Pembuatan Gipsum Dari Batu Kapur [PDF]

Citation preview

Praktikum Kimia Dasar PEMBUATAN GIPSUM DARI BATU KAPUR Ihsanudin Early Adha2, Gaudentia Widasvy Rinsamang1, Sulthon Sofyan3, Ifda Saputra Wibowo4, Maria Yeni Wahyuningsih Program Studi Teknik Pertambangan Fakultas Teknik Universitas Tanjungpura Jl. Prof. Dr. H. Hadari Nawawi, Kota Pontianak, Kalimantan Barat Email: [email protected] ABSTRAK Percobaan pembuatan gypsum dari batu kapur dapat dilakukan mengidentifikasi dan mempelajari pembuatan gypsum



dari batu kapur. Tujuan praktikum ini adalah untuk



mengidentifikasi dan mempelajari pembuatan kalsium sulfat (gipsum) dari batu kapur. Prinsip percobaan ini adalah pembuatan gypsum dari batu kapur yang sudah ditumbuk halus kira-kira 100 mesh dan dikalnasi dengan tanur pada 900 C selama 1 jam. Rendam serbuk hasil kalnasi, dengan 50 mL akuades dan 25 mL HCl 1 M selama 15 menit, saring dan ambil filtratnya. Pekatkan filtrat dengan cara menguapkan larutan tetapi jangan sampai terbentuk endapan. Tambahkan setetes demi setetes asam sulfat 1 M sambil diaduk hingga terbentuk endapan berwarna putih. Bantu dengan pendinginan agar cepat terbentuk gypsum dari batu kapur, lakukan uji kualitatif analisa gipsum. Dalam uji pertama, larutan KSCN secara bertahap ditambahkan ke gipsum. Pada percobaan kedua, larutan asam nitrat (NHO3) dan natrium karbonat (Na2CO3) dicampur dengan aquades diteteskan ke dalam tabung reaksi yang telah diisi butiran gypsum.. Hasil gipsum yang diperoleh pada percobaan ini adalah 0,27 g, dan rendemennya



0,054%. Selanjutnya hasil uji kualitatif pertama



campuran larutan KSCN dan butiran gipsum menunjukkan bahwa seiring dengan perubahan warna larutan NSCN berangsur-angsur menjadi merah muda, warna butiran gipsum yang semula berwarna putih berubah. Hasil pengujian kualitatif kedua, pencampuran CaSO 4 dan Na2CO3 melepaskan gas yang dibuktikan dengan munculnya gelembung-gelembung. Kata Kunci: filtrasi, gypsum, kalnasi, kalsium sulfat, titrasi.



Ihsanudin Early Adha ‫ ׀‬D1101211012



Pembuatan Kalsium Sulfat Dari Batu Gamping



Praktikum Kimia Dasar BAB I PENDAHULUAN 1.1 Percobaan Pada percobaan pembuatan gipsum dari batu kapur memakai metode sintesis & uji kualitatif. Pada metode sintesis kita akan melalui tiga percobaan yaitu kalsinasi, leaching, buatan. Kemudian lakukan uji kualitatif, setelah mendapatkan hasil dari 3 percobaan diatas. Tentukan hasil percobaan diatas adalah gipsum atau bukan. Pada uji kualitatif kita akan melakukan 2 pengujian menggunakan memakai larutan KSCN & larutan natrium karbonat (Na2CO3). Pada percobaan kalnasi ditemukan reaksi berikut: Kalsinasi : CaCO3 (s)



CaO (s) + CO2 (g) Pengkerahan



Pada percobaan leaching ditemukan reaksi berikut: Leaching : CaCO3 (s) + 2HCL (e)



CaCl2 (aq) + H2CO3 (aq) Diuapkan untuk mendapat Cao murni Melepaskan Cl2



Pada percobaan sintesis ditemukan reaksi berikut: Sintesis : CaO (aq) + H2SO4 (e)



Pendinginan



CaSO4 (s) + H2O (aq) Perkiraan Gipsum



Pegadukan Pada uji kualitatif 1 & 2 ditemukan reaksi berikut: Uji Kualitatif I : CaSO4 + KSCN (aq)



CaSCN (aq) + KSO4 (aq) Endapan Pink



Uji Kualitatif II : CaSO4 + Na2CO3 (aq)



