besar asam sulfat dari pirit, yaitu bijih besi sulfida. Asam sulfat juga diperoleh dari amonium sulfat, produk samping dalam pembuatan poli (metil 2-methylpropenoate) dan juga dari daur ulang asam sulfat yang telah di gunakan. Jika bahan bakunya adalah belerang sulfur, maka terlebih dahulu harus dikonversi menjadi belerang dioksida. Belerang cair disemprotkan ke tungku dan dibakar dalam ledakan udara kering pada sekitar 1300 K. belerang akan terbakar yang ditandai dengan warna api biru



Udara yang berlebih terdiri 10-12% sulfur dioksida dan 10% oksigen. Gas-gastersebut sangat panas dan begitu juga melewati penukar panas (waste heat boiler). Gas didinginkan sampai sekitar 700 K dan air di pipa boiler sekitarnya diubah menjadi uap. Dalam pembuatan satu ton asam sulfat, diproduksi satu ton uap tekanan tinggi.



2. Konversi dari belerang dioksida ke sulfur trioksida (Proses Kontak) Sebuah pabrik khas berisi satu saluran silinder yang bertindak sebagai fixed bad reactor dengan empat tempat bed dipisahkan dengan katalis atau yang dikenal sebagai konverter, kemudian dipanaskan sampai 700 K, sebagai saluran untuk keluarnya belerang oksida dan udara



11



Katalis, vanadium (V) oksida pada silika umumnya dalam bentuk pelet kecil, dan ditambahkan cesium sulfat pada permukaanya (Gambar bawah). Fungsi cesium sulfat ini adalah untuk menurunkan titik leleh vanadium (V) oksida sehingga cair pada 700 K. Katalis Vanadium oksida (V2O5) digunakan untuk pembuatan asam sulfat



Gambar diagram proses kontak dapat dilihat pada gambar diatas, Sebuah diagram alir Proses Kontak. Seperti ditunjukkan di atas, itu adalah reaksi eksotermis sehingga, untuk hasil yang memuaskan dari sulfur trioksida (di atas 99,5% diperlukan konversi), digunakan suhu rendah agar seekonomis mungkin. Dengan demikian, panas dipindahkan dengan melepaskan gas dari setiap bed dengan menggunakan penukar panas. Sulfur trioksida yang dihasilkan dipindahkan antara bed ketiga dan keempat dan mengalir ke tahap selanjutnya, yaitu konversi sulfur trioksida untuk asam sulfat. Namun, sejumlah kecil sulfur dioksida tidak dikonversi dan melewati keempat katalis bed dan menghasilkan gas, terutama sulfur trioksida yang mengalir ke tahap berikutnya.



3. Konversi dari sulfur trioksida untuk asam sulfat Belerang trioksida yang terbentuk dari bed ketiga (dan sejumlah kecil dari bed keempat) sekarang dikonversi ke asam sulfat. Sulfur trioksida bereaksi dengan air dan reaksi dapat dinyatakan sebagai:



Namun, air itu sendiri tidak dapat digunakan untuk penyerapan karena ada kenaikan suhu yang besar, dan terbentuk kabut asam sulfat, yang sulit untuk di tangani. Sebaliknya, digunakan asam sulfat dengan konsentrasi sekitar 98%. kemudian disimpan pada konsentrasi tersebut dengan penambahan air dan penghilangan asam pada konsentrasi ini Untuk menjaga suhu di sekitar 400 K, panas dihilangkan dengan penukar panas, seperti gambar di bawah Gas yang tidak diserap mengandung sekitar 95% nitrogen, 5% oksigen, dan sisa sulfur dioksida. Aliran gas disaring untuk menghilangkan sisa kabut asam sulfat dan dikembalikan ke atmosfer dengan menggunakan cerobong tinggi.



