BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Pengadukan adalah suatu operasi kesatuan yang
mempunyai sasaran untuk menghasilkan pergerakan tidak beraturan dalam suatu
cairan, dengan alat mekanis yang terpasang pada alat di atas. Walaupun
pengadukan sering disalahartikan dengan campuran, dan mereka tidaklah
bersinonim. Pengadukan mengacu pada pergerakan dalam suatu material dalam
bentuk spesifik; bagaimanapun, ini merupakan suatu distribusi secara acak
antara dua atau lebih tahap yang pada awalnya terpisah. Pola aliran yang terjadi dalam cairan yang diaduk
tergantung pada jenis pengaduk, karakteristik fluida yang diaduk dan ukuran
serta perbandingan ukuran antara tangki, pengaduk dan sekat. Tujuan dari pada operasi pengadukan terutama adalah
terjadinya pencampuran. Pencampuran merupakan suatu operasi yang bertujuan
mengurangi ketidaksamaan komposisi, suhu atau sifat lain yang terdapat dalam
suatu bahan.
Rangkaian prosedur praktikum proses pelarutan padat cair adalah sebagai
berikut. Bahan yang digunakan sebagai pelarut dimasukkan ke dalam tangki /
bejana dengan volume yang sudah ditentukan. Kemudian timbang zat padat yang
akan dilarutkan dengan berat yang sudah ditentukan, dan masukkan ke dalam
tangki yang berisi pelarut secara perlahan - lahan. Lakukan operasi pengadukan
dengan putaran atau kecepatan pengaduk serta waktu pengadukan yang dibuat
bervariasi. Tahap selanjutnya yaitu menyaring larutan yang sudah diaduk
sehingga fase padat dapat dipisahkan dari fase cairnya. Percobaan tersebut
diulangi sesuai variable yang ditentukan.
Percobaan ini mempunyai tujuan yaitu menghitung konsentrasi zat dan
viskositas larutan sesuai yang didapat pada percobaan. Selain itu, tujuan
lainnya adalah membuat kurva hubungan antara waktu dengan konsentrasi zat
padat. Tujuan ketiga dari percobaan ini yaitu menentukan koefisien perpindahan
massa padat - cair di dalam tangki berpengaduk yang digunakan sebagai data
perencanaan peralatan tangki pelarutan.
I.2 Tujuan Percobaan
- Menghitung konsentrasi zat padat larutan pada percobaan
- Membuat kurva hubungan antara konsentrasi dengan berat zat padat
- Menentukan koefisien perpindahan massa cair dalam tangki berpengaduk yang digunakan sebagai data perencanaan peralatan tangki pelarutan
I.3 Manfaat
- Agar praktikan mengetahui faktor - faktor yang mempengaruhi proses pelarutan padat – cair
- Agar praktikan mampu menggunakan dan mengetahui cara kerja dari alat yang dipakai dalam percobaan ini
- Agar praktikan mengetahui proses pencampuran yang terjadi selama percobaan
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
II.1 Landasan Teori
II.1.1 Pengertian Kelarutan
Kelarutan
atau solubilitas adalah
kemampuan suatu zat kimia
tertentu, zat terlarut (solute),
untuk larut dalam suatu pelarut
(solvent. Kelarutan dinyatakan dalam jumlah maksimum zat terlarut yang
larut dalam suatu pelarut pada kesetimbangan. Larutan
hasil disebut larutan jenuh.
Zat-zat tertentu dapat larut dengan perbandingan apapun terhadap suatu pelarut.
Contohnya adalah etanol di
dalam air. Sifat ini lebih dalam
bahasa Inggris lebih
tepatnya disebut miscible.
Pelarut umumnya merupakan suatu cairan
yang dapat berupa zat murni ataupun campuran. Zat yang terlarut,
dapat berupa gas, cairan lain,
atau padat. Kelarutan
bervariasi dari selalu larut seperti etanol dalam air, hingga sulit terlarut,
seperti perak klorida dalam air.
