Termokimia Dan Termodinamika Mayang [PDF]

Citation preview

TUGAS EKSTRAKSI METALURGI Termokimia dan Termodinamika



OLEH M. Irvan Fajar S. 03021281419083



TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2017 KATA PENGANTAR



Puji syukur kita panjatkan kapada Allah Swt. Karena atas berkat dan rahmat-Nyalah penulis dapat menyelesaikan makalah ini sebagai penilaian tugas mata kuliah Ekstraksi Metalurgi, Teknik Pertambangan, Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya. Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan terima kasih kepada: 1. Orang tua yang selalu memberikan doa, motivasi, semangat dan dukungan depada penulis. 2. Ir. A. Taufik Arief, MS., selaku dosen pembimbing mata Ekstraksi Metalurgi.. 3. Teman-teman dan pihak lain yang membantu penyusunan penulisan makalah ini dan memberikan informasi kepada penulis. Penulis menyadari bahwa penyusunan dalam makalah ini masih banyak kekurangan. Oleh sebab itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat konstruktif dari semua pihak agar di kemudian hari penulis dapat menyusun makalah yang lebih baik lagi. Demikian dari penulis, semoga makalah ini digunakan sebaik-baiknya. Atas perhatian yang diberikan, penulis mengucapkan terima kasih.



Indralaya, Agustus 2017



Penulis



Termokimia adalah cabang dari termodinamika karena tabung reaksi dan isinya membentuk sistem. Jadi, kita dapat mengukur energi yang dihasilkan oleh reaksi sebagai



kalor yang dikena lsebagai q, bergantung pada kondisinya apakah dengan perubahan energi dalam atau perubahan entalpi. (Atkins, 1999). Secara umum, termokimia ialah penerapan termodinamika untuk kimia. Termokimia ialah sinonim dari termodinamika kimia.



A. TERMOKIMIA Termokimia merupakan ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor atau panas suatu zat yang menyertai suatu reaksi atau proses kimia dan fisika. Termokimia ini mempelajari hubungan antara energi panas dan energi kimia. Energi kimia merupakan energi yang dikandung setiap unsur atau senyawa, energi kimia yang terkandung dalam suatu zat adalah semacam energi potensial zat tersebut. Energi potensial kimia yang trkandung dalam suatu zat disebut panas dalam atau entalpi dan dinyatakan dengan simbol H. Selisih antara entalpi reaktan dan entalpi hasil pada suatu reaksi disebut perubahan entalpi reaksi, dan diberi simbol ΔH. B. BAHAN KAJIAN TERMOKIMIA Bahan kajian termokimia adalah penerapan hukum kekekalan energi dan hukum termodinamika I dalam bidang kimia. Hukum kekekalan energi berbunyi : 1. Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan. 2. Energi dapat berubah bentuk menjadi energi lain. Hukum termodinamika I berbunyi : “Jumlah total energi dalam alam semesta konstan atau tetap” C. SISTEM DAN LINGKUNGAN TERMOKIMIA Segala sesuatu yang menjadi pusat perhatian dalam mempelajari perubahan energi dan berubah selama proses itu berlangsung disebut dengan sistem Sedangkan hal-hal yang tidak berubah selama proses berlangsung dan yang membatasi sistem dan juga dapat mempengaruhi sistem disebut lingkungan Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan, sistem diagi menjadi tiga macam, yaitu 1. Sistem Terbuka Sistem terbuka adalah suatu sistem yang memungkinkan terjadi perpindahan energi dan zat (materi) antara lingkungan dengan sistem. Pertukaran materi artinya ada reaksi yang dapat meninggalkan wadah reaksi, misalnya gas



2. Sistem tertutup Suatu sistem yang mana antara sistem dan lingkungan dapat terjadi perpindahan energi, tapi tidak terjadi pertukaran materi 3. Sistem terisolasi Suatu sistem yang memungkinkan terjadinya perpindahan energi dan materi antara sistem dengan lingkungan



D. REAKSI TERMOKIMIA Reaksi pada termokimia terbagi atas reaksi eksoterm dan reaksi endoterm. 1. Reaksi Eksoterm Reaksi yang terjadi saat berlangsungnya pelepasan panas atau kalor. Reaksi panas ditulis dengan tanda negatif. Contoh : N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g) - 26,78 Kkal Perubahan entalpi pada reaksi ini digambarkan sebagai berikut:



Menurut hukum kekekalan energi :



2. Reaksi Endoterm Reaksi yang terjadi ketika berlangsungnya penyerapan panas atau kalor, maka perubahan entalpi reaksi bernilai positif. Contoh : 2NH3 N2 (g) + 3H2 (g) + 26,78 Kkal Perubahan entalpi pada reaksi endoterm dirumuskan sebagai berikut:



Kesimpulan : Besarnya perubahan entalpi (ΔH) sama dengan besarnya panas reaksi, tapi dengan tanda berlawanan. E. JENIS PERUBAHAN ENTALPI 1. Perubahan entalpi pembentukan (ΔHf) Merupakan perubahan entalpi pembentukan 1 mol senyawa dari unsur-unsur penyusunnya pada keadaan standar. Nilai entalpi pembentukan standar ditentukan menggunakan tabel data entalpi pembentukan standar. Nilai entalpi pembentukan standar:  Bernilai positif, jika menerima energi  Bernilai negatif, jika melepas energi 



Bernilai nol, jika unsur tersebut sudah terdapat di alam secara alami







Bentuk unsur yang sdah di alam terbagi atas monoatomik dan poliatomik. Poliatomik berarti unsur pembentuknya lebih dari 1 unsur.



1. Contoh monoatomik : C(s), Fe(s), H+(aq), Ba(s), Ca(s), Mg(s), Na(s), Al(s), B(s), Zn(s), P(s). Monoatomik termasuk golonga gas mulia dan logam lainnya. 2. Contoh poliatomik : O2(g), Cl2(g), P4(s), H2(g), Br2(l), N2(g), I2(g), F2(g). Poliatomiktermasuk halogaen dan gas selain gas mulia.



Semua unsur-unsur yang sudah terdapat dialam ini nilai entalpi pembentukannya nol. Misal:



2. Perubahan entalpi penguraian (ΔHd) Adalah ΔH untuk menguraikan 1 mol suatu senyawa menjadi unsur-unsur penyusunnya pada keadaan standar. Nilai entalpi penguraian standar berlawanan dengan nilai entalpi pembentukan standar. Pada reaksi penguraian reaktan berpindah ke kanan dan produk berpindah ke kiri.



PERUBAHAN ENTALPI PENGURAIAN 3. Perubahan entalpi pembakaran (ΔHc) Adalah ΔH dalam pembakaran sempurna 1 mol suatu senyawa pada keadaan standar. Nilai entalpi pembakaran standar ditentukan menggunakan tabel data entalpi pembakaran standar Ciri utama dari reaksi pembakaran adalah:  Merupakan reaksi eksoterm  Melibatkan oksigen dalam reaksinya 



Karbon terbakan menjadi CO2, hidrogen terbakar menjadi H2O, dan belerang terbakar menjadi SO2.



PERUBAHAN ENTALPI PEMBAKARAN 4. Perubahan entalpi netralisasi (ΔHn) Termasuk reaksi eksoterm. Adalah kalor yang dilepas pada pembentukan 1 mol air dan reaksi asam-basa pada suhu 25 derjat celsius dan tekanan 1 atmosfer.



PERUBAHAN ENTALPI NETRALISASI F. PENENTUAN ENTALPI REAKSI Penentuan ini dilakukan dengan:  Menggunakan kalorimetri  Menggunakan hukum Hess atau hukum penjumlahan 



Menggunakan data tabel entalpi pembentukan







4Menggunakan data energi ikatan



1. Penentuan dengan kalorimetri Kalorimetri adalah cara penentuan energi kalor reaksi dengan kalorimeter. Kalorimeter adalah sistem terisolasi, sehingga semua energi yang dibutuhkan atau dibebaskan tetap berada dalam kalorimeter. Dengan mengukur perubahan suhu, kita dapat menentukan jumlah energi kalor reaksi berdasarkan rumus:



Ql m c C Δt



= energi kalor pada larutan (J) = massa zat (kg) = kalor jenis zat (J/kg°C) = kapasitas kalor (J/°C) = perubahan suhu (°C)



Karena kalorimeter merupakan sistem terisolasi, maka tidak ada energi yang terbuang ke lingkungan, sehingga mlah energi kalor reaksi dan perubahan entalpi reaksi menjadi:



2. Penentuan dengan data energi ikatan Energi ikatan (E) adalah energi yang dibutuhkan untuk memutuskan 1 mol ikatan kovalen dari suatu senyawa, setiap ikatan membutuhkan energi yang berbeda agar dapat terputus.