12



Tahapan yang paling menentukan pada proses pembuatan asam sulfat adalah tahapan pembentukan SO3 dari SO2. Reaksi pembentukan SO3 dari SO2 adalah reaksi reversible, sehingga untuk meningkatkan produknya dilakukan usaha-usaha berdasarkan asas Le Chatelier. Berdasarkan jumlah koefisien reaksi pada pembentukan SO3, untuk meningkatkan produknya, proses harus dilakukan pada tekanan tinggi. Selain itu, karena reaksi pembentukan SO3 adalah reaksi eksotermis, maka untuk meningkatkan produknya, proses harus dilakukan pada suhu rendah. Akan tetapi, pada suhu rendah reaksi berlangsung lambat, sehingga ke dalam reaksi perlu ditambahkan katalis V2O5. Sama halnya dengan proses pembuatan amonia, percobaan terus dilakukan untuk memperoleh kondisi optimum. Berdasarkan berbagai percobaan, kondisi optimum untuk proses pembuatan asam sulfat dalam skala industri berlangsung pada suhu antara 400oC– 450oC dan tekanan 1 atm. Hasil yang diperoleh melalui proses ini adalah H2SO4 dengan kadar 97%–99%. B. PROSES BILIK TIMBAL Pembuatan asam sulfat Bahan baku pada proses ini adalah SO2, sama dengan proses kontak. Perbedaannya terdapat pada Katalis yang digunakan, Katalis yang digunakan pada proses ini adalah gas NO dan NO2. Gas SO2, NO, NO2, dan uap air dialirkan ke dalam ruang yang bagian dalamnya dilapisi Pb (timbal). Gas SO2 hasil pemanggangan dialirkan ke dalam menara glover bersama asam nitrat. Dalam hal ini asam nitrat diurai menjadi NO dan NO2. Campuran gas tersebut dialirkan ke dalam bilik timbal bersama-sama udara dan uap air hingga terjadi reaksi. Reaksi: 2 SO2 + O2 + NO + NO2 + H2O →2 HNOSO4 (asam nitrosil) Asam nitrosil (HNOSO4) bereaksi dengan H2O membentuk asam sulfat (H2SO4). Reaksi: 2 HNOSO4 + H2O→2 H2SO4 + NO + NO2 Gas NO dan NO2 dialirkan ke menara Gay Lussac kemudian diubah menjadi HNO3. Sedangkan asam nitrat akan dialirkan kembali ke menara glover dan seterusnya. Asam sulfat yang terbentuk akan dialirkan ke bak penampungan.



II.7 . KEGUNAAN ASAM SULFAT Asam sulfat merupakan komoditas kimia yang sangat penting, dan sebenarnya pula, produksi asam sulfat suatu negara merupakan indikator yang baik terhadap kekuatan industri negara tersebut. Kegunaan utama (60% dari total produksi di seluruh dunia) asam sulfat adalah dalam "metode basah" produksi asam fosfat, yang digunakan untuk membuat pupuk fosfat dan juga trinatrium fosfat untuk deterjen. Pada metode ini, batuan fosfat digunakan dan diproses lebih dari 100 juta ton setiap tahunnya. Bahan-bahan baku yang ditunjukkan pada 13