Istilah "tak larut" (insoluble) sering diterapkan pada senyawa yang
sulit larut, walaupun sebenarnya hanya ada sangat sedikit kasus yang
benar-benar tidak ada bahan yang terlarut. Dalam beberapa kondisi, titik
kesetimbangan kelarutan dapat dilampaui untuk menghasilkan suatu larutan yang
disebut lewat jenuh (supersaturated)
yang metastabil.
Secara kuantitatif,kelarutan suatu zat dinyatakan sebagai suatu
konsentrasi zat terlarut di dalam larutan jenuhnya pada suhu dan tekanan
tertentu. Kelarutan dinyatakan dalam satuan mililiter pelarut yang dapat melarutkan
satu gram zat. Misalnya 1 gr asam salisilat akan larut dalam 550 ml air. Suatu
kelarutan juga dapat dinyatakan dalam satuan molalitas, molaritas dan persen.
Pelepasan zat aktif dari suatu bentuk sediaannya sangat dipengaruhi oleh
sifat-sifat kimia dan fisika zat tersebut serta formulasinya.
II.1.2 Faktor yang mempengaruhi kelarutan
Faktor-faktor yang dapat
mempengaruhi kelarutan suatu zat antara lain :
1.
Pengaruh PH
Zat aktif yang sering digunakan di dalam dunia pengobatan umumnya adalah
Zat organik yang bersifat asam lemah, dimana kelarutannya sangat dipengaruhi
oleh pH pelarutnya. Kelarutan asam-asam organik lemah seperti barbiturat dan
sulfonamide dalam air akan bertambah dengan naiknya pH karena terbentuk garam
yang mudah larut dalam air. Sedangkan basa-basa organik lemah seperti
alkoholida dan anastetika lokal pada umumnya sukar larut dalam air. Bila pH
larutan diturunkan dengan penambahan asam kuat maka akan terbentuk garam
yang mudah larut dalam air.
2.
Pengaruh suhu atau temperatur
Kelarutan zat padat dalam larutan
ideal tergantung kepada temperatur, titik leleh zat padat dan panas peleburan
molar zat tersebut. Kelarutan suatu
zat padat dalam air akan semakin tinggi bila suhunya dinaikan. Adanya panas
(kalor) mengakibatkan semakin renggangnya jarak antar molekul zat padat
tersebut. Merenggangnya jarak antar molekul zat padat menjadikan kekuatan gaya
antar molekul tersebut menjadi lemah sehingga mudah terlepas oleh gaya tarik
molekul-molekul air.
3.
Pengaruh jenis pelarut
Kelarutan suatu zat sangat dipengaruhi oleh polaritas pelarut. Pelarut
polar akan melarutkan lebih baik zat-zat polar dan ionik, begitu pula
sebaliknya. Kelarutan juga bergantung pada struktur zat, seperti perbandingan
gugus polar dan non polar dari suatu molekul. Makin panjang rantai gugus
non polar suatu zat, makin sukar zat tersebut larut dalam air.
4.
Pengaruh bentuk dan ukuran partikel
Kelarutan suatu zat akan naik dengan berkurangnya ukuran partikel suatu
zat, sesuai dengan persamaan berikut :
Log S/So = 2 v/2,303 RTr
Keterangan :
S = kelarutan dari partikel halus
So = kelarutan zat padat yang ukuran
partikelnya lebih besar
r = Tegangan permukaan partikel zat padat
v = volume partikel dalam cm2 per mol
R = jari-jari akhir partikel dalam cm2
T = temperatur absolut
Konfigurasi molekul dan bentuk susunan kristal juga berpengaruh terhadap
kelarutan zat. Partikel yang bentuknya tidak simetris lebih mudah larut bila
dibandingkan dengan partikel yang bentuknya simetris.
5.