CaCO3 (aq) + Na2SO4 (aq) Gelembung Gas



1.1 Tujuan Percobaan Mengidentifikasi dan mempelajari pembuatan kalsium sulfat (gypsum) dari batu kapur.



Ihsanudin Early Adha ‫ ׀‬D1101211012



Pembuatan Kalsium Sulfat Dari Batu Gamping



Praktikum Kimia Dasar BAB II TINJAUAN PUSTAKA II.1 Potensi di Indonesia & Karakteristik Potensi batu kapur di Indonesia sangat besar, dan penggunaan produktanya pun di Industri cukup banyak. Namun kenaikan harga BBM berturut-turut di Indonesia pada kurun waktu satu dekade terakhir telah memberikan pukulan berat bagi industri batu kapur domestik. Kapur tohor (CaO) dan kapur padam (Ca(OH)2) merupakan produkta konvensional batu kapur yang paling terpengaruh oleh kenaikan BBM karena dibuat melalui pembakaran batu kapur, sehingga berdampak pada penyediaan produk tersebut untuk industri yang semakin berkurang. (Aziz, 2010) Batu kapur merupakan sumber daya mineral yang melimpah di Indonesia, jumlahnya diperkirakan sekitar 2.160 milyar ton [Anonim, 2004]. Endapannya tersebar di berbagai pulau seperti Sumatra, Jawa, Nusa Tenggara, Sulawesi, Irian Jaya, serta pulau-pulau lainnya. Bagi sebagian orang, batu kapur mungkin bukan merupakan barang aneh, dan dianggap tidak terlalu bernilai karena mudah memperolehnya serta harganya relatif murah. Namun bagi sebagian orang lainnya, batu kapur tetap merupakan sumber daya mineral yang sangat menarik. (Aziz, 2010) Meskipun terkendala oleh harga BBM yang tinggi, sebagian kecil industri kapur tohor di Padalarang masih tetap bisa bertahan karena menggunakan bahan bakar limbah seperti ban bekas, limbah industri berbasis karet, plastik dan sebagainya meskipun saat ini semakin sulit diperoleh. Kondisi ini tentu berakibat buruk terhadap lingkungan karena bahan bakar tersebut mengeluarkan gas beracun seperti SO2, dioksin dan sebagainya. Di sisi lain upaya peningkatan nilai tambah batu kapur melalui pembuatan tepung dan pemrosesan serta aplikasi baru sampai saat ini terus berkembang. Di antara produk industri batu kapur yang relatif baru adalah tepung kalsium karbonat giling atau GCC dengan berbagai tingkat kehalusan sampai tingkat sangat halus. (Aziz, 2010).