persamaan di bawah ini merupakan fluorapatit, walaupun komposisinya dapat bervariasi. Bahan baku ini kemudian diberi 93% asam suflat untuk menghasilkan kalsium sulfat, hidrogen fluorida (HF), dan asam fosfat. HF dipisahan sebagai asam fluorida. Proses keseluruhannya dapat ditulis: Ca5F(PO4)3 + 5 H2SO4 + 10 H2O → 5 CaSO4•2 H2O + HF + 3 H3PO4 Asam sulfat digunakan dalam jumlah yang besar oleh industri besi dan baja untuk menghilangkan oksidasi, karat, dan kerak air sebelum dijual ke industri otomobil. Asam yang telah digunakan sering kali didaur ulang dalam kilang regenerasi asam bekas (Spent Acid Regeneration (SAR) plant). Kilang ini membakar asam bekas dengan gas alam, gas kilang, bahan bakar minyak, ataupun sumber bahan bakar lainnya. Proses pembakaran ini akan menghasilkan gas sulfur dioksida (SO2) dan sulfur trioksida (SO3) yang kemudian digunakan untuk membuat asam sulfat yang "baru". Amonium sulfat, yang merupakan pupuk nitrogen yang penting, umumnya diproduksi sebagai produk sampingan dari kilang pemroses kokas untuk produksi besi dan baja. Mereaksikan amonia yang dihasilkan pada dekomposisi termal batu bara dengan asam sulfat bekas mengizinkan amonia dikristalkan keluar sebagai garam (sering kali berwarna coklat karena kontaminasi besi) dan dijual kepada industri agrokimia. Kegunaan asam sulfat lainnya yang penting adalah untuk pembuatan aluminium sulfat. Alumunium sulfat dapat bereaksi dengan sejumlah kecil sabun pada serat pulp kertas untuk menghasilkan aluminium karboksilat yang membantu mengentalkan serat pulp menjadi permukaan kertas yang keras. Aluminium sulfat juga digunakan untuk membuat aluminium hidroksida. Aluminium sulfat dibuat dengan mereaksikan bauksit dengan asam sulfat: Al2O3 + 3 H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3 H2O Asam sulfat juga memiliki berbagai kegunaan di industri kimia. Sebagai contoh, asam sulfat merupakan katalis asam yang umumnya digunakan untuk mengubah sikloheksanonoksim menjadi kaprolaktam, yang digunakan untuk membuat nilon. Ia juga digunakan untuk membuat asam klorida dari garam melalui proses Mannheim. Banyak H2SO4 digunakan dalam pengilangan minyak bumi, contohnya sebagai katalis untuk reaksi isobutana dengan isobutilena yang menghasilkan isooktana. Apabila dirangkum, maka kegunaan Asam Sulfat adalah sebagai berikut : 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.



Sebagai cairan elektrolit aki Sebagai pembersih karat pada baja dan besi Sebagai bahan baku pembuat pupuk Untuk memurnikan fraksi minyak bumi dari kotorannya. Sebagai bahan dalam pembuatan detergen. Sebagai bahan dalam pembuatan pulp dan kertas Dan lain lainnya.



II.8 . BAHAYA ASAM SULFAT



14



Asam sulfat atau sulphuric acid adalah asam mineral kuat tak berwarna dengan sifat korosif yang tinggi. Asam sulfat dapat larut dalam air dalam berbagai perbandingan. Asam sulfat sangat berbahaya bila terkena jaringan kulit karena sifatnya yang korosif, dan dengan sifatnya sebagai penarik air yang kuat (pendehidrasi) akan menimbulkan luka seperti luka bakar pada jaringan kulit. Semakin tinggi konsentrasi asam sulfat semakin bertambah bahayanya. Walaupun asam sulfat tersebut encer, akan tetap mampu mendehidrasi kertas jika tetesan asam sulfat dibiarkan di kertas dalam waktu lama. Asam sulfat dianggap tidak beracun selain bahaya korosifnya. Risiko utama asam sulfat adalah kontak dengan kulit yang menyebabkan luka bakar dan penghirupan aerosol asap. Paparan dengan aerosol asam pada konsentrasi tinggi akan menyebabkan iritasi mata, saluran pernapasan, dan membran mukosa yang parah. Iritasi akan mereda dengan cepat setelah paparan, walaupun terdapat risiko edema paru apabila kerusakan jaringan lebih parah. Pada konsentrasi rendah, simtom-simtom akibat paparan kronis aerosol asam sulfat yang paling umumnya dilaporkan adalah pengikisan gigi. Indikasi kerusakan kronis saluran pernapasan masih belum jelas. Di Amerika Serikat, batasan paparan yang diperbolehkan ditetapkan sebagai 1 mg/m³. Terdapat pula laporan bahwa penelanan asam sulfat menyebabkan defisiensi vitamin B12 dengan degenarasi gabungan subakut. Selain itu, asam sulfat pekat atau biasa disebut oleum pun berbahaya. Oleum akan menghasilkan gas SO2 yang sangat reaktif yang jika terhirup, akan merusak paru-paru. Untuk pertolongan pertama jika terhirup, segera cari udara segar dan segera cari pertolongan medis. Langkah yang harus dilakukan jika terkena asam sulfat adalah, guyur bagian tubuh yang terpapar asam sulfat dengan air yang mengalir selama 10-15 menit. Hal ini bertujuan untuk mendinginkan jaringan disekitar luka bakar asam, dan untuk mencegah adanya kerusakan sekunder. Pakaian yang terkena asam sulfat pun juga harus segera di lepas, dan guyur dengan air kulit yang terkena asam sulfat lewat pakaian tersebut. Jika terpapar asam sulfat pada mata, segera guyur mata dengan air hangat selama 20 menit, dan segera pergi ke dokter. Kehati-hatian sangat diperlukan dalam menangani asam sulfat. sangat disarankan untuk memakai peralatan-peralatan keamanan, antara lain :



