Sedimentsi Klp4.docx

Laboratorium Aliran Fluida Dan Separasi Mekanik Semester IV 2018 / 2019

LAPORAN PRAKTIKUM

SEDIMENTSI

Pembimbing

: Ir. Hastami Murdiningsih, M.T

Kelompok

: 4 (empat)

Tgl. Praktikum

: 11 Maret 2019

Nama kelompok

: 1. Ismi Hikmawati Azizah (33117003) 2. Reynaldy Noel (331170) 3. Icha Paras Ayu (331170) 4. Intan Natalia Towawo (33117011) 5. Ramansi (33117015)

JURUSAN TEKNIK KIMIA POLITEKNIK NEGERI UJUNG PANDANG

Tujuan 1. Dapat menjelaskan prinsip dasar sedimentasi. 2. Dapat mempelajari laju sedimentasi dengan parameter-parameter yang mempengaruhinya. I.

Perincian Kerja Persiapan 1. Disediakan kapur yang butirannya halus dan bebas dari kotoran . 2. Disediakan alat-alat yang diperlukan . 3. Dibuat perencanaan kerja sesuai dengan topik percobaan . Topik percobaan 1. Sedimentasi dengan ketinggian suspensi sebagai variabel kontrol . 2. Sedimentasi dengan konsentrasi suspensi sebagai variabel kontrol . 3. Sedimentasi dengan konsentrasi dan ketinggian suspensi sebagai variabel kontrol dan dengan penambahan zat flokulan

II.

Dasar Teori

Proses sedimentasi adalah proses separasi secara mekanis yang memanfaatkan gaya grafitasi bumi. Sedimentasi dilakukan untuk memisahkan partikel-partikel padat maupun cair dari suatu cairan atau gas tertentu. Melalui proses sedimentasi ini, maka partikel-partikel padat dapat diklasifikasikan menurut massa jenis dan ukuran partikelnya. Dibandingkan dengan proses filtrasi, maka proses sedimentasi cenderung lebih ekonomis jika partikel-partikel penyusun campuran tersebut memiliki perbedaan massa jenis yang besar, ukuran partikel yang besar dan campuran tersedia dalam jumlah yang sangat banyak.

Gambar 1a memperlihatkan suspensi didalam suatu tabung pengendap dengan kedalaman Ho dan dibiarkan mengendap dengan sendirinya dalampengaruh gaya berat. Sesuai dengan laju pengendapannya, maka akan trbentuk endapan didasar tabung pada zone D dan bersamaan dengan itu terbentuk pula suatu lapisan – lapisan lain (zone A, B dan C seperti terlihat pada gambar 1b). Zone A adalah suatu lapisan dimana terdapat suatu cairan yang paling jernih, sedangkan zone B adalah lapisan dimana terdapat suspensi awal. Dibawah zone B terdapat zone C yang mengandung partikel – partikel padat dengan komposisi lebih besar daripada dizone B. Jika partikel padat pada suspensi sulit teraglomerasi, maka zane A akan terlihat agak keruh sekeruh zone B sehingga batas antar muka (interface) zane A dan zone B menjadi kabur dan sulit diamati. Selama proses pengendapan berlangsung, kedalaman zone A dan zone D bertambah, sedangkan zone C tetap dan zone B berkurang (gambar 1c). Dengan makin bertambahnya zone D, maka terjadi pula proses pemampatan (kompresi), dimana ruang-ruang antar partkiel dibagian bawah zone D yang terisi oleh cairan seakan–akan terperas keluar akibat tertekan oleh berat partikel-partikel yangterus berjatuhan dari zone C.Proses pemampatan ini mengakibatkan memadatnya endapan dibagian bawah zone D. Seterusnya setelah zone B makin menipis dan akhirya menghilang, perlahanlahan zone C juga akan ikut menghilang sehingga akhirnya seluruh partikel – partikel

padat berada di zone D (gambar 1d). Setelah itu praktis hanya proses pemampatan saja yang masih berlangsung. Proses pemampatan ini akan berhenti jika telah terjadi kondisi kesetimbangan mekanik antara zat cair dengan endapan. Dengan selesainya prose pemampatan ini, maka selesai pula proses pengendapan (gambar 1e). Laju sedimentasi partikel dapat diamati secara garfish dengan menggambarkan setiap halaman interface zane A dan zone B pada satuan waktu tertentu. Laju sedimentasi suatu suspensi tertentu bergantung kepada banyak faktor antara lain: 