Reaksi berlangsung dalam dua tahap: 1) Pemutusan ikatan reaktan 2) Pembentukan ikatan produk Artikel Penunjang : Pengertian dan Jenis – Jenis Ikatan Kimia



Tentukan perubahan entalpi reaksi dari pembakaran CH2 dibawah ini: CH2(g) + 3 /2O2(g) → CO2(g) + H2O(g) ΔH = ? (H–C–H)+ 3 /2(O=O)→(O=C=O)+(H–O–H)



G. HUKUM TERKAIT TERMOKIMIA 1. Hukum Laplace Hukum ini dikemukakan oleh Marquis de Laplace (1749-1827), yang berbunyi : “Jumlah kalor yang dilepaskan pada pembentukan suatu senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang diperlukan untuk menguraikan senyawa itu menjadi unsurunsurnya”. Contoh : H2(g) + ½ O2(g)  H2O(l) ΔH = -68,3 kkal/mol H2O(l)  H2(g) + ½ O2(g) ΔH = 68,3 kkal/mol . Hukum Hess Hukum ini dikemukakan oleh German Hess (1840), yang berbunyi : “Bila suatu perubahan kimia dapat dibuat menjadi beberapa jalan/cara yang berbeda, jumlah perubahan energi panas keselurahannya (total) adalah tetap, tidak bergantung pada jalan/cara yang ditempuh”.



Menurut hukum Hess, suatu reaksi dapat terjadi melalui beberapa tahap reaksi, dan bagaimanapun tahap atau jalan yang ditempuh tidak akan mempengaruhi entalpi reaksi. Perubahan entalpi reaksi hanya tergantung pada keadaan awal dan akhir sistem. Bukan tahap atau jalan yang ditempuh. Perubahan entalpi ini juga merupakan penjumlahan entalpi reaksi dari setiap tahap. Dengan demikian hukum Hess dapat digunakan untuk menghitung ΔH reaksi berdasarkan reaksi-reaksi lain yang ΔH-nya sudah diketahui.



B. TERMODINAMIKA Pengertian Termodinamika Termodinamika berasal dari bahasa Yunani dimana Thermos yang artinya panas dan Dynamic yang artinya perubahan. Termodinamika adalah suatu ilmu yang menggambarkan usaha untuk mengubah kalor (perpindahan energi yang disebabkan perbedaan suhu) menjadi energi serta sifat-sifat pendukungnya. Termodinamika berhubungan erat dengan fisika energi, panas, kerja, entropi dan kespontanan proses. Termodinamika juga berhubungan dengan mekanika statik. Cabang ilmu fisika ini mempelajari suatu pertukaran energi dalam bentuk kalor dan kerja, sistem pembatas dan lingkungan. Aplikasi dan penerapan termodinamika bisa terjadi pada tubuh manusia, peristiwa meniup kopi panas, perkakas elektronik, Refrigerator, mobil, pembangkit listrik dan industri. Prinsip Termodinamika Prinsip termodinamika sebenarnya yaitu hal alami yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari. Dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi, termodinamika direkayasa sedemikian rupa sehingga menjadi suatu bentuk mekanisme yang bisa membantu manusia dalam kegiatannya. Aplikasi termodinamika yang begitu luas dimungkinkan karena adanya perkembangan ilmu termodinamika sejak abad 17. Pengembangan ilmu termodinamika dimulai dengan pendekatan makroskopik yakni perilaku umum partikel zat yang menjadi media pembawa energi. Sistem-Sistem Termodinamika Klasifikasi sistem termodinamika berdasarkan sifat dari batasan dan arus benda, energi dan materi yang melaluinya. Ada tiga jenis sistem berdasarkan jenis pertukaran yang terjadi antara sistem dan lingkungannya, yakni sebagai berikut : 1. Sistem terbuka Sistem yang menyebabkan terjadinya pertukaran energi (panas dan kerja) dan benda (materi) dengan lingkungannya. Sistem terbuka ini meliputi peralatan yang melibatkan adanya suatu aliran massa kedalam atau keluar sistem seperti pada kompresor, turbin, nozel dan motor bakar. Sistem mesin motor bakar yaitu ruang didalam silinder