Pengaruh konstanta dielektrik
Kelarutan suatu zat sangat dipengaruhi oleh polaritas pelarut. Pelarut
polar mempunyai konstanta dielektrik yang tinggi dapat melarutkan zat-zat non
polar sukar larut di dalamnya, begitu pula sebaliknya. Adakalanya suatu zat lebih mudah larut
dalam pelarut campuran dibandingkan pelarut tunggalnya. Fenomena ini dikenal
dengan istilah co-solvency dan pelarut yang mana dalam bentuk campuran dapat
menaikkan kelarutan suatu zat diseut co solvent.
6.
Pengaruh penambahan zat lain
Surfaktan adalah suatu zat yang sering digunakan untuk menaikan kelarutan
suatu zat. Molekul surfaktan terdiri atas dua bagian yaitu bagian polar dan non
polar apabila didispersikan dalam air pada konsentrasi yang rendah, akan
berkumpul pada permukaan dengan mengorientasikan bagian polar ke arah air dan
bagian non polar kearah udara, surfaktan mempunyai kecenderungan berasosiasi
membentuk agregat yang dikenal sebagai misel. Konsentrasi pada saat misel mulai
terbentuk disebut konsentrasi misel kritik (KMK)
(Anonim, 2015)
II.1.3 Pengadukan dan Pencampuran
Pengadukan adalah operasi
yang menciptakan terjadinya gerakan didalam bahan yang diaduk. Tujuan dari pada
operasi pengadukan terutama adalah terjadinya pencampuran. Pencampuran adalah
suatu operasi yang bertujuan untuk mengurangi ketidaksamaan komposisi, suhu,
atau sifat yang lain yang terdapat dalam suatu bahan atau bisa juga pencampuran
adalah penggabungan dua atau lebih bahan yang berbeda fase, seperti fluida atau
padatan halus dan hal ini bertujuan untuk mengacak yang satu terhadap yang lain
sehingga terjadi distribusi. Pencampuran dapat menimbulkan gerak didalam bahan
itu yang menyebabkan bagian-bagian bahan saling bergerak satu terhadap yang
lainnya, sehingga operasi pengadukan hanyalah salah satu cara operasi
pencampuran.
Pengadukan zat cair
digunakan untuk berbagai maksud bergantung dari tujuan langkah pengolahan itu
sendiri. Tujuan pengadukan antara lain :
a)
Untuk membuat suspensi
partikel zat padat
b)
Untuk meramu zat cair yang
mampu bercampur (miscible), umpamanya
metil alkohol dan air.
c)
Untuk menyebarkan
(dispersi) gas di dalam zat cair dalam bentuk gelembung-gelembung kecil
d)
Untuk menyebarkan zat cair yang tidak dapat
bercampur dengan zat cair yang lain, sehingga dapat membentuk emulsi atau
suspensi butiran halus
e)
Untuk mempercepat
perpindahan kalor zat cair dengan kumparan atau mentol kalor.
(anonym,2013)
Pencampuran adalah operasi yang menyebabkan
tersebarnya secara acak suatu bahan ke bahan yang lain dimana bahan-bahan
tersebut terpisah dalam dua fasa atau lebih.
Pencampuran terjadi pada
tiga tingkatan yang berbeda yaitu :
- Mekanisme
konvektif : pencampuran yang disebabkan aliran
cairan secara keseluruhan (bulk flow).
- Eddy diffusion
: pencampuran karena adanya gumpalan -
gumpalan fluida yang terbentuk dan tercampakan dalam medan aliran.
- Diffusion : pencampuran
karena gerakan molekuler.
