BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Analisis GasBerdasarkan percobaan analisis gas yang dilakukan, kita dapat menghitung jumlah CO2 yang diserap dari udara ke dalam air dengan mencari konsentrasi CO2 di campuran inlet dan outlet. Dari hasil analisis gas yang diperoleh, dapat dilihat dari tabel 4.1 di bawah ini.Tabel 4.1 Tabel Hasil Analisis GasF1(L/detik)F2(L/detik)F3(L/detik)YitYiYoFa(L/detik)% Ralat

0,0500,2500,0580,1890,16500,1725-0,002812,79

0,3330,1490,11500,1267-0,004122,79

0,0830,2500,1890,11500,1408-0,009339,21

0,3330,1490,12170,1392-0,006318,31

Keterangan:F1 = Laju alir air (L/detik)F2 = Laju alir udara(L/detik)F3 = Laju alir CO2 (L/detik)Yit = Fraksi mol CO2Yi = Fraksi volume CO2 dalam alur gas inletYo = Fraksi volume CO2 dalam alur gas outletFa = Jumlah CO2 yang diserap antara puncak dan dasar (L/detik)Dari Tabel 4.1 di atas dapat dilihat hasil perhitungan fraksi mol CO2, fraksi volume CO2 dalam alur gas inlet dan outlet, serta persen ralatnya. Dari percobaan ini digunakan laju alir udara (F2) sebesar 0,250 dan 0,333 L/detik, laju alir air (F1) sebesar 0,050 dan 0,083 L/detik, lalu laju alir CO2 (F3) sebesar 0,058 L/detik. Dari hasil analisis gas, diperoleh persen ralat yang cukup besar meskipun laju alir CO2 (F3) yang digunakan sama. Besarnya persen ralat ini terjadi karena analisis gas dengan penarikan piston yang tidak sesuai, sehingga terjadi perbedaan volume CO2 yang sangat besar.

Dari hasil percobaan analisis gas yang dilakukan, dapat diperoleh beberapa grafik, yaitu :

4.1.1 Pengaruh Laju Alir Udara (L/detik) terhadap Laju Absorpsi (L/detik)Berdasarkan hasil percobaan yang dilakukan, diperoleh hubungan laju alir udara dengan laju absorpsi yang dinyatakan dalam grafik pada gambar 4.1 di bawah ini:

Gambar 4.1 Grafik Pengaruh Laju Alir Udara terhadap Laju AbsorpsiDari gambar 4.1 pengaruh laju alir udara terhadap laju absorpsi, terlihat bahwa pada laju alir air 0,050 L/detik dengan laju alir udara 0,25 hingga 0,333 L/detik terjadi penurunan laju absorpsi gas CO2 dari -0,0028 hingga -0,0041 L/detik dan untuk laju alir air 0,083 L/detik dengan laju alir udara 0,250 hingga 0,333 L/detik terjadi kenaikan laju absorpsi gas CO2 dari -0,0093 menjadi -0,0063 L/detik.Berdasarkan teori, semakin banyaknya kontak antara udara dan air menyebabkan laju absorpsi meningkat secara signifikan. Sehingga semakin tinggi laju alir gas, maka semakin besar juga laju absorpsi gas, karena kontak udara dan air meningkatkan gas yang diserap oleh air (Liang Hu, 2004).Hal ini menunjukkan bahwa hasil percobaan yang diperoleh tidak sesuai dengan teori karena pada laju alir air dan udara yang semakin besar terjadi penurunan laju absorpsi gas CO2 yaitu pada laju alir air 0,05 L/detik dan laju alir udara 0,25 L/detik. Hal tersebut dapat disebabkan oleh :1. Ketinggian cairan di dalam packing yang selalu berubah sehingga kontak cairan dengan gas dan udara selalu berubah.2. Waktu pengambilan sampel cairan yang kurang tepat serta bercampurnya cairan yang keluar dengan cairan yang ada di bak air.3. Penarikan piston yang tidak sama dalam setiap run.

4.1.2Pengaruh Laju Alir Udara (L/detik) terhadap Fraksi Gas CO2 yang Masuk (Yi) Berdasarkan hasil percobaan yang dilakukan, diperoleh hubungan laju alir udara dengan fraksi gas CO2 yang masuk (Yi) yang dinyatakan dalam grafik pada gambar 4.2 di bawah ini:

Gambar 4.2 Grafik Pengaruh Laju Alir Udara terhadap Fraksi Gas CO2 yang Masuk (Yi) Dari gambar 4.2 pengaruh laju alir udara terhadap fraksi gas CO2 yang masuk (Yi) terlihat bahwa pada laju terlihat bahwa pada laju alir air 0,050 L/detik dengan laju alir udara 0,250 hingga 0,333 L/detik terjadi penurunan fraksi gas CO2 yang masuk dari 0,1650 menjadi 0,1150 dan untuk laju alir air 0,083 L/detik dengan laju alir udara 0,250 hingga 0,333 L/detik terjadi kenaikan fraksi gas CO2 yang masuk dari 0,1150 menjadi 0,1217. Dengan demikian fraksi CO2 semakin kecil seiring laju alir udara yang bertambah.Berdasarkan teori, peningkatan laju alir gas bersamaan dengan waktu tinggal di kontraktor akan meningkatkan konsentrasi CO2 pada antar muka gas cair sehingga terjadi peningkatan perpindahan massa untuk absorbansi. Peningkatan laju alir gas akan mengurangi ketebalan gas (Lu, 2011).Dari percobaan yang dilakukan dapat dilihat bahwa hasil yang diperoleh tidak sesuai dengan teori karena pada laju alir air 0,050 L/detik terjadi penurunan fraksi CO2 masuk pada peningkatan laju alir udara. Hal tersebut dapat disebabkan oleh :1. Ketinggian cairan di dalam packing yang selalu berubah sehingga kontak cairan dengan gas dan udara selalu berubah.2. Waktu pengambilan sampel cairan yang kurang tepat serta bercampurnya cairan yang keluar dengan cairan yang ada di bak air.3. Penarikan piston yang tidak sama dalam setiap run.

4.1.3 Pengaruh Fraksi Gas CO2 Masuk (Yi) terhadap Laju Absorpsi (L/ detik)Berdasarkan hasil percobaan yang dilakukan, diperoleh hubungan fraksi gas CO2 masuk (Yi) dengan laju absorpsi yang dinyatakan dalam grafik pada gambar 4.3 di bawah ini:

Gambar 4.3 Grafik Pengaruh Fraksi CO2 Masuk (Yi) terhadap Laju AbsorpsiDari gambar 4.3 pengaruh fraksi CO2 masuk (Yi) terhadap laju absorpsi di atas, terlihat bahwa pada laju alir udara 0,250 L/detik dan laju alir air dari 0,050 hingga 0,083 L/detik terjadi penurunan laju absorpsi CO2 dengan semakin meningkatnya fraksi CO2 yang masuk yaitu dari 0,1650 L/detik sampai 0,1150 L/detik. Sedangkan untuk laju alir udara 0,333 L/detik dan laju alir air dari 0,050 hingga 0,083 L/detik terjadi kenaikan laju absorpsi CO2 dengan semakin meningkatnya fraksi CO2 yang masuk yaitu dari 0,1150 L/detik sampai 0,1217 L/detik.Berdasarkan teori, hubungan laju molar CO2 dengan fraksi mol CO2 yang masuk dapat ditunjukkan dalam persamaan berikut :

NA = KG.a . Z . S . P (y y*)LM (Priambodo. dkk., 2008)

Di mana :KG.a= koefisien perpindahan massa volumetrik overall (mol/ m3. atm. s)NA= laju molar CO2 (mol/ s)Z= panjang kolom (m)S= luas permukaan perpindahan massa (m2)P= tekanan (atm)y= fraksi mol CO2 dalam gas masuky*= fraksi mol CO2 dalam gas keluarMaka dari persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa laju absorpsi gas CO2 berbanding lurus dengan besarnya fraksi mol CO2 dalam gas masuk. Semakin tinggi fraksi mol CO2 dalam gas masuk, maka laju absorpsi gas CO2 akan semakin besar, demikian juga sebaliknya (Priambodo. dkk., 2008).Dari percobaan yang dilakukan dapat dilihat bahwa hasil yang diperoleh tidak sesuai dengan teori karena pada laju alir udara 0,250 L/detik hingga 0,333 L/detik terjadi penurunan laju absorpsi gas CO2 seiring dengan besarnya fraksi mol CO2 dalam gas masuk. Hal tersebut dapat disebabkan oleh :1. Ketinggian cairan di dalam packing yang selalu berubah sehingga kontak cairan dengan gas dan udara selalu berubah.2. Waktu pengambilan sampel cairan yang kurang tepat serta bercampurnya cairan yang keluar dengan cairan yang ada di bak air.3. Penarikan piston yang tidak sama dalam setiap run.

4.1.4 Pengaruh Laju Absorpsi Gas CO2 (L/ detik) terhadap Fraksi Gas CO2 Keluar (Yo)Berdasarkan hasil percobaan yang dilakukan, diperoleh hubungan laju absorpsi gas CO2 dengan fraksi CO2 keluar (Yo) yang dinyatakan dalam grafik pada gambar 4.4 di bawah ini:

Gambar 4.4 Grafik Pengaruh Laju Absorpsi Gas CO2 terhadap Fraksi Gas CO2 Keluar (Yo)Dari gambar 4.4 pengaruh laju absorpsi gas CO2 terhadap fraksi CO2 keluar (Yo) di atas, terlihat bahwa pada laju alir air 0,050 L/detik dan laju alir udara 0,25 hingga 0,333 L/detik terjadi penurunan fraksi gas CO2 yang keluar seiring bertambahnya laju absorpsi CO2 yaitu dari 0,1725 sampai 0,1267 L/detik, sedangkan pada laju alir air 0,083 L/detik dan laju alir udara dari 0,250 hingga 0,333 L/detik terjadi penurunan fraksi gas CO2 yang keluar seiring bertambahnya laju absorpsi CO2 yaitu dari 0,1408 sampai 0,1392 L/detik.Berdasarkan teori, hubungan laju molar CO2 dengan fraksi mol CO2 yang keluar dapat ditunjukkan dalam persamaan berikut :

NA = KG.a . Z . S . P (y y*)LM (Priambodo. dkk., 2008)Di mana :KG.a= koefisien perpindahan massa volumetrik overall (mol/ m3. atm. s)NA= laju molar CO2 (mol/s)Z= panjang kolom (m)S= luas permukaan perpindahan massa (m2)P= tekanan (atm)y= fraksi mol CO2 dalam gas masuky*= fraksi mol CO2 dalam gas keluarMaka dari persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa laju absorpsi gas CO2 berbanding terbalik dengan besarnya fraksi mol CO2 dalam gas keluar. Semakin tinggi fraksi mol CO2 dalam gas keluar berarti laju absorpsi gas CO2 semakin kecil (Priambodo. dkk., 2008).Dari percobaan yang dilakukan dapat dilihat bahwa hasil yang diperoleh telah sesuai dengan teori yakni pada laju alir air 0,05 L/detik dan 0,083 L/detik terjadi penurunan laju absorpsi gas CO2.

4.2 Hasil Analisis CairanSelain menganalisis gas, dalam percobaan ini juga dilakukan analisis cairan untuk mengetahui kandungan gas CO2 dalam air, baik pada masukan (inlet) maupun keluaran (outlet). Untuk menganalisis kandungan gas CO2 dalam cairan, dilakukan titrasi dengan menggunakan larutan NaOH, dan mereaksikan NaOH dengan total gas CO2 pada cairan inlet dan outlet, reaksinya adalah :CO2(g) + H2O(l) H2CO3(l)H2CO3(g) + 2NaOH(l) Na2CO3(l) + 2H2O(l)Berdasarkan percobaan analisis cairan yang dilakukan, kita dapat menghitung Cdi, Cdo, laju absorpsi, dan laju absorpsi rata-rata yang dapat dilihat pada tabel 4.2 di bawah ini:Tabel 4.2 Tabel Hasil Analisis CairanF1(L/detik)F2(L/detik)F3(L/detik)T(menit)Inlet CairanOutlet CairanLaju absorpsi(mol/detik)Laju absorpsi rata-rata(mol/detik)

Vbi(ml)Cdi(mmol/ml)Vbo(ml)Cdo(mmol/ml)

0,050,250,05881,90,00157241,30,00107590,0000248-0,0000103

161,50,00124141,60,0013241-0,0000041

241,50,00124141,10,00091030,0000166

0,33381,40,00115862,00,0016552-0,00002480,0000078

161,10,00091031,90,0015724-0,0000331

241,70,00140691,80,0014897-0,0000041

0,0830,2581,50,00124142,80,0023172-0,00008970,0000181

162,50,00206902,60,0021517-0,0000069

242,20,00182072,00,00165520,0000138

0,33381,30,00107592,20,0018207-0,00006210,0000181

162,20,00182072,00,00165520,0000138

2420,00165522,10,0017379-0,0000069

Keterangan:F1 = Laju alir air (L/detik)F2 = Laju alir udara (L/detik)F3 = Laju alir CO2 (L/detik) t= Waktu (menit)Vbi= Volume larutan NaOH yang dititrasi untuk cairan inlet (ml)Vbo= Volume larutan NaOH yang dititrasi untuk cairan outlet (ml)Cdi= Konsentrasi CO2 bebas pada cairan inlet (mol/detik)Cdo= Konsentrasi CO2 bebas pada cairan outlet (mol/detik)Dari tabel 4.2 terlihat hubungan antara Vbo dengan Vbi yang menunjukkan sebagian besar nilai Vbo lebih besar dibandingkan dengan Vbi. Hal ini sesuai dengan prinsip di mana setelah terjadi pengontakan, kadar CO2 dalam air akan meningkat.Dari hasil percobaan analisis cairan yang dilakukan, dapat diperoleh beberapa grafik, yaitu :

4.2.1 Pengaruh Laju Alir Udara (L/ menit) terhadap Laju Absorpsi (L/ detik)Berdasarkan hasil percobaan yang dilakukan, diperoleh hubungan laju alir udara dengan laju absorpsi yang dinyatakan dalam grafik pada gambar 4.5 di bawah ini:

Gambar 4.5 Grafik Pengaruh Laju Alir Udara terhadap Laju AbsorpsiPada grafik 4.5 pengaruh laju alir udara terhadap laju absorpsi di atas, dapat dilihat bahwa terjadi penurunan laju absorpsi gas CO2 pada saat laju alir air 0,050 L/detik dan laju alir udara 0,250 hingga 0,333 L/detik untuk semua variasi waktu dan saat laju alir air 0,083 L/detik pada waktu 24 menit. Sedangkan terjadi kenaikan laju absorpsi gas CO2 laju alir air 0,083 L/detik dan laju alir udara dari 0,250 hingga 0,333 L/detik pada waktu 8 dan 14 menit.Berdasarkan teori, dengan adanya peningkatan laju alir gas memyebabkan meningkatnya laju absorbsi. Hal ini disebabkan tahanan sisi gas lebih dominan dari pada sisi liquida sehingga perpindahan massa dikendalikan oleh sisi gas (Sudirman dan Puyuh, 2012).Dari percobaan, diperoleh hasil yang kurang sesuai dengan teori yang ada. Dimana penyimpangan terjadi saat laju alir air 0,05 L/detik untuk semua waktu dan pada laju alir air 0,083 L/detik pada waktu 24 menit. Penyimpangan yang terjadi dalam percobaan ini mungkin disebabkan oleh :1. Ketinggian cairan di dalam packing yang selalu berubah sehingga kontak cairan dengan gas dan udara selalu berubah.2. Waktu pengambilan sampel cairan yang kurang tepat serta bercampurnya cairan yang keluar dengan cairan yang ada di bak air.3. Penarikan piston yang tidak sama dalam setiap run.

4.2.2 Hubungan Laju Absorpsi Gas CO2 (L/ detik) terhadap Waktu (menit)Berdasarkan hasil percobaan yang dilakukan, diperoleh hubungan laju absorpsi gas CO2 dengan waktu yang dinyatakan dalam grafik pada gambar 4.6 di bawah ini:

Gambar 4.6 Grafik Hubungan Laju Absorpsi Gas CO2 terhadap Waktu Pada gambar 4.6 hubungan laju absorpsi gas CO2 terhadap waktu di atas terlihat bahwa terjadi fluktuasi laju absorpsi gas CO2 pada laju alir udara 0,250 L/detik dan 0,333 L/detik saat laju alir air 0,050 L/detik. Kenaikan laju absorpsi gas CO2 terjadi pada laju alir udara 0,250 L/detik saat laju alir air 0,083 L/detik. Berdasarkan teori, bahwa semakin lama waktu operasi maka kontak antara udara dengan CO2 akan semakin lama. Sehingga reaksi berjalan lebih sempurna. Pada awalnya akan terjadi peningkatan jumlah CO2 yang terserap kemudian pada suatu waktu jumlah CO2 yang terserap akan konstan. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa jumlah CO2 yang terserap akan konstan seiring berjalannya waktu (Hainan, dkk., 2012).Dari percobaan diperoleh hasil grafik yang mengalami kenaikan maupun penurunan (fluktasi) laju absorpsi gas CO2 dengan meningkatnya waktu. Maka diperoleh hasil yang tidak sesuai dengan teori.Adapun beberapa alasan yang mengakibatkan terjadinya penyimpangan pada analisis cairan ini yaitu :1. Ketinggian cairan di dalam packing yang selalu berubah sehingga kontak cairan dengan gas dan udara selalu berubah.2. Waktu pengambilan sampel cairan yang kurang tepat serta bercampurnya cairan yang keluar dengan cairan yang ada di bak air.3. Penarikan piston yang tidak sama dalam setiap run.