mesin, dimana campuran bahan bahan bakar dan udara masuk kedalam silinder, dan gas buang keluar sistem. Pada sistem terbuka ini, baik massa maupun energi bisa melintasi batas sistem yang sifatnya permeabel. Dengan demikian, pada sistem ini volume dari sistem tidak berubah sehingga disebut juga dengan control volume. Perjanjian yang kita gunakan untuk menganalisis sistem yaitu :  



Untuk panas (Q) bernilai positif jika diberikan kepada sistem dan bernilai negatif bila keluar dari sistem Untuk usaha (W) bernilai positif jika keluar dari sistem dan bernilai negatif jika diberikan (masuk) kedalam sistem.



2. Sistem tertutup Sistem yang mengakibatkan terjadinya pertukaran energi (panas dan kerja) tetapi tidak terjadi pertukaran zat dengan lingkungan. Sistem tertutup terdiri atas suatu jumlah massa yang tertentu dimana massa ini tidak bisa melintasi lapis batas sistem. Tetapi, energi baik dalam bentuk panas (heat) maupun usaha (work) bisa melintasi lapis batas sistem tersebut. Dalam sistem tertutup, walaupun massa tidak bisa berubah selama proses berlangsung, tapi volume bisa saja berubah disebabkan adanya lapis batas yang bisa bergerak (moving boundary) pada salah satu bagian dari lapis batas sistem tersebut. Contoh sistem tertutup yaitu suatu balon udara yang dipanaskan, dimana massa udara didalam balon tetap, tetapi volumenya berubah dan energi panas masuk kedalam masa udara didalam balon. Sebagaimana gambar sistem tertutup dibawah ini, jika panas diberikan kepada sistem (Qin), maka akan terjadi pengembangan pada zat yang berada didalam sistem. Pengembangan ini akan mengakibatkan piston akan terdorong ke atas (terjadi Wout). Karena sistem ini tidak mengizinkan adanya keluar masuk massa kedalam sistem (massa selalu konstan) maka sistem ini disebut dengan control mass. Suatu sistem bisa mengalami pertukaran panas atau kerja atau keduanya, biasanya dipertimbangkan sebagai sifat pembatasnya:  



Pembatas adiabatik: tidak memperbolehkan pertukaran panas. Pembatas rigid: tidak memperbolehkan pertukaran kerja.



Dikenal juga istilah dinding, ada dua jenis dinding yaitu dinding adiabatik dan dinding diatermik. Dinding adiabatik yaitu dinding yang menyababkan kedua zat mencapai suhu yang sama dalam waktu yang lama (lambat). Untuk dinding adiabatik sempurna tidak memungkinkan terjadinya suatu pertukaran kalor antara dua zat. Sedangkan dinding diatermik yaitu dinding yang memungkinkan kedua zat mencapai suhu yang sama dalam waktu yang singkat (cepat). 3. Sistem terisolasi



Sistem terisolasi ialah sistem yang menyebabkan tidak terjadinya pertukaran panas, zat atau kerja dengan lingkungannya. Contohnya : air yang disimpan dalam termos dan tabung gas yang terisolasi. Dalam kenyataan, sebuah sistem tidak bisa terisolasi sepenuhnya dari lingkungan, karena pasti ada terjadi sedikit pencampuran, walaupun hanya penerimaan sedikit penarikan gravitasi. Dalam analisis sistem terisolasi, energi yang masuk ke sistem sama dengan energi yang keluar dari sistem. Karakteristik yang menentukan sifat dari sistem disebut dengan property (koordinat sistem/variabel keadaan sistem), seperti tekanan (p), temperatur (T), volume (v), masa (m), viskositas, konduksi panas dan lain-lain. Selain itu ada juga koordinat sistem yang didefinisikan dari koordinat sistem yang lainnya seperti, berat jenis, volume spesifik, panas jenis dan lain-lain. Suatu sistem bisa berada pada suatu kondisi yang tidak berubah, jika masing-masing jenis koordinat sistem tersebut bisa diukur pada semua bagiannya dan tidak berbeda nilainya. Kondisi tersebut disebut sebagai keadaan (state) tertentu dari sistem, dimana sistem memiliki nilai koordinat yang tetap. Jika koordinatnya berubah, maka keadaan sistem tersebut disebut mengalami perubahan keadaan. Suatu sistem yang tidak mengalami perubahan keadaan disebut sistem dalam keadaan seimbang (equilibrium). 1. Dasar – DasarThermodinamika