(anonym,2011)
II.1.4
Pola Aliran dalam Tangki Berpengaduk
Jenis aliran didalam
bejana yang sedang diaduk bergantung pada jenis impeller, karakteristik fluida,
dan ukuran serta perbandingan (proporsi) tangki, sekat, dan agitator. Kecepatan
fluida pada setiap titik dalam tangki mempunyai tiga komponen, dan pola aliran
keseluruhan didalam tangki itu tergantung pada variasi dari ketiga komponen itu
dari satu lokasi ke lokasi lain. Komponen kecepatan yang pertama ialah komponen
radial yang bekerja pada arah tegak lurus terhadap poros impeller. Komponen
kedua, ialah komponen tangensial, atau rotasional, yang bekerja pada arah
singgung terhadap lintasan terhadap lintasan lingkar disekeliling poros.
Dalam keadaan biasa,
dimana poros itu vertikal, komponen radial dan tangensial berada dalam satu
bidang horizontal, dan komponen longitudinalnya vertikal.
Komponen radial dan
komponen longitudinal sangat aktif dalam memberikan aliran yang diperlukan
untuk melakukan pencampuran. Bila poros itu vertikal dan terletak persis
dipusat tangki, komponen tangensial biasanya kurang menguntungkan. Arus
tangensial itu mengikuti suatu lintasan berbentuk lingkaran disekeliling poros,
dan menimbulkan voteks pada permukaan zat cair, seperti terlebih dalam gambar. Adanya sirkulasi aliran laminar, cenderung membentuk
stratifikasi pada berbagai laisan tanpa adanya aliran longitudinal antara
lapisan-lapisan itu.
Pola aliran yang terjadi
dalam cairan yang diaduk tergantung pada jenis pengaduk. Karakteristik fluida yang diaduk dan ukuran serta
perbandingan ukuran antara tangki, pengaduk dan sekat. Kecepatan partikel
fluida disetiap titik dapat diuraikan dalam tiga komponen yaitu:
a)
Komponen radial, bekerja
dalam arah tegak lurus terhadap sumbu pengaduk.
b)
Komponen longitudinal,
bekerja dalam arah sejajar sumbu.
c)
Komponen tangensial atau
rotasional, bekerrja dalam arah garis singgung lintasan melingkar sekeliling
sumbu. Aliran tangensial yang mengikuti lintasan melingkar sekeliling sumbu,
menimbulkan vorteks dipermukaan cairan. Jika tangki tidak bersekat, maka
pengaduk jenis aliran axial maupun radial akan menghasilkan aliran melingkar.
Karena pusaran itu terlalu kuat, pola aliran akan sama saja untuk semua jenis
pengaduk dan vorteks yang terbentuk akan mencapai pengaduk, sehingga gas diatas
permukaan akan terhisap.
Ada tiga cara untuk mencegah pusaran dan vorteks antara
lain ;
a)
Pengadukdipasang off center atau miring.
b)
Pada dinding tangki dipasang sekat vertikal.
c)
Pemakaian diffuser ring pada tangki pengaduk
jenis turbin.
(Mc
Cabe, 1993)
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, 2013.
“ Tangki Berpengaduk”(http://mhimns.blogspot .co.id /2013 /04/tangki-berpengaduk .html ).diakses
pada tanggal 21 Maret 2016 pukul 16.00 WIB
Anonim, 2011. “Pengadukan dan Pencampuran” (http://tekimku. blogspot. co.id/ 2011/08/pengadukan-dan-pencampuran.html).Diakses pada tanggal 21 Maret 2016
pukul 17.05 WIB
Anonim, 2015 “kelarutan
atau solubility” (http:// Kelarutan atau solubilitas _ Eko Putera
Sampoerna.htm) Diakses pada tanggal 21 Maret 2016 pukul 19.00 wib
McCabe, Warren.L.
1993. ”Operasi Teknik Kimia Jilid 1”. Jakarta: Penerbit Erlangga
Written by Unknown
Menulis untuk mengungkapkan kegelisahan, walau apa yang ditulis terkadang bukanlah seperti apa yang dirasakan. Karena apa yang dirasa terkadang enggan untuk diungkapkan
0 komentar:
Posting Komentar