Komposisi suspensi Laju pembentukan endapan menurun dengan meningkatnya komposisi tetapi

penurunannya lebih lambat dari pada saat komposisi meningkat.Semakin tinggi komposisi suspensi semakin rendah pula laju turunnya garis padatan karena besarnya kecepatan ke atas cairan yang dipindahkan.Berdasarkan komposisi dan sifat partikel untuk berinteraksi dari suspensi yang akan mengendap tipe sedimentasi dibedakan atas 4 tipe yaitu: Tipe 1: Klasifikasi tingkat 1 Menunjukkan pengendapan dari partikel bebas yang ada dalam suspensi yang mempunyai komposisi kepadatan rendah.partikel akan mengendapkan secara individu dan tidak berinteraksi dengan partikel sekelilingnya. Tipe 2: Klasifikasi tingkat 2 Menunjukkan pengendapan dari partikel yang mempunyai kecenderungan untuk berinteraksi atau dengan mengumpul partikel sekelilingnya pada suspensi yang mempunyai kepadatan rendah.Dengan penggumpalan,massa partikel bertambah besar dan akan diendapkan dalam waktu yang lama. Tipe 3: Klasifikasi daerah pengendapan

Menunjukkan pengendapan yang mempunyai komposisi tinggi dimana gaya interaksi antara partikel cenderung untuk tetap dalam posisinya dan menyebabkan pengendapan partikel secara merata sehingga terlihat suatu perbedaan yang jelas pada lapisan permukaan cairan . Tipe 4: Daerah kompresi Menunjukkan pengendapan partikel sedemikian rupa sehingga bentuk suatu struktur yang kompak. Hal ini disebabkan oleh massa partikel yang bertambah secara terus menerus selama proses pengendapan berlangsung. 

Perbandingan luas permukaan dengan kedalaman suspensi.

Semakin luas permukaan suatu suspensi maka kedalaman suspensi tersebut semakin rendah maka proses pengendapannya pun akan berlangsung semakin cepat. 

Ukuran partikel Semakin besar ukuran partikel maka proses pengendapan akan semakin cepat

dan sebaliknya semakin kecil ukuran partikel maka proses pengendapan akan berlangsung lambat. 

Adanya

zat

flokulan

yang

memicu

menggumpalnya

partikel

menjadi partikel berukuran lebih besar.

partikel-

Dengan penambahan flokulan akan banyak membantu pembentukan gumpalangumpalan baru karena terdapat inti dari kelompok-kelompok yang saling bersatu sehingga akan terbentuk endapan yang lebih besar dan berat yang sangat mudah dipisah.Penggabungan

partikel

dapat

terjadi

bilamana

ada

kontak

antara

partikel tersebut.Pada flokulasi terjadi penambahan volume, massa dan kohesi dari partikel-partikel.Ukuran partikel ini diubah dengan cara: 

Difusi sempurna secara cepat dari koagulan dengan pengadukan singkat. Pengadukan secara perlahan-lahan dan merata untuk menambah muatan partikel-

partikel koloid. Pemakaian produk sebagai agen flokulasi dengan mempercepat reaksi.



Pengadukan Pengadukan data menyebabkan penggabungan partikel melalui kontak yang

dihasilkan oleh gerakan cairan itu sendiri.Semakin cepat pengadukan maka akn semakin lambat proses pengendapan dan sebaliknya.Hal ini terjadi karena apabila pengadukan cepat maka flok yang sudah terbentuk pecah lagi atau flok belum terbntuk secara sempurna. 

Aliran Aliran berpengaruh terhadap komposisi cairan suspensi yang tidak seragam.

Peningkatan laju alir massa sebagai akibat tingginya densitas padatan dalam lapisan sediment sehingga proses pengendapan berlangsung lambat. Dalam percobaan ini dipelajari 4 faktor yang mempengaruhi

kecepatan

pengendapan suatu suspensi, yakni faktor ketinggian suspensi, faktor komposisi suspensi, faktor penambahan zat flokulan dan ukuran partikel. Zat flokulan adalah zat yang memiliki sifat mampu membentuk partikel – partikel menjadi suatu flok ( gabungan partikel – partikel menjadi partikel berukuran lebih besar). Sehingga pengendapan berlangsung relative lebih cepat. Berikut adalah rumus sedimentasi : Ln H – He = – b . t + Ln Hc – He

Keterangan : H

: Ketinggian interface A – B pada saat t

He

: Ketinggian akhir sediment\

Hc

: Ketinggian kritis, yakni ketinggian interface A – D

t

: Waktu proses sedimentasi

b

:

Konstanta pengendapan.

Partikel-partikel yang lebih berat dari fluida temapt partikel itu tersuspensi dapat dikeluarkan

di

dalam

kotak

pengendap

atau

tangki

pengendap,

dimana

kecepatan fluida itu cukup kecil dan partikel itu mendapat waktu yang cukup untuk mengendap keluar dari suspensi itu. Akan tetapi, piranti sederhana seperti itu terbatas kegunaannya karena pemisahannya tidaklah tetap, disampaing itu memerlukan tenaga kerja untuk menggeluarkan zat padat dari dasar tangki. Separator-separator

industri

hampir

semuanya

mempunyai

fasilitas

untuk

mengeluarkan zat padat yang mengendap, pemisahan itu bisa sebagian atau bisa pula hampir lengkap. Peralatan pengendap yang dapat memisahkan hampir seluruh partikel dari zat cair dinamakan Klarifikator sedang pirranti yang memisahkan zat padat menjadi 2 fraksi disebut Klasifikator, pada kedua alat ini berlaku prinsip sedimentasi yang sama Untuk klasifikasi atau pemisahan zat padat yang agak kasar yang mempunyai kecepatan pengendapan cukup besar, pemisahan dengan gravitasi pada kondisi pengendapan bebas atau terganggu biasanya cukup memuaskan. Untuk memisahkan partikel halus yang diameternya beberpaa mikrometer atau kurang, kecepatan pengendapannya terlalu rendah dan agar operasinya praktis partikel-partikel itu mesti di aglomerasikan atau diflokulasikan sehingga menjadi partikel besar yang mempunyai kecepatan pengendapan yang memadai. Partikel yang terflokulasi mempunyai 2 karakeristik pengendapan yang penting. Karakteristik yang pertama ialah bahwa struktur flok itu sangat rumit. Agregasinya longgar dan ikatan antara partikel-partikelnya lemah dan flok itu mengandung air yang cukup banyak didalam strukturnya, yang ikut bersama flok itu turun kebawah. III.

Alat dan Bahan a. Alat yang digunakan -

Seperangkat alat sedimentasi

-

Stopwatch

b. Bahan yang digunakan -

Bubuk kapur

-

Air bersih

-

Flokulan

-

Asam

IV.

Gambar Alat

V.

Prosedur Kerja A. Variasi konsentrasi sama dengan ketinggian berbeda 1. Menyiapkan alat dan bahan. 2. Mengayak bubuk kapur ke dalam baskom yang disediakan

3. Menghitung jumlah kapur yang dibutuhkan untuk membuat larutan kapur dengan konsentrasi 6% dalam 1,2, 1,1, dan 1 kg air. 4. Menimbang bubuk kapur sebanyak 0,72 gram kemudian menambahkan air hingga mencapai berat 1,2 kg. 5. Memasukkan larutan ke dalam tabung 1,2, dan 3 masing-masing setinggi 563 mm, 523 mm, dan 470 mm. 6. Menutup tabung kemudian mengocok tabung secara bersamaan, hingga larutan tersebut homogen. 7. Memasang tabung pada alat secara bersamaan, buka tutup tabung kemudian catat ketinggian suspensi (t = 0). 8. Menyalakan stopwatch, kemudian mencatat ketinggian suspensi setiap 3 menit. Selang waktu ditambah ketika selisih ketinggian suspensi tidak terlalu jauh dengan ketinggian suspensi pada selang waktu berikutnya. 9. Mengulangi langkah 8 hingga diperoleh ketinggian endapan yang konstan.

B. Variasi ketinggian suspensi sama dengan konsentrasi berbeda 1. Menyiapkan alat dan bahan. 2. Mengayak bubuk kapur ke dalam baskom bersih. 3. Menghitung jumlah kapur yang dibutuhkan untuk membuat larutan kapur dengan konsentrasi 6% , 8%, dan 10% dalam 1 kg air. 4. Menimbang bubuk kapur sebanyak 0,06 gram; 0,08 gram; dan 0,1 gram kemudian menambahkan air hingga mencapai berat 1,2 kg. 5. Memasukkan larutan ke dalam tabung 1,2, dan 3 masing-masing setinggi 566 mm. 6. Menutup tabung kemudian mengocok tabung secara bersamaan, hingga larutan tersebut homogen.

7. Memasang tabung pada alat secara bersamaan, buka tutup tabung kemudian catat ketinggian suspensi (t = 0). 8. Menyalakan stopwatch, kemudian mencatat ketinggian suspensi setiap 3 menit. Selang waktu ditambah ketika selisih ketinggian suspensi tidak terlalu jauh dengan ketinggian suspensi pada selang waktu berikutnya. 9. Mengulangi langkah 8 hingga diperoleh ketinggian endapan yang konstan.

C. Variasi konsentrasi sama, ketinggian sama, dengan penambahan zat flokulan berbeda 1. Menyiapkan alat dan bahan. 2. Mengayak bubuk kapur ke dalam baskom bersih. 3. Menimbang bubuk kapur sebanyak 0,08 gram kemudian menambahkan air hingga mencapai berat 1,2 kg. 4. Memasukkan larutan ke dalam tabung 1,2, dan 3 masing-masing setinggi 566 mm. 5. Menambahkan zat flokukan ke dalam tabung 1,2, dan 3 masingmasing 0,1 gram; 0,15 gram; dan 0,2 gram. 6. Menutup tabung kemudian mengocok tabung secara bersamaan, hingga larutan tersebut homogen. 7. Memasang tabung pada alat secara bersamaan, buka tutup tabung kemudian catat ketinggian suspensi (t = 0). 8. Menyalakan stopwatch, kemudian mencatat ketinggian suspensi setiap 10 detik. Selang waktu ditambah ketika selisih ketinggian suspensi tidak terlalu jauh dengan ketinggian suspensi pada selang waktu berikutnya. 9. Mengulangi langkah 8 hingga diperoleh ketinggian endapan yang konstan.

VI.

Data Pengamatan 1. Data konsentrasi sama, ketinggian berbeda waktu (min) HI 0 3 6 9 12 15 20 25 30 35 40 45 53 61 69 79 89 99 109 119

563 526 486 443 400 357 284 215 158 137 126 117 105 97 89 81 79 78 78 78

H (mm) H II H III 523 470 482 430 435 392 386 350 335 308 284 267 206 200 149 143 131 118 119 107 108 98 100 91 89 82 84 75 80 71 77 69 76 68 74 67 73 67 73 67

2. Data konsentrasi berbeda, ketinggian sama

VII.

Perhitungan A. Variasi ketinggian berbeda, konsentrasi sama Penentuan (H – He) dan Ln (H – He) untuk tabung 1 Pada t = 0, H He

= 563 mm = 78 mm

Maka H – He

= 563 mm – 78 mm = 485 mm

(Ln H – He)

= ln 485 mm = 6,184149

Tabel hasil perhitungan

Waktu (min)

0 3 6 9 12 15 20 25 30 35 40 45 53 61 69 79 89 99 109 119

Tabung 1 485 448 408 365 322 279 206 137 80 59 48 39 27 19 11 3 1 0 0 0

H-He (mm) Tabung Tabung Tabung 2 3 1 450 403 6,184149 409 363 6,104793 362 325 6,011267 313 283 5,899897 262 241 5,774552 211 200 5,631212 133 133 5,327876 76 76 4,919981 58 51 4,382027 46 40 4,077537 35 31 3,871201 27 24 3,663562 16 15 3,295837 11 8 2,944439 7 4 2,397895 4 2 1,098612 3 1 0 1 0 #NUM! 0 0 #NUM! 0 0 #NUM!

Grafik hubungan antara ketinggian, H (mm) vs waktu, t (menit)

Ln (HHe) Tabung 2 6,109248 6,013715 5,891644 5,746203 5,568345 5,351858 4,890349 4,330733 4,060443 3,828641 3,555348 3,295837 2,772589 2,397895 1,94591 1,386294 1,098612 0 #NUM! #NUM!

tabung 3 5,998937 5,894403 5,783825 5,645447 5,484797 5,298317 4,890349 4,330733 3,931826 3,688879 3,433987 3,178054 2,70805 2,079442 1,386294 0,693147 0 #NUM! #NUM! #NUM!

t vs H 600 500

H (mm)

400

300 200 100 0 0

20

40

60

80

100

120

140

t (menit)

Tabung 1 (Grafik 1.1.1)

H1 vs t 600

tinggi (mm)

500 400

300 200 100 0 0

10

20

30

40

50

60

70

waktu (min)

80

90

100

110

120

130

Tabung 2 (Grafik 1.1.2)

H2 vs t 600

Tinggi (mm)

500 400 300

200 100 0 0

10

20

30

40

50

60

70

waktu (min)

Tabung 3 (Grafik 1.1.3)

80

90

100

110

120

130

H3 vs t 450 400 350

Tinggi (mm)

300 250 200 150 100 50 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

waktu (min)

Penentuan dH/dt berdasarkan Grafik 1.1.1 ; 1.1.2 ; dan 1.1.3 Pada Tabung 1 (Grafik 1.1.1) : H

= 563 mm

tc

= 38 menit

dH/dt 

563 mm  17,32308 mm/menit 32,5 menit

Tabel 1.2 Hasil perhitungan dH/dt berdasarkan Grafik 1.1.1; 1.1.2; dan 1.1.3

120

130

Tabung 1 2 3

H (mm) 563 523 470

tc (menit) 32,5 28,2 30,2

dH/dt (mm/menit) 14,81579 18,5461 15,56291

Grafik hubungan antara ln (H-He) terhadap waktu Tabung 1 (Grafik 1.2.1) :

Ln(H-He) H1 vs waktu 4.5 4 3.5

y = -0.0626x + 6.4645

Tinggi (mm)

3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0

10

20

30

40

50

Waktu (min)

60

70

80

90

Tabung 2 (Graik 1.2.2) :

Ln (H-He) H1 vs t 4.5 4 y = -0.0524x + 5.6184

3.5

Tinggi (mm)

3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0

20

40

60

80

100

Waktu (min)

Tabung 3 (Grafik 1.2.3) :

Ln (H-He) H3 vs t 4 3.5

Tinggi (mm)

3 2.5 2

y = -0.072x + 6.4095

1.5 1 0.5 0 0

10

20

30

40

50

60

Waktu (min)

Penentuan slope (-b) dan Hc berdasarkan grafik 1.2.1 Untuk Tabung 1 dengan persamaan y = -0,0626x + 6,4645 Ln (H – He)

= -b . t + Ln (Hc – He)

70

80

90

Y= mx + C Slope = - b =

ΔY ΔX

= 0,0626 Intercept = Ln (Hc – He) = 6,4645 Ln(Hc – 78 mm)

= 6,4645

(Hc – 78 mm)

= e6,4645

(Hc – 78 mm)

= 641,9433 = 641,9433+ 78 = 719,9433 mm

Hc

Tabel 1.3 Hasil perhitungan slope (-b) dan Hc berdasarkan grafik 1.2.1 ;1.2.2 ;dan 1.2.3 Tabung

H (mm)

Slope (-b)

Intercept

Hc (mm)

1

563 523 470

0,0626

6,4645

719,943

0,0524

5,6184

348,4483

0,072

6,4095

674,5898

2 3

B. Variasi konsentasi beda dengan ketinggian sama Penentuan (H – He) dan Ln (H – He) untuk tabung 1 Pada t = 0, H He Maka H – He

= 563 mm = 78 mm = 563 mm – 78 mm = 485 mm

Ln (H – He)

= ln 485 mm

= 6,184149 Tabel. 2.1 Hasil perhitungan (H – He) dan Ln (H – He) pada variasi ketinggian, dan konsentrasi tetap Waktu (min)

0 3 6 9 12 15 20 25 30 35 40 45 53 61 69 79 89 99 109 119 129 139 149 159

Tabung 1 485 448 408 365 322 279 206 137 80 59 48 39 27 19 11 3 1 0 0 0 0 0 0 0

Ln (HH(mm) He) Tabung Tabung Tabung 2 3 1 465 440 6,184149 437 416 6,104793 405 394 6,011267 371 372 5,899897 345 350 5,774552 313 313 5,631212 262 280 5,327876 213 247 4,919981 168 218 4,382027 132 197 4,077537 112 168 3,871201 91 139 3,663562 72 116 3,295837 57 98 2,944439 45 78 2,397895 32 54 1,098612 19 48 0 11 36 #NUM! 4 25 #NUM! 2 15 #NUM! 0 4 #NUM! 0 2 #NUM! 0 2 #NUM! 0 0 #NUM!

Tabung 2 6,142037 6,079933 6,003887 5,916202 5,843544 5,746203 5,568345 5,361292 5,123964 4,882802 4,718499 4,51086 4,276666 4,043051 3,806662 3,465736 2,944439 2,397895 1,386294 0,693147 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM!

Tabung 3 6,086775 6,030685 5,976351 5,918894 5,857933 5,746203 5,63479 5,509388 5,384495 5,283204 5,123964 4,934474 4,75359 4,584967 4,356709 3,988984 3,871201 3,583519 3,218876 2,70805 1,386294 0,693147 0,693147 #NUM!

Grafik hubungan antara ketinggian, H (mm) vs waktu, t (menit)

t vs H 600 500 400 300 200 100 0 0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tabung 1 (Grafik 2.1.1)

H1 vs t 600

Tinggi (mm)

500 400 300 200 100

0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100 110 120 130 140 150 160 170

waktu (min)

Tabung 2 (Grafik 2.1.2)

H2 vs t 500 450 400

tinggi (mm)

350 300 250

200 150

100 50

0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

waktu (min)

90

100 110 120 130 140 150 160 170

Tabung 3 (Grafik 2.1.3)

H3 vs t 500 450 400

tinggi (mm)

350 300 250 200 150 100 50 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90 100 110 120 130 140 150 160 170

waktu (min)

Penentuan dH/dt berdasarkan Grafik 2.1.1 ; 2.1.2 ; dan 2.1.3 Pada gelas ukur I : H

= 563

tc

= 38 menit

dH/dt 

563 mm  14,81579 mm/menit 38 menit

Tabel 2.2 Hasil perhitungan dH/dt berdasarkan Grafik 2.1.1; 2.1.2;dan 2.1.3

Gelas Ukur

H (mm)

tc (menit)

dH/dt (mm/menit)

1

563

38

14,81579

2

566

44,5

12,7191

3

566

58,5

9,675214

Grafik hubungan antara ln (H-He) (mm) terhadap waktu (menit) Tabung 1 (Grafik 2.2.1) :

Ln (H-He) H1 vs t 7 6 y = -0.0613x + 6.3969

tinggi (mm)

5 4 3 2 1 0 0

10

20

30

40

50

waktu (min)

60

70

80

90

Tabung 2 (Grafik 2.2.2) :

Ln (H-He) H2 vs t 6 5

tinggi (mm)

y = -0.1299x + 4.7897 4 3 2 1 0 0

5

10

15

20

25

30

35

waktu (min)

Tabung 3 (Grafik 2.2.3) :

Ln (H-He) H3 vs t 7 6

y = -0.0344x + 6.404

tinggi (mm)

5 4 3 2 1 0 0

20

40

60

80

waktu (min)

100

120

140

160

Penentuan slope (-b) dan Hc berdasarkan grafik 2.2.1 ; 2.2.2 ; dan 2.2.3 Untuk Tabung 1 dengan persaman y = -0,0613x + 6,3969 Ln (H – He)

= -b . t + Ln (Hc – He)

Y

= mx + C

Slope = - b =

ΔY ΔX

= 0,0613 Intercept = Ln (Hc – He) = 6,3969 ln(Hc – 78 mm)

= 6,3969

(Hc – 78 mm)

= e6,3969

(Hc – 78 mm)

= 599,9822

= 599,9822 + 78 = 677,982 mm

Hc

Tabel 1.6.1.3 Hasil perhitungan slope (-b) dan Hc berdasarkan grafik 2. Tabung

Konsentrasi

Slope (-b)

Intercept

Hc (mm)

1

0,06

0,0613

6,3969

677,982

2

0,08

0,1299

4,7897

221,2653

3

0,1

0,0344

6,404

705,2572

Penentuan Ln C dan Ln dH/dt Untuk Tabung 1 : C=6% ln C

= -2,81341

ln dH/dt

= ln14,0399 = 2,641903

Untuk Tabung 2 : C=8% ln C

= -2,52573

ln dH/dt

= ln11,09804 = 2,406769

Untuk Tabun 3 : C = 10 % ln C

= -2,30259

ln dH/dt

= ln8,707692 = 2,164207

Grafik hubungan antara ln dh/dt vs ln C

ln C vs ln dH/dt 2.7 2.6 y = -0.9296x + 0.0364

2.5 2.4 2.3 2.2 2.1 2

-2.9

-2.8

-2.7

-2.6

-2.5

-2.4

-2.3

-2.2

-2.1

-2

Penentuan nilai a dan b berdasarkan Grafik 2.3 Hubungan antara ln dh/dt vs ln C pada konsentrasi beda, ketinggian sama dan di dapatkan persamaan y = -0,9296x + 0,0364

-(dH/dt)

= a . Cb

(dH/dt)

= - a . Cb

Ln (dH/dt)

= -Ln a – b Ln C

Ln (dH/dt)

= (-b Ln C ) + (-Ln a)

Y

= (- mX) + (-C)

Slope

= -b

ΔY ΔX

-b

=

-b

= - 0,9296

b

= 0,9296

Intersept = -ln a a

= -0,0364 = e0,0364 = 1,037071

C. Variasi penambahan zat flokulan Penentuan (H – He) dan Ln (H – He) untuk tabung 1 Pada t = 0, H = 540 mm He = 155 mm

Maka H – He = 540 mm – 155 mm = 385 mm (Ln H – He) = ln 385 mm = 5,953243

Tabel. 1.1 Hasil perhitungan (H – He) dan Ln (H – He) pada variasi ketinggian, dan konsentrasi tetap dengan kadar zat flokulan bebeda Waktu (menit) 0,167 0,500 0,833 1,167 1,833 2,500 3,167 4,167 5,167 6,167 7,167 7,833 9,167 11,167 13,167 16,833 21,000 29,333 39,333 49,333 62,667

1 385 344 305 265 197 142 114 92 73 59 49 44 40 30 22 16 11 6 1 0 0

H-He 2 388 318 268 231 166 127 102 78 62 48 39 36 31 24 19 13 8 6 0 0 0

3 392 321 247 203 132 96 71 49 37 28 22 20 17 12 11 8 7 4 0 0 0

1 5,953243 5,840642 5,720312 5,57973 5,283204 4,955827 4,736198 4,521789 4,290459 4,077537 3,89182 3,78419 3,688879 3,401197 3,091042 2,772589 2,397895 1,791759 0 #NUM! #NUM!

ln (H-He) 2 5,961005 5,762051 5,590987 5,442418 5,111988 4,844187 4,624973 4,356709 4,127134 3,871201 3,663562 3,583519 3,433987 3,178054 2,944439 2,564949 2,079442 1,791759 #NUM! #NUM! #NUM!

3 5,971262 5,771441 5,509388 5,313206 4,882802 4,564348 4,26268 3,89182 3,610918 3,332205 3,091042 2,995732 2,833213 2,484907 2,397895 2,079442 1,94591 1,386294 #NUM! #NUM! #NUM!

Grafik hubungan antara ketinggian, H (mