praktikum satpros-pembuatan tawas (1).docx
TRANSCRIPT
-
8/11/2019 praktikum satpros-pembuatan tawas (1).docx
1/11
PRAKTIKUM SATUAN PROSES
Laporan
Pembuatan Tawas (KAl(SO4)2.10H2O) dari Alumuniium Foil
Oleh:
Kelompok 2
Deni Natono
Elis Salimah
Esa Mayasari
Farras Aditya
NIM 131411034
NIM 131411035
NIM 131411036
NIM 131411037
Kelas 1B
Dosen Pembimbing
Tanggal Praktikum
Tanggal Laporan
: Ir. Retno Indriati, MT
: 14 April 2014
: 21 April 2014
PROGRAM STUDI D3-TEKNIK KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2014
-
8/11/2019 praktikum satpros-pembuatan tawas (1).docx
2/11
PENDAHULUANLatar Belakang
Perkembangan teknologi pangan yang semakin maju banyak menggunakan kemasan dari
alumunium foil karena dapat mempertahankan kualitas bahan, Banyaknya limbah kemasan
alumunium foil dapat diolah menjadi bahan koagulan dan bahan penjernih air dalam bentuuk
tawas, sehingga untuk mengatasi limbah kemasan tersebut oerlu dilakukan percobaan proses
pembuatan tawas. Selain itu tawas digunakn pada proses pewarna tekstil, dengan mencelupakan
tekstil dalam larutan tawas dan dipanaskan, sehingga terjadi hidrolisi dari Al(H2O)63+
menjadi
Al(OH)3ke atas serat tekstil dan kemudian zat warna diserap oleh Al(OH)3.
Tujuan
a. Mempelajari dan memahami pembuatan tawas dari alumunium foil.
b. Mempelajari reaksi proses yang terjadi.
c.
Menghitung yield atau perolehan produk tawas dan menganalisis produk tawas dengan
menentukan titik lelehnya.
Dasar Teori
Tawas adalah kelompok garam rangkap berhidrat berupa kristal dan bersifat isomorf.
Tawas ini dikenal dengan nama KAl(SO4)2.12 H2O yang dikenal banyak sebagai koagulan
didalam pengolahan air maupun limbah. Sebagai koagulan alum sulfat sangat efektif untuk
mengendapkan partikel yang melayang baik dalam bentuk koloid maupun suspensi. Alum
merupakan salah satu senyawa kimia yang dibuat dari molekul air dan dua jenis garam, salah
satunya biasanya Al2(SO4)3. Alum kalium merupakan senyawa yang tidak berwarna dan
mempunyai bentuk kristal oktahedral atau kubus ketika kalium sulfat dan aluminium sulfat
keduanya dilarutkan dan didinginkan. Larutan alum kalium tersebut bersifat asam. Alum
kalium memiliki titik leleh 900oC. Kalium aluminium sulfat dodekahidrat (tawas kalium)
dengan rumus KAl(SO4)2.12H2O digunakan dalam pemurnian air, pengolahan limbah, dan
bahan pemadam api.Tawas kalium dibuat dari logam aluminium dan kalium hidroksida.
Logam aluminium bereaksi secara cepat dengan KOH panas menghasilkan larutan garam
kalium aluminat.
Tawas Kalium Alumunium Sulfat dihasilkan dengan mereaksikan logam alumunium (Al)
dalam larutan basa kuat (Kalium Hidroksida) akan larutan membentuk alumunium sulfat
menurut persamaan reaksi.
2 Al(s)+ 2KOH(aq)+ 2H2O(l) 2KAlO2(aq)+ 3H2(g).....(1)
-
8/11/2019 praktikum satpros-pembuatan tawas (1).docx
3/11
Kadang-kadang ditulis dalam bentuk ion sebagai kompleks aluminat yang persamaan
reaksinya.
2 Al(s)+2OH-(aq)+ 6H2O(l) 2Al(OH)
-4(g)+ 3H2(g)..(2)
Larutan aluminat dinetralkan dengan asam sulfat mula-mula terbentuk endapan berwarnaputih dari alumunium hidroksida (Al(OH)3) yang dengan penambahan asam sulfat endapan
putih semakin banyak dan jika asam sulfat berlebihan endapan akan larut membentuk kation
K+,Al
3+, dan SO4
2-, yang jika didiamkan akan terbentuk kristal seperti kaca dan tawas kalium
alumunium sulfat atau sering disebut alum.
Secara singkat reaksi yang terjadi dapat dituliskan sebagai berikut :
2KAlO2(aq)+2H2O(l)+ H2SO4(aq) K2SO4(aq)+ 2Al(OH)3(s).(3)
H2SO4(aq)+ K2SO4(aq)+ 2Al(OH)3(s) 2KAl(SO4)2(aq) + 6H2O(s)...(4)
24H2O(l)+ 2KAl(SO4)2(aq) 2KAl(SO4)2(aq)+ 2H2O(s)...(5)
Reaksi keseluruhan :
2 Al(s)+ 2KOH(aq)+ 10H2O(l)+ 4H2SO4(aq) 2KAl(SO4)2.2H2O(s)+ 3H2(g).(6)
Larutan dipersamaan (2) dipanaskan pada suhu 600-80
0C untuk menguapkan airnya dan suhu
pemanasan tidak boleh lebih dari 800C karena tawas akan larut dalam air mendidih. Pada
proses penguapan selama 10 menit dan didinginkan akan terbentuk kristal dari
KAl(SO4)2.2H2O. senyawa alumunium khususnya senyawa sulfat banyak digunakan pada
industry kertas, selain itu, tawas digunakan sebagai koagulan dalam pengolahan air dan air
buangan.
Sifat Fisika
Tabel 1. Tabel sifat fisika tawas
Massa molar 258.21 g/mol
Densitas 1.76 g/cm
Titik leleh 9293 C
Titik didih 200 C
Kelarutan dalam air 36.80 g/100 g (50 C)
-
8/11/2019 praktikum satpros-pembuatan tawas (1).docx
4/11
METODE PENELITIAN
Tabel 2. Tabel Alat yang digunakan
Alat Spesifikasi Jumlah
Timbangan neraca analitik- 1 buahGelas ukur 50 mL 1 buah
Gelas kimia 500 mL 1 buah
50 mL 1 buah
Kertas saring - 3 lembar
Pemanas (hot plate) - 1 buah
Batang pengaduk - 1 buah
Magnerik stirrer - 1 buah
Corong - 1 buah
Labu erlenmeyer300 mL 1 buahGelas arloji - 1 buah
Termometer 250 C 1 buah
Pipet ukur 25 mL 1 buah
Tabel 3. Tabel Bahan yang digunakan
Bahan-bahan Spesifikasi Jumlah
Alumunium foil - 3 gram
Kristal KOH - 10 gramLarutan H2SO4 50% 30 mL
Aquades - -
Alkohol - -
Indikator universal - -
-
8/11/2019 praktikum satpros-pembuatan tawas (1).docx
5/11
Diagram Alir Kerja
A. Pembuatan Larutan KOH
(+) 100 ml aquadesaduk
B. Pembuatan Larutan H2SO450%
(+) 20 ml H2SO4
aduk
7,5 gram KOH
Larutan KOH
Larutan H2SO450%
20 ml aquades
-
8/11/2019 praktikum satpros-pembuatan tawas (1).docx
6/11
C. Pembuatan Tawas
(
(+) Larutan KOH
(+) H2SO450%
Pelarutan Al
Penyaringan
Residu Filtrat
Pembentukan Tawas (pH 1-2) < 80C
Penyaringan
Pendinginan
FiltratKristal
Pencucian dengan alkohol 1:1
Pengeringan
Penimbangan Berat Kristal
2,5 gram Al
-
8/11/2019 praktikum satpros-pembuatan tawas (1).docx
7/11
HASIL
Data reaktan dan produk
No Komponen Satuan
1 Berat Al 3,05 gram
2 Berat kertas saring 1,59 gram
3 Berat KOH 10,04 gram
4 Berat tawas 5.29 gram
5 Volume Asam Sulfat 50 mL
Data pengamatan
No Reaksi Gejala/Peristiwa
1 Al + KOH Al larut, larutan berwarna hitam ke abu-abuan
2 Aluminat + H2SO4 Larutan berwarna putih pekat/putih susu
3 Pendinginan Terbentuk endapan berwarna putih
Berat tawas teoritis
2Al + 2KOH + 4H2SO4 + 10 H2O 2KAl(SO4)2.12H2O + H2
M 0,111 0,1786 0,2628 - -
R 0,111 0,111 0,222 0.1111 0,111
S - 0.0676 0.0408 0.1111 0,111
Al sebagai pereaksi pembatas dan pereaksi yang lain dianggap berlebih.
Mol Al=
= 0.111 mol
Mol KOH =
= 0,1786 mol
Massa H2SO4= x V
= 1,84 x 28
= 25,76 gram
Mol H2SO4=
-
8/11/2019 praktikum satpros-pembuatan tawas (1).docx
8/11
Berat tawas teoritis = mol tawas x MR tawas
= 0,1111 mol x 474
= 52,6614 gram
Berat tawas hasil percobaan = (berat tawas+kertas saring)(kertas saring)
= 41,72 gram1,44 gram
= 40,28 gram
Yield =
x 100% = 76,49 %
Titik leleh
Tabel 4. Tabel titik leleh tawas hasil percobaanMulai meleleh 88
Semua tawas meleleh 92,3
-
8/11/2019 praktikum satpros-pembuatan tawas (1).docx
9/11
PEMBAHASAN
a. Deni Natono
Proses awal pembuatan tawas dilakukan dengan melarutkan potongan potongankecil aluminium foil dalam larutan KOH sambil dipanaskan dalam suhu 60-700C.
Pemanasan ini bertujuan untuk mempercepat kelarutannya, karena semakin tinggi suhu
dan semakin luas permukaan zat maka kelarutannya semakin besar dan jika jika terlalu
panas maka ion K+menjadi hilang.
Pada penambahan KOH reaksi berjalan cepat dan bersifat eksoterm karena
menghasilkan kalor. Setelah Al larut, dihasilkan larutan berwarna hitam. Reaksi antar Al
dan KOH berlangsung melalui persamaan berikut
2Al (s)+ 2KOH (aq) + 2H2O (l) 2KAlO2 (aq) + 3H2 (g)
Setelah proses pelarutan selesai, dilakukan proses penyaringan, dan yang tersisa
hanya tinggal filtratnya. filtrat ini kemudian diambil, dan ditetesi dengan asam sulfat50%. Proses penambahan asam sulfat ini dilakukan secara perlahan sambil diaduk.
Penambahan asam sulfat secara perlahan bertujuan agar dapat mengendalikan pH dengan
mengecek pH setiap beberapa tetes sekali, penambahan H2SO4 dapat dihentikan tepat
pada pH 1-2, karena pada pH 1-2 terjadi pengendapan yang sempurna dan dapat
mengikat kation K+dan Al
3. Reaksi yang dihasilkan antara zat Al dan KOH dengan asam
sulfat menghasilkan endapan yang berwarna putih.
2KAlO2 (aq) +2H2O (l)+ H2SO4(aq) K2SO4(aq)+ Al(OH)3 (s)
Warna putih yang terbentuk berasal dari senyawa Al(OH)3. senyawa Al(OH)3
yang bersifat basa dicampurkan dengan asam sulfat hingga pHnya 1-2.
H2SO4(aq) + K2SO4(aq) + 2Al(OH)3 (s) 2Kal(SO4)2 (aq) + 6H2O
Larutan pH 1-2 tersebut dipanaskan dengan suhu 60-80oC. Setelah dipanaskan
kemudian didinginkan sehingga terbentuklah kristal-kristal tawas. Pada saat pendinginan
ini, larutan dibiarkan diudara terbuka hingga dingin, pada saat ini endapan yang terbentuk
adalah KAl(SO4)2.12H2O. Setelah dingin, dilakukan penyaringan dan dibilas dengan air
dan alkohol. Kristal yang terbentuk kemudian disaring dan dikeringkan.
24 H2O + 2Kal(SO4)2 (aq) 2Kal(SO4)2.12H2O(s)
Dari hasil percobaan yang didapat, berat tawas sebesar 40,28 gram dan yield yang
dihasilkan adalah 76,49%, hal ini disebabkan beberapa faktor diantaranya, pada awal
pemanasan (pelarutan Al dengan KOH) terjadi penguapan yang berlebih, karena suhuyang terlalu tinggi, serta pada awal pemanasan dilakukan pengadukan menggunakan
batang pengaduk dan menggunakan magnet stirer di tengah proses pemanasan, hal ini
menyebabkan larutan meluber ke atas dan ada sisa Al yang menempel pada batang
pengaduk dan ada juga Al yang menempel di dinding gelas, sehingga terdapat Al yang
tidak ikut larut.
-
8/11/2019 praktikum satpros-pembuatan tawas (1).docx
10/11
b. Elis Salimah
Pada praktikum kali ini dilakukan proses pembuatan tawas dari limbah aluminium
foil yang direaksikan dengan larutan KOH dan asam sulfat (H2SO4) 50 % yang bertujuan
untuk mencari yield dari produk (tawas) yang dihasilkan.
hal pertama yang harus dilakukan adalah membuat larutan KOH sebanyak 10 gram
masukan ke dalam gelas kimia 600 mL lalu encerkan dengan aquades sebanyak 150 mL,
aduk hingga larutan homogen.
Selanjutnya pembuatan H2SO450%, berhubung larutan tersebut sudah ada jadi
kami tidak membuatnya lagi, selanjutnya pada pembuatan tawas kami menimbang
limbah alumunium foil sebanyak 3gr kemudian kami potong-potong dengan ukuran
sangat kecil, hal itu dilakukan agar Al mudah larut.
Lalu memanaskan larutan KOH yang telah di buat tadi menggunakan penangas
dan di dalamnya di masukan magnet stirrer untuk pengadukan dan suhu kami set sekitar
60-70C dan memasukan limbah Al secara sedikit-sedikit, tunggu hingga larutan
homogeny lalu didinginkan.Selajutnya penambahan asam sulfat sedikit demi sedikit dilakukan karena proses
tersebut bersifat eksoterm (mengeluarkan panas). Sehingga jika penambahan dilakukan
secara langsung akan meledak.
Tujuan utama penambahan H2SO4adalah untuk pembentukan kristal/
pengendapan Kristal. Karena Kristal terbentuk pada pH asam yaitu minimum pH 4 dan
kristal akan terbentuk optimal pada pH 1-2. Selain itu, penambahan asam sulfat juga
dilakukan untuk menetralkan larutan, larutan H2SO4 yang ditambahkan sebanyak 26 ml.
Larutan dipanaskan kembali hingga larutan bening dan pertahankan suhu di 60-
70C, dan limbahgkemudian dinginkan selama 24 jam agar terbentuk endapan Kristal.
Kemudian filtrate lalu keringkan dalam open selama beberapa menit, berat tawasyangdidapat yaitu 40,28 gram.
Persentase yield yang di peroleh tidak mencapai 100% karena hal itu di pengaruhi
banyak faktor seperti dari pengadukan yang tidak sama sehinngga yield yang kami dapat
sebesar 76,49%, sedangkan awal mula tawas meleleh yaitu pada temperature 88C
sedangkan semua tawas meleleh yaitu pada temperature 92,3.
c. Esa Mayasari
Pada praktikum pembuatan tawas digunakan bahan baku limbah alumunium foil.
Alumunium dipotong kecil-kecil agar mempermudah proses pelarutan. Alumunium
dilarutkan didalam KOH sambil dipanaskan. Proses pemanasan dilakukan untuk
mempercepat proses pelarutan. Pada percobaan dihasilkan gelembung gas serta gas
berwarna putih. Gas yang dihasilkan dimungkinkan adalah H2 sesuai dengan reaksi:
2Al (s)+ 2KOH (aq) + 2H2O (l) -> 2KAlO2 (aq) + 3H2 (g)
-
8/11/2019 praktikum satpros-pembuatan tawas (1).docx
11/11
Setelah proses pelarutan, dilakukan penyaringan saat larutan masih panas. Hal ini
dilakukan untuk memisahkan filtrat dengan zat-zat pengotor. Dengan kondisi tersebut
diharapkan kristal yang terbentuk adalah kristal murni yang bebas dari pengotor.
Filtrat hasil penyaringan ditambahkan H2SO4 50% sampai pH 1-2. Penambahan H2SO4
secara perlahan agar pH bisa terkontrol. pH harus berada di rentang 1-2. Apabila ph < 1maka endapan Al(OH)3 yang terbentuk akan larut kembali. Dan jika pH > 2 endapan
yang terbentuk tidak sempurna. Selain itu reaksi antara H2SO4 dan larutan Al adalah
reaksi eksoterm, apabila penambahan H2SO4secara langsung dikhawatirkan akan terjadi
panas yang tinggi.
Setelah terbentuk endapan, larutan didinginkan sampai terbentuk Kristal
KAl(SO4)3.12H2O. setelah itu dilakukan penyaringan untuk mendapatkan kristalnya.
Lalu Kristal yang terbentuk dibilas dengan alkohol 1:1. Pencucian bertujan untuk
mencuci endapan dan membilas sisa tawas yang tersisa di erlenmeyer alkohol berfungsi
untuk mempercepat penguapan larutan pencuci. Kristal yang terbentuk kemudian disaringdan dikeringkan.
Massa tawas yang didapat adalah 40,28 gram sedangkan massa teoritis yang seharusnya
adalah 52,6614 gram. Sehingga diperoleh %yield sebesar 76.49%. Hal ini bisa
disebabkan oleh reaksi yang tidak sempurna sehingga ada reaktan yang tidak beraksi,
sebagian produk juga dapat hilang pada saat pemisahan, penambahan H2SO4yang kurang
tepat dapat menyebabkan endapan yang terbentuk larut kembali, suhu pemanasan yang
terlalu tinggi dapat menyebabkan larutan menjadi rusak. Waktu pendinginan yang kurang
lama juga bisa menjadi penyebab rendemen jauh tidak100% karena endapan belum
terbentuk sempurna.
Titik leleh tawas hasil percobaan adalah 92,3, hasil ini masuk ke dalam rentang titik
leleh tawas secra teoritis yaitu antara 92-93. Hal ini dapat mengindikasikan bahwa
tawas hasil percobaan merupakan tawas yang tidak terlalu banyak pengotor karena titik
lelehnya mendekati titik leleh teoritis.