a. Hukum Avogadro pd 0 C dan 760 mmHg (STP), vol 1 mol gas = 22,415 Lt b. Boyle-gay lussac PV=nRT R: bilangan reynold = 0,082 Lt atm/ mol K = 8,3144 Nm/mol K= 8,3144 Joule/ mol K = 1,987 kalori/ mol K c. Dalton Tekanan total gas yg tdk saling bereaksi mrpkn jml masing2 tekanan parsialnya. P = P1+P2+…Pn 4. Divusi Graham V= 1/√d = 1/√M V :difusi, d : kerapatan, M: berat molekul 2. Macam-Macam Hukum Termodinamika 1. Hukum I termodinamika (Kekekalan Energi dalam Sistem) Energi tidak bisa diciptakan maupun dimusnahkan. Manusia hanya bisa mengubah bentuk energi dari bentuk energi satu ke energi lainnya. Dalam termodinamika, jika sesuatu diberikan kalor, maka kalor tersebut akan berguna untuk usaha luar dan mengubah energi dalam. Bunyi Hukum I Termodinamika “untuk setiap proses apabila kalor Q diberikan kepada sistem dan sistem melakukan usaha W, maka akan terjadi perubahan energi dalam ΔU = Q – W”. Dimana U menunjukkan sifat dari sebuah sistem, sedangkan W dan Q tidak. W dan Q bukan fungsi Variabel keadaan, tetapi termasuk dalam proses termodinamika yang bisa merubah keadaan. U merupakan fungsi variabel keadaan (P,V,T,n).



W bertanda positif bila sistem melakukan usaha terhadap lingkungan dan negatif jika menerima usaha lingkungan. Q bertanda positif jika sistem menerima kalor dari lingkungan dan negatif jika melepas kalor pada lingkungan. Perubahan energi dari sebuah sistem hanya tergantung pada transfer panas ke dalam sistem dan kerja yang dilakukan oleh sistem dan tidak bergantung pada proses yang terjadi. Pada hukum ini tidak ada petunjuk adanya arah perubahan dan batasan-batasan lain.



Rumus Hukum Termodinamika I Secara matematis hukum I termodinamika dapat dirumuskan sebagai berikut: Q = ∆U+W Dengan ketentuan, jika: Q(+) → sistem menerima kalor OR → sistem melepas kalor W(+) → sistem melakukan usaha W(-) → sistem dikenai usaha ∆U(+) → terjadi penambahan energi dalam ∆U(-) → terjadi penurunan energi dalam ΔU = Q − W Keterangan : ΔU = perubahan energi dalam (joule) Q = kalor (joule) W = usaha (joule) Proses-proses Isobaris → tekanan tetap Isotermis → suhu tetap → ΔU = 0 Isokhoris → volume tetap (atau isovolumis atau isometric) → W = 0 Adiabatis → tidak terjadi pertukaran kalor → Q = 0 Siklus → daur → ΔU = 0 Persamaan Keadaan Gas Hukum Gay-Lussac Tekanan tetap → V/T = Konstan → V1/T1 = V2/T2 Hukum Charles Volume tetap → P/T = Konstan → P1/T1 = P2/T2 Hukum Boyle



Suhu tetap → PV = Konstan → P1V1 = P2V2 P, V, T Berubah (non adiabatis) (P1V1) / (T1) = (P2V2) / (T2) Adiabatis P1V1 γ= P2V2γ T1V1 γ − 1= T2V2γ − 1 γ = perbandingan kalor jenis gas pada tekanan tetap dan volum tetap → γ = Cp/Cv Usaha W = P(ΔV) → Isobaris W = 0 → Isokhoris W = nRT ln (V2 / V1) → Isotermis W = − 3/2 nRΔT → Adiabatis ( gas monoatomik) Keterangan : T = suhu (Kelvin, jangan Celcius) P = tekanan (Pa = N/m2) V = volume (m3) n = jumlah mol 1 liter = 10−3m3 1 atm = 105 Pa ( atau ikut soal!) Jika tidak diketahui di soal ambil nilai ln 2 = 0,693 Mesin Carnot η = ( 1 − Tr / Tt ) x 100 % η = ( W / Q1 ) x 100% W = Q1 − Q2 Keterangan : η = efisiensi mesin Carnot (%) Tr = suhu reservoir rendah (Kelvin) Tt = suhu reservoir tinggi (Kelvin) W = usaha (joule) Q1 = kalor masuk / diserap reservoir tinggi (joule) Q2 = kalor keluar / dibuang reservoir rendah (joule) 2. Hukum Termodinamika 2 Hukum kedua ini membatasi perubahan energi mana yang bisa terjadi dan yang tidak. Pembatasan ini dinyatakan dengan berbagi cara, yaitu :



“Hukum II termodinamika dalam menyatakan aliran kalorKalor mengalir secara spontan dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah dan tidak mengalir secara spontan dalam arah kebalikannya” Hukum II termodinamika dalam pernyataan tentang mesin kalor Tidak mungkin membuat suatu mesin kalor yang bekerja dalam suatu siklus yang semata-mata menyerap kalor dari sebuah reservoir dan mengubah seluruhnya menjadi usaha luar. Hukum II termodinamika dalam pernyataan entropi (besaran termodinamika yang menyertai suatu perubahan setiap keadaan dari awal sampai akhir sistem dan menyatakan ketidakteraturan suatu sistem) Total entropi semesta tidak berubah ketika proses reversibel terjadi dan bertambah ketia proses irreversible terjadi. 3. Hukum Termodinamika 3 Hukum ketiga termodinamika terkait dengan temperatur nol absolut. Hukum ini menyatakan bahwa pada saat suatu sistem mencapai temperatur nol absolut (temperatur Kelvin) semua proses akan berhenti dan entropi sistem akan mendekati nilai minimum.hukum ini jugga menyatakn bahwa entropi benda berstruktur kristal sempurna pada temperatur nol absolut bernilai nol. C. Entropi Suatu fungsi keadaan yg mrpkn uk/keteraturan/ ketidakteratruran struktur atom suatu system. Entropi naik bila system mengalami proses menurunnya keteraturan struktur atomnya. Pelelehan, penguapan mrpkn proses yg disertai knaikan entropy. Secara kuantitatif kenaikan entropy besarnya = jml kalor yg diserap scr isotermik dan reversible dibagi oleh T absolut system pd waktu proses berlangsung. Suatu proses berlangsung scr reversible apabila pd setiap saat selama berlangsung, system pd keadaan hanya sedikit menyimpang dr keadaan setimbang. Diagram Ellingham : diagram yg menggambarkan harga Δ˚G (energi bebas) pembentukan oksida berbagai unsur/ logam sebagai fungsi temperatur. Informasi yg terdapat didalamnya: -bila harga Δ˚G 2NaAl(OH)4(aq) Aluminium oksida larut dalam NaOH sedangkan pengotornya tidak larut. Pengotor-pengotor dapat dipisahkan melalui proses penyaringan. Selanjutnya aluminium diendapkan dari filtratnya dengan cara mengalirkan gas CO2 dan pengenceran. 2NaAl(OH)4(aq) + CO2(g) ---> 2Al(OH)3(s) + Na2CO3(aq) + H2O(l)



Endapan aluminium hidroksida disaring,dikeringkan lalu dipanaskan sehingga diperoleh aluminium oksida murni (Al2O3) 2Al(OH)3(s) ---> Al2O3(s) + 3H2O(g) Proses Hall-Heroult Selanjutnya adalah tahap peleburan alumina dengan cara reduksi melalui proses elektrolisis menurut proses Hall-Heroult. Dalam proses Hall-Heroult, aluminum oksida dilarutkan dalam lelehan kriolit (Na3AlF6) dalam bejana baja berlapis grafit yang sekaligus berfungsi sebagai katode. Selanjutnya elektrolisis dilakukan pada suhu 950 °C. Sebagai anode digunakan batang grafit. Setelah diperoleh Al2O3 murni, maka proses selanjutnya adalah elektrolisis leburan Al2O3. Pada elektrolisis ini Al2O3 dicampur dengan CaF2 dan 2-8% kriolit (Na3AlF6) yang berfungsi untuk menurunkan titik lebur Al2O3 (titik lebur Al2O3 murni mencapai 2000 °C), campuran tersebut akan melebur pada suhu antara 850-950 °C. Anode dan katodenya terbuat dari grafit. Reaksi yang terjadi sebagai berikut: Al2O3 (l) 2Al3+ (l) + 3O2- (l) Anode (+): 3O2- (l) 3/2 O2 (g) + 6e− Katode (-): 2Al3+ (l) + 6e- 2Al (l) Reaksi sel: 2Al3+ (l) + 3O2- (l) 2Al (l) + 3/2 O2 (g) Peleburan alumina menjadi aluminium logam terjadi dalam tong baja yang disebut pot reduksi atau sel elektrolisis. Bagian bawah pot dilapisi dengan karbon, yang bertindak sebagai suatu elektroda (konduktor arus listrik) dari sistem. Secara umum pada proses ini, leburan alumina dielektrolisis, di mana lelehan tersebut dicampur dengan lelehan elektrolit kriolit dan CaF2 di dalam pot di mana pada pot tersebut terikat serangkaian batang karbon dibagian atas pot sebagai katoda. Karbon anoda berada dibagian bawah pot sebagai lapisan pot, dengan aliran arus kuat 5-10 V antara anoda dan katodanya proses elektrolisis terjadi. Tetapi, arus listrik dapat diperbesar sesuai keperluan, seperti dalam keperluan industri. Alumina mengalami pemutusan ikatan akibat elektrolisis, lelehan aluminium akan menuju kebawah pot, yang secara berkala akan ditampung menuju cetakan berbentuk silinder atau lempengan. Masing – masing pot dapat menghasilkan 66.000-110.000 ton aluminium per tahun(Anonymous,2009). Secara umum, 4 ton bauksit akan menghasilkan 2 ton alumina, yang nantinya akan menghasilkan 1 ton aluminium. Sifat Mekanik Aluminium Sifat teknik bahan aluminium murni dan aluminium paduan dipengaruhi oleh konsentrasi bahan dan perlakuan yang diberikan terhadap bahan tersebut. Aluminium terkenal sebagai bahan yang tahan terhadap korosi. Hal ini disebabkan oleh fenomena



pasivasi, yaitu proses pembentukan lapisan aluminium oksida di permukaan logam aluminium segera setelah logam terpapar oleh udara bebas. Lapisan aluminium oksida ini mencegah terjadinya oksidasi lebih jauh. Namun, pasivasi dapat terjadi lebih lambat jika dipadukan dengan logam yang bersifat lebih katodik, karena dapat mencegah oksidasi aluminium. Kekuatan tensil Kekuatan tensil adalah besar tegangan yang didapatkan ketika dilakukan pengujian tensil. Kekuatan tensil ditunjukkan oleh nilai tertinggi dari tegangan pada kurva tegangan-regangan hasil pengujian, dan biasanya terjadi ketika terjadinya necking. Kekuatan tensil bukanlah ukuran kekuatan yang sebenarnya dapat terjadi di lapangan, namun dapat dijadikan sebagai suatu acuan terhadap kekuatan bahan. Kekuatan tensil pada aluminium murni pada berbagai perlakuan umumnya sangat rendah, yaitu sekitar 90 MPa, sehingga untuk penggunaan yang memerlukan kekuatan tensil yang tinggi, aluminium perlu dipadukan. Dengan dipadukan dengan logam lain, ditambah dengan berbagai perlakuan termal, aluminium paduan akan memiliki kekuatan tensil hingga 580 MPa (paduan 7075). Kekerasan Kekerasan gabungan dari berbagai sifat yang terdapat dalam suatu bahan yang mencegah terjadinya suatu deformasi terhadap bahan tersebut ketika diaplikasikan suatu gaya. Kekerasan suatu bahan dipengaruhi oleh elastisitas, plastisitas, viskoelastisitas, kekuatan tensil, ductility, dan sebagainya. Kekerasan dapat diuji dan diukur dengan berbagai metode. Yang paling umum adalah metode Brinnel, Vickers, Mohs, dan Rockwell. Kekerasan bahan aluminium murni sangatlah kecil, yaitu sekitar 65 skala Brinnel, sehingga dengan sedikit gaya saja dapat mengubah bentuk logam. Untuk kebutuhan aplikasi yang membutuhkan kekerasan, aluminium perlu dipadukan dengan logam lain dan/atau diberi perlakuan termal atau fisik. Aluminium dengan 4,4% Cu dan diperlakukan quenching, lalu disimpan pada temperatur tinggi dapat memiliki tingkat kekerasan Brinnel sebesar 135. Ductility Ductility didefinisikan sebagai sifat mekanis dari suatu bahan untuk menerangkan seberapa jauh bahan dapat diubah bentuknya secara plastis tanpa terjadinya retakan. Dalam suatu pengujian tensil, ductility ditunjukkan dengan bentuk neckingnya; material dengan ductility yang tinggi akan mengalami necking yang sangat sempit, sedangkan bahan yang memiliki ductility rendah, hampir tidak mengalami necking. Sedangkan dalam hasil pengujian tensil, ductility diukur dengan skala yang disebut elongasi. Elongasi adalah seberapa besar pertambahan panjang suatu bahan ketika dilakukan uji kekuatan tensil. Elongasi ditulis dalam persentase pertambahan panjang per panjang awal bahan yang diujikan. Aluminium murni memiliki ductility yang tinggi. Aluminium paduan memiliki ductility yang bervariasi, tergantung konsentrasi paduannya, namun pada umumnya memiliki ductility yang lebih rendah dari pada aluminium murni, karena ductility



berbanding terbalik dengan kekuatan tensil, serta hampir semua aluminum paduan memiliki kekuatan tensil yang lebih tinggi dari pada aluminium murni.



Daftar Pustaka Brady, James .E. 1999. Kimia Universitas Azas & Struktur Jilid 1, Edisi ke-5. Jakarta : Binarupa Aksara Dogra, SK. 1990. Kimia Fisik dan Soal-Soal. Jakarta: Universitas Indonesia Denbigh, Kenneth. 1980. Prinsip-Prinsip Keseimbangan Kimia edisi ke-empat. Jakarta: Universitas Indonesia Kleinfelter, Wood. 1989. Kimia Untuk Universitas Jilid 1.ed.6.Jakarta : Erlangga Rahayu,Nurhayati,dan Jodhi Pramuji G.2009. Rangkuman Kimia SMA. Jakarta : Gagas Media Sutresna,Nana. 2007.Cerdas Belajar Kimia untuk Kelas XI.Jakarta : Grafindo Media Pratama free.vlsm.org/v12/sponsor/.../0281%20Fis-1-4d.htm http://blog.ums.ac.id/vitasari/files/2009/06/kuliah-11_panas-reaksi.pdf http://elearning.gunadarma.ac.id/docmodul/pengantar_kimia/Bab_8 http://www.gurupendidikan.co.id/termodinamika-pengertian-prinsip-sistem-hukum-danrumus-beserta-contoh-soalnya-lengkap/ http://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_Hess http://id.wikipedia.org/wiki/Kalorimeter\ https://id.wikipedia.org/wiki/Termodinamika http://www.softilmu.com/2015/11/Pengertian-Kajian-Perubahan-Entalpi-Reaksi-HukumTermokimia-Adalah.html http://web-amatiran.blogspot.co.id/2013/05/termokimia-dan-termodinamika.html http://www.matadunia.id/2017/01/termokimia-pengertian-dan-perbedaan.html?m=0 http://www.scribd.com/doc/20100823/Kalorimeter http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia_fisika1/termokimia/pengertiantermokimia/ http://elearning.uin-suka.ac.id/attachment/hukum_i_termo_sh8y0_11975.ppt http://mesin.brawijaya.ac.id/diktat_ajar/data/02_c_bab1n2_termo1.pdf http://ocw.gunadarma.ac.id/course/diploma-three-program/study-program-of-computerengineering-d3/fisika-dasar-2/termokimia



Wijayanti. 2009. Penentuan Entalpi Reaksi. Kamis, 10 Desember. http://kimiaasyik.blogspot.com/2009/12/penentuan-entalpi-reaksi.html http://www.kimiaku.info/termokimia.pdf