1. KACAMATA PELINDUNG Kacamata pelindung berfungsi melindungi mata dari berbagai kemungkinan terkena percikan asam sulfat ke mata.



15



2. SAFETY GOGGLE / PELINDUNG MUKA Safety goggle mencegah tumpahan ataupun percikan asam sulfat ke muka



3. SARUNG TANGAN POLIETILEN Sarung tangan polietilen berfungsi melindungi tangan saat menangani asam sulfat.



16



BAB III PENUTUP III. 1. KESIMPULAN Asam Sulfat (H2SO4) adalah zat mineral yang bersifat korosif. Pembuatan asam sulfat dapat dilakukan dengan 2 cara, yaitu proses bilik timbal dan proses kontak. Akan tetapi, proses bilik timbal sudah banyak ditinggalkan karena tidak terlalu menguntungkan. Proses kontak lebih dipilih karena dapat menghasilkan asam sulfat dengan kadar mencapai 99% dengan biaya yang lebih murah. Kegunaan utama dari asam sulfat adalah: Untuk Memproses biji mineral; Untuk sintesis kimia; Untuk proses air limbah; serta untuk pengilangan minyak. Asam Sulfat juga sangat berbahaya karena bersifat korosif, yang bilamana terkena pada kulit maka akan menimbulkan semacam luka bakar. Asam Sulfat juga kerap kali disebut air keras.



III. 2. KRITIK DAN SARAN Akhir akhir ini masyarakat cukup mengenal air keras, yang terkadang digunakan untuk tindakan criminal yang lalu dikabarkan melalui media. Seharusnya, penjualan air keras atau asam Sulfat diawasi, sehingga mengurangi risiko terjadinya kesalahan penggunaan. Terlebih dari itu, kami tahu bahwa makalah yang kami buat masih menuai banyak kesalahan baik dalam pengetikan kata, kalimat maupun tanda baca. Dan bisa pula terdapat kesalahan dalam struktur penulisan karya makalah ini. Oleh Karena itu, kritik dan saran dari ibu sangat dibutuhkan oleh kami.



III. 3. DAFTAR PUSTAKA [1] http://id.wikipedia.org/wiki [2] https://amrudly.com/asam-sulfat/ [3] http://sainskimia.com/2016/07/22/sifat-pembuatan-dan-kegunaan-asam-sulfat/ [4] http://www.avkimia.com/2017/03/asam-sulfat-H2SO4.html [5] http://logku.blogspot.co.id/2011/02/fungsi-asam-sulfat-dan-pembuatannya.html [6] http://tatangsma.com/2015/03/proses-bilik-timbal-dalam-pembuatan-asam-sulfat.html



17