Ihsanudin Early Adha ‫ ׀‬D1101211012



Pembuatan Kalsium Sulfat Dari Batu Gamping



Praktikum Kimia Dasar Salah satu daerah yang memiliki potensi batug amping adalah desa Gandu, desa Tahunan, dan sekitarnya, yang berada di wilayah kecamatan Bogorejo (Badan Perencanaan Pembangunan Daerah Pemerintah Kabupaten Blora, 2016), kabupaten Blora, Jawa Tengah. Lokasi ini yang memiliki potensi batu gamping karena termasuk dalam Formasi Bulu yang terdiri dari litologi batugamping pasiran dan kalkarenit, dengan koordinat N 557000 –564000 dan E 9234700 – 9238700. (Widiarso et al., 2018). II.2 Gypsum Secara umum, orang sering menyebut gipsum dengan istilah Batu Gipsum atau Batuan Gipsum, ini merupakan hal yang keliru karena gipsum adalah sebuah mineral, bukannya batuan. Keterdapatan gipsum di alam berupa mineral hidrous (CaSO4 2H2O). Jenis batuan pembawa mineral ini biasanya adalah satinspar, alabaster, gipsit, dan selenit. Warna Gipsum mulai dari putih, putih kekuning-kuningan sampai abu-abu. Selain di alam, gipsum dapat diperoleh dengan memproses air laut dan air kawah yang banyak mengandung sulfat dengan menambahkan unsur kalsium ke dalamnya. Selain itu diperoleh pula dari hasil sampingan industri kimia yang disebut gipsum sintetis. (Afiati Farrokha, 2020). Gipsum adalah salah satu batuan mineral yang dapat ditambang dan ada diberbagai belahan dunia. Kata “gypsum‟ atau gipsum sendiri berasal dari bahasa Yunani yang berarti “memasak‟ dimana lebih memiliki maksud pada mineral bakaran atau yang melalui proses kalsinasi (Tri Aprilina Kurniasari, 2016). Di Indonesia, batu gamping sering disebut juga dengan istilah batu kapur, sedangkan istilah luarnya biasa disebut "limestone". Batu gamping paling sering terbentuk di perairan laut dangkal. Batu gamping (batu kapur) kebanyakan merupakan batuan sedimen organik yang terbentuk dari akumulasi cangkang, karang, alga, dan pecahan-pecahan sisa organisme. Batu gamping juga dapat menjadi batuan sedimen kimia yang terbentuk oleh pengendapan kalsium karbonat dari air danau ataupun air laut. (Garinas, 2020) Gipsum memiliki properti fisik sebagai berikut, kristal berbentuk tabel tebal dan tipis, terkadang sangat besar; kembar adalah karakteristik-pas, agregat padat, granular, berdaun, berserat (Selenite), warnanya putih seringkali transparan, juga abu-abu dan merah muda dari kotoran, garis putih, kilau kaca, sutra untuk varietas berserat, pembelahan sepanjang sangat sempurna (010), dengan pembelahan anda bisa membelah daun tipis, kekerasan 2 pada skala mohs, densitas 2,3. Gipsum memiliki rumus kimia - CaSO4.2H2O. Sifat kimiawi gipsum Ihsanudin Early Adha ‫ ׀‬D1101211012



Pembuatan Kalsium Sulfat Dari Batu Gamping



Praktikum Kimia Dasar ketika dipanaskan hingga 107⁰С, ia berubah menjadi CaSO 4 1/2 H 2 O, yang, ketika dibasahi dengan air, akan mengeras ("menangkap"). Larut dalam asam klorida. Fibrous gypsum (selenite) digunakan sebagai batu hias untuk perhiasan murah. Sejak zaman kuno, perhiasan besar diukir dari pualam - barang interior (vas, meja, tempat tinta, dll.). Gypsum yang dibakar digunakan untuk cor dan cor (relief dasar, cornice, dll.), Sebagai bahan pengikat dalam bisnis konstruksi, dalam pengobatan. Ini digunakan untuk mendapatkan plesteran, gipsum berkekuatan tinggi, pengikat gipsum-semen-pozzolan (Gastroguru, 2017). Pengaplikasian gypsum salah satunya ada di dalam dunia kedokteran yang dimana digunakan sebagai bahan penambal gigi dan tulang buatan, dalam dunia mineral digunakan untuk menghaluskan permukaan logam nikel, melapisi dinding atas pertambangan dan bagian bawah jembatan, dalam dunia pertanian digunakan untuk mengurangi kadar garam dalam tanah serta menyediakan belerang dan kalsium, dan dalam dunia industri gypsum digunakan sebagai pengering dalam industri cat dan bahan baku untuk pembuatan tinta. Gypsum saat ini banyak digunakan sebagai bahan bangunan terutama untuk pembuatan plafon dan cat tembok. Selain itu gipsum juga digunakan dalam industri kimia dan industri makanan (Sukandarrumidi, 2003). Gypsum perlu disintesis karena pada proses ini terjadi sintesis batu kapur yang dimana mengandung H2SO4, bahan baku ini sangat mudah digunakan dalam kehidupan sehari-hari terutama pada konstruksi bangunan agar jumlah berlimpah serta produk yang dihasilkan lebih dari 91%. (Kirk & Othmer, 1978). II.3 Pembuatan Gypsum Pembuatan Gypsum dari Gypsum Rock Proses pembuatan gipsum dari gypsum rock, yaitu dengan cara menghancurkan batubatuan gypsum yang diperoleh dari daerah pegunungan. Penghancuran batu batuan ini dengan menggunakan alat primary crusher kemudian diayak agar diperoleh batuan yang halus. Proses penghancuran batuan-batuan gypsum dan pengayakan dilakukan beberapa kali sehingga didapatkan hasil sesuai yang diinginkan. Setelah diayak dimasukkan ke sink float untuk membersihkan batu- batuan dari kotoran, kemudian masuk dalam secondary crusher agar batu-batuan yang belum halus dapat dihancurkan lagi dan sebagian lagi masuk dalam fine grinding untuk di giling menjadi butiran yang halus. Setelah dari fine grinding butiran Ihsanudin Early Adha ‫ ׀‬D1101211012



Pembuatan Kalsium Sulfat Dari Batu Gamping



Praktikum Kimia Dasar yang halus di kalsinasi dan menghasilkan board plaster, dan sebagian setelah di kalsinasi masuk ke ball mill dan menghasilkan bagged plaster. Proses ini jika dilihat dari aspek ekonomi tidak menguntungkan sebab membutuhkan biaya investasi yang sangat besar yang digunakan untuk proses penambangan. Namun kapasitas produksi yang dihasilkan belum tentu besar dan juga tidak menghasilkan produk samping yang dapat dijual. (Pabrik & Teknik, 2019). Pembuatan Gypsum Menggunakan Batu Kapur Pada proses ini, batu kapur (CaCO3) direaksikan dengan asam sulfat (H2SO4) encer di gypsum pada kondisi operasi suhu 93,33 oC dan tekanan 1 atm. Konversi yang dihasilkan dengan metode ini sebesar 82,86 %. Produk yang dihasilkan dari gypsum kemudian dimasukkan ke dalam alat pemisah untuk menghilangkan impuritasnya. Kemurnian dari gypsum yang dihasilkan proses ini lebih dari 91 %. Reaksinya sebagai berikut : CaCO3 (s) + H2SO4 (l) + H2O (l) → CaSO4.2H2O (s) + CO2 (g) Dibandingkan dengan percobaan menggunakan gypsum rock, percobaan yang dilakukan menggunakan batu kapur lebih baik dan efisien dari segi teknis dan ekonomis karena dengan proses keduanya,proses pembuatan gypsum menggunakan batu kapur memiliki kemurnian dengan kadar lebih dari 91%, memiliki konsumsi yang sedikit dan bahan baku yang mudah didapat serta berlimpah jumlahnya. II.4 Penelitian Tentang Pembuatan Gypsum Pada proses pembuatan gypsum yang pernah dilakukan oleh Nuansa Apsari dan Farihah Naafiumamah, mereka melakukan penelitian pembuatan gypsum pada tahun 2020 menggunakan kalsium karbonat dan asam sulfat dengan menggunakan proses sintesis. Proses pembuatan gypsum pertama-tama adalah pereaksian kalsium karbonat menggunakan larutan asam sulfat di dalam reactor, kemudian melalui tahap filtrasi di dalam rotaty vacuum cleaner sehingga menghasilkan cake gypsum dan filtrat, lalu melalui tahap rotary dryer yang bertujuan untuk menghilangkan kadar air sehingga produk hanya memiliki kandungan air sebesar 1%. (Apsari & Naafiumamah, 2020) Dan pada penelitian pembuatan gypsum dari gypsum rock yang dilakukan oleh William Lawrence Faith pada tahun 1957, prosesnya ialah menghancurkan batuan gypsum Ihsanudin Early Adha ‫ ׀‬D1101211012



Pembuatan Kalsium Sulfat Dari Batu Gamping



Praktikum Kimia Dasar dengan primary crusher dan diayak agra diperoleh batuan yang halus dan lakukan beberapa kali agar mendapat hasil yang diinginkan. Masukan ke dalam sink float untuk membersihkan batuan dari kotoran dan masukan ke dalam secondary crusher untuk dihancurkan lagi dan lakukan fine grinding. Setelah melakukan fine grinding butiran di kalsinasi dan menghasilkan board plaster lalu masukan ke ballmill dan menghasilkan gypsum.



Ihsanudin Early Adha ‫ ׀‬D1101211012



Pembuatan Kalsium Sulfat Dari Batu Gamping



Praktikum Kimia Dasar BAB III HASIL & PEMBAHASAN



III.3 Hasil & Pembahasan Batu kapur dihaluskan dan diayak agar diperoleh batuan kapur dan halus kemudian dikalnasi agar impuritas pada batu kapur lalu di leaching menggunakan HCL untuk menguapkan CaCO3 dan mendapatkan CaO murni. Batu kapur dapat di leaching juga menggunakan asam lain, yaitu HNO3 dan H₂SO₄ namun tidak seefektif HCL. Kemudian diambil filtratnya untuk direcycle atau diuapkan yang bertujuan untuk mengurangi kadar air dan kemudian lakukan proses pendinginan dengan diaduk diatas air dingin selama 15 menit agar endapan yang terdapat dalam larutan terurai pada pengadukan sehingga menjadi larutan yang keruh, dan mendinginkan agar endapan yang dihasilkan dapat jatuh ke substrat atau endapan yang dihasilkan turun kebawah. Kemudian ambil endapan yang dihasilkan dimasukan ke dalam oven agar mengilangkan kandungan air yang sudah dilakukan pendinginan dan lakukan sintesis lagi untuk menemukan hasil sintesis yaitu rendemen. (Hidrometalurgi, 2018). III.4 Uji Kualitatif Analisa Sulfat Setelah mendapatkan rendemen, teteskan KSCN sedikit demi sedikit dan terjadi perubahan pada warna ketika diteteskan KSCN yaitu berubah menjadi warna pink. Berikut ini adalah reaksi yang terjadi ketika diteteskan KSCN. Reaksi: CaSO4 + KSCN(aq)



CaSCN(aq) + KSO4(aq)



Lalu hasil reaksi dilarutkan kedalam 10 mL asam nitrat (NHO3) setetes demi setetes guna untuk mengetahui bahwa hasil yang diperoleh pada pengujian tersebut adalah gipsum. Setelah melarutkan ke dalam asam nitrat (NHO3), teteskan dengan natrium karbonat (Na2CO3) untuk mengetahui adakah pelepasan gas yang terjadi dengan dibuktikan dengan adanya kemunculan gelembung – gelembung kecil, yang artinya endapan yang diperoleh dari pengujian tersebut adalah gipsum. Hasil reaksi ini akan kembali menjadi batu kapur jika dilakukan pemanasan ulang. Reaksi: CaSO4 + Na2CO3(aq)



CaCO3(aq) +Na2SO4(aq)



Ihsanudin Early Adha ‫ ׀‬D1101211012



Pembuatan Kalsium Sulfat Dari Batu Gamping



Praktikum Kimia Dasar



Ihsanudin Early Adha ‫ ׀‬D1101211012



Pembuatan Kalsium Sulfat Dari Batu Gamping



Praktikum Kimia Dasar



Ihsanudin Early Adha ‫ ׀‬D1101211012



Pembuatan Kalsium Sulfat Dari Batu Gamping



Praktikum Kimia Dasar DAFTAR PUSTAKA



Apsari, N., & Naafiumamah, F. (2020). PABRIK GYPSUM DARI KALSIUM KARBONAT (CaCO3) DAN ASAM SULFAT (H2SO4) DENGAN PROSES SINTESIS (Vol. 7). Aziz, M. (2010). Batu Kapur dan Peningkatan Nilai Tambah Serta Spesifikasi untuk Industri. Jurnal Teknologi Mineral Dan Batubara, 3(6), 116–131. Garinas, W. (2020). Karakteristik Batu Kapur Dalam Negeri Untuk Bahan Baku Pendukung Pengolahan Bijih Besi/Baja. Prosiding Temu Profesi Tahunan PERHAPI, 1(1), 33–38. https://doi.org/10.36986/ptptp.v1i1.47 Hidrometalurgi, M. M. (2018). Analisis Pengaruh Variasi Larutan Asam. Pabrik, P., & Teknik, F. (2019). juga mengalami peningkatan. Peningkatan kebutuhan akan semen dan. 1–9. Widiarso, D. A., Kusuma, I. A., & Fadhlillah, A. P. (2018). Penentuan Potensi Sumberdaya Batu Gamping Sebagai Bahan Baku Semen Daerah Gandu Dan Sekitarnya, Kecamatan Bogorejo, Kabupaten Blora, Jawa Tengah. Teknik, 38(2), 92. https://doi.org/10.14710/teknik.v38i2.13213



Ihsanudin Early Adha ‫ ׀‬D1101211012



Pembuatan Kalsium Sulfat Dari Batu Gamping