Laporan Resmi Distilasi Kelompok 4.docx

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA 2 DISTILASI BATCH

Dosen Pembimbing : Anang Takwanto, ST.,MT Oleh: Dila Aprilia

(1741420056)

Divia Amalia

(1741420035)

Henita Indah S.

(1741420079)

Indira Inastiti N.

(1741420004)

M. Faturrahman W.

(1741420089)

Naufal Cenna R.

(1741420094)

Kelompok 4 2B-DIV TKI

D4 TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI POLITEKNIK NEGERI MALANG TAHUN AJARAN 2018/2019

I.

Tujuan -

Mempelajari operasi pemisahan campuran biner etnaol - air dengan metoda distilasi batch

II.

-

Menghitung konsentrasi bottom dengan metode Rayleigh

-

Menghitung konsentrasi bottom dengan neraca massa dan analisa

Dasar Teori Peprindahan massa merupakan peristiwa yang dijumpau hampir dalam setiap operasi dalam kegiatan teknik kimia. Salah satu proses tersebut adalah distilasi yang merupakan proses pemisahan campuran cair-cair menjadi komponen-komponennya dengan berdasarkan pada perbedaan kemampuan/daya penguapan komponenkomponen tersebut. Adanya perbedaan kemampuan penguapan antara komponenkomponen tersebut dikenal sebagai volatilitas relatif. Distilasi dilaksanakan dengan rangakaian alat berupa kolom/menara yangterdiri dari piring (plate tower/tray) sehingga dengan pemanasan komponen dapat menguap, terkondensasi, dan dipisahkan secara bertahap berdasarkan tekanan uap/titik didihnya. Kolom distilasi adalah sarana melaksanakan operasi pemisahan komponenkomponen dari campuran fasa cair, khususnya yang mempunyai perbedaan titik didih dan tekanan uap yang cukup besar. Perbedaan tekanan uap tersebut akan menyebabkan fasa uap yang ada dalam kesetimbangan dengan fasa cairnya mempunyai komposisi yang perbedaannya cukup signifikan. Fasa uap mengandung lebih banyak komponen yang memiliki tekanan uap rendah, sedangkan fasa cair lebih benyak menggandung komponen yang memiliki tekanan uap tinggi. Kesetimbnagan Uap-Cair Keberhasilan suatu operasi distilasi tergantung pda keadaan setimbang yang terjadi antar fasa uap dan fasa cairan dari suatu campuran. Dalam hal ini akan ditinjau campuran biner yang terdiri dari kompoenen A (yang lebih mudah menguap) dan komponen B (yang kurang mudah menguap). Dalam banyak campuran biner, titik didih campuran terletak di antara titik didih komponen yang lebih mudah menguap (Ta) dan titik didih komponen yang kurang mudah menguap (Tb). Untuk setiap suhu,

harga yA selalu lebih besar daripada harga xA. Ada beberapa campuran biner yang titik didihnya di atas atau di bawah titik didih kedua komponennya. Campuran pertama disebut azeotrop maksimum sedangkan campuran kedua disebut azeotrop minimum. Neraca Massa Operasi Batch Dalam beberapa kasus distilasi batch umpan yang dipanaskan dan membentuk uap, uap yang terbentuk segera diembunkan tanpa system reflux. Kemudian uap yang terbentuk dianalisa dengan basis mol fraksi. Neraca massa Pada batch distilasi penambahan produk distilat D sama dengan pengurangan produksi W. III.

Alat dan Bahan Alat : Satu set perangkat modul batch distilasi yang terdiri dari: a. Labu didih (dilengkapi termometer dan alat pengambil sampel), b. Pemanas listrik (untuk labu didih), c. Reflux dan widraw d. kolom fraksionasi batch (kolom yang dipakai adalah tipe kolom paking yang dilengkapi pemanas listrik yang dapat diatur dengan menggunakan pengatur suhu), e. Kondensor, f. Penampung distilat Bahan: a. Etanol b. Air

IV.

Langkah Kerja a. Siapkan grafik y vs x ; t vs xy ; 1/y-x vs x system etanol air b. Susun tata kerja untuk melakukan operasi distilasi batch tanpa reflux c. Catat data yang diperlukan: data pengamatan dan data kadar methanol vs berat.

d. Isi labu vol 250 cc dengan larutan methanol dengan volume tertentu kadar (70% berat) atau menyesuaikan dengan petunjuk teknis pengajar e. Pastikan aliran air untuk kondensor berjalan normal f. Nyalakan oil bath untuk memenaskan larutan etanol pada suhu didihnya g. Atur withdraw / reflux pada keadaan open dan pastikan valve terbuka. h. Amati kenaikan suhu etanol dalam labu dan ambil sampel distilat jika sudah terjadi kondensasi. i. Ukur density , berat dan volume distilat V.

Data Pengamatan

No

Jenis sampel

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Umpan (feed) Distilat 1 Distilat 2 Distilat 3 Distilat 4 Distilat 5 Distilat 6 Distilat 7 Distilat 8 Distilat 9 Residu Rata-rata destilat VI.

Waktu (s)

185 307 310 436 485 535 616 745 1729 594.2222

ρ Campuran (gr/cm^3) 0.924 0.811 0,819 0.845 0.832 0.836 0.841 0.843 0.849 0.829 0.953 0.8563

% Etanol

Volume (ml)

Massa (gr)

38 92.667 89.6 77.56 84.6 83.2 81 80 77.6 85.66 48.4

3000 100 100 100 100 100 100 100 100 100 2000

22.717 19.945 20.19 20.817 20.44 20.559 20.672 26.733 26.878 26.387 23.424

Analisis Data

Persamaan Rayleigh L1x1 = L2x2 + (L1 – L2)Yav Keterangan:

Dari persamaan Rayleigh, kita akan membandingkan: X2 hasil percobaan vs X2 Rayleigh Yav hasil percobaan vs Yav Rayleigh

L1 = massa umpan (feed) L2 = massa residu

X1 = % mol umpan (feed) X2 = %mol residu Yav = rata-rata densitas residu

Diketahui : L1 = 2772 gram L2 = 493.5 gram X1 = 38%

0,38

X2 = 48,4%

0,484

Yav = 0.762 g/𝑐𝑚3 Ditanya : a). Yav Rayleigh b). X2 Rayleigh Jawab : L1x1 = L2x2 + (L1 – L2)Yav Rayleigh • Yav Rayleigh = Yav = Yav = Yav =

L1x1 − L2x2 (L1 – L2)

(2772 𝑥 0,38) − (493,5 𝑥 0,0,484) (2772−493,5) 1053,36 − 238,854 2278,5 814,506 2278,5

Yav = 0,357 g/𝑐𝑚3 • X2 Rayleigh = X2 =

L1x1 − (L1 – L2)Yav L2 2772 𝑥 0,38 − (2772 − 493,5)𝑥 0,357 493,5

X2 = X2 = X2 =

1053,36 – (2278,5)𝑥 0,357 493,5 1053,36 − 813,424 493,5 239,935 493,5

X2 = 0,486 X2 = 48,6 % VII.

Pembahasan Pada praktikum distilasi batch kali ini sampel yang digunakan adalah etanol dengan air. Distilasi adalah pemisahan atau pemurnian komponen-komponen zat cair dari campurannya. Dalam pemisahan, campuran zat di panaskan hingga menguap dan uap tersebut didinginkan kembali dengan kondensor untuk menjadikan ke wujud cairan yang memiliki titik didih rendagh maka akan menguap terlebih dahulu. Pada distilasi sederhana, feed (campuran awal distilasi) dan sisa (hasil yang tidak teruapkan) berada pada tempat yang sama. Hasil distilasi (distilat) keluar dari ujung keluaran pipa kondensor bagian dalam. Campuran sampel percobaan yang dilakukan adalah etanol dengan air murni. Titik didih senyawa etanol adalah 70°C dan air murni 100°C dan suhu pada proses distilasi berada di rentang 60 – 70 °C agar air tidak ikut teruapkan. Pada praktikum kali ini, kami menggunakan destilat sebanyak 1L, dan residu sebanyak 2L derngan perbandingan. Pada saat sebelum melakukan distilasi,didapatkan massa umpan/campuran distilat dan residu sebesar 2772 gram dan 38% dengan perbandingan sebanyak 1:2. Distilat dari percobaan yang dihasilkan adalah distilat ,destilat memiliki titikdidih yang lebih rendah dibandingkan dengan residu ,karena pada destilat masih terkandung %ethanol lebih tinggi dibandingak dengan% ethanol pada residu.Pada percampuran destilat dengan residu pada feed didapat %ethanol sebesar 38%, Massa distilat dan % ethanol yang didapat dari percobaan , untuk distilat 1 didapatkan massa etanol sebesar 81,1 g dengan % etanol sebesar 92,667%, distilat 2 sebesar 81,9 g dengan % etanol sebesar 89,6%, distilat 3

sebesar 84,59 g dengan % etanol sebesar 77,56%, distilat 4 sebesar 83,2 g dengan % etanol sebesar 84,6% ,distilat 5 sebesar 83,96 g dengan % etanol sebesar 82%, distilat 6 sebesar 84,1 g dengan % etanol sebesar 81% distilat 7 sebesar 84,3 g dengan % etanol sebesar 80% distilat 8 sebesar 84,9 g dengan % etanol sebesar 77.6% dan yang terakhir distilat 9 sebesar 82,9 g dengan % etanol sebesar 85.66% .Sedangkan hasil residu didapat massa ethanol sebesar 1906 gram dan mengandung ethanol sebanyak 48.4%.

Dari grafik kita bisa tahu di rentang berapa umpan yang di dapat. Dari data grafik diatas kita bisa membandingkan nilai X2 dengan X2 Rayleigh dan juga nilai Yav dengan Yav Rayleigh. Dari data pengamatan kami didapatkan nilai X2 sebesar 0,484dan X2 Rayleigh sebesar 0,486 dan Yav sebesar 0.762g/𝑐𝑚3 dan Yav Rayleigh sebesar 0,357 g/𝑐𝑚3 . Dari data perbandingan nilai X2 dengan X2 Rayleigh terdapat selisih error yang sangat kecil dan nilai Yav dengan Yav terdapat perubahan yang cukup besa ,hal ini dimungkinkan karena pada proses perhitungan densitas pada sampel kurang akurat ,dimungkinkan juga karena suhu pada pikno tidaklah pas saat mengukur densitas sehingga jumlah konsentrasi ethanol memiliki perbedaan yang besar.

VIII. Kesimpulan

1). Hasil pada destilasi 1 didapatkan massa etanol sebesar 81,1 g dengan % etanol sebesar 92,667%, distilat 2 sebesar 81,9 g dengan % etanol sebesar 89,6%, distilat 3 sebesar 84,59 g dengan % etanol sebesar 77,56%, distilat 4 sebesar 83,2 g dengan % etanol sebesar 84,6% ,distilat 5 sebesar 83,96 g dengan % etanol sebesar 82%, distilat 6 sebesar 84,1 g dengan % etanol sebesar 81% distilat 7 sebesar 84,3 g dengan % etanol sebesar 80% distilat 8 sebesar 84,9 g dengan % etanol sebesar 77.6% dan yang terakhir distilat 9 sebesar 82,9 g dengan % etanol sebesar 85.66% 2) Dari data pengamatan kami didapatkan nilai X2 sebesar 0,484dan X2 Rayleigh sebesar 0,486 dan Yav sebesar 0.762g/𝑐𝑚3 dan Yav Rayleigh sebesar 0,357 g/𝑐𝑚3 . Dari data perbandingan nilai X2 dengan X2 Rayleigh terdapat selisih error yang sangat kecil dan nilai Yav dengan Yav terdapat perubahan yang cukup besa IX.

Daftar Pustaka -

Othmer, Kirk .1983. “Encyclopedia of Chemical Technology”, Volume 4, edition, John Wiley and Sons, New York.

-

Syukri S .1999. Kimia Dasar Jilid 1. Penerbit ITB : Bandung

-

X.

Geankoplis, C.J. 2003. Transport Process and Separation Process Principles. 4th Edition. New Jersey: Prentice-Hall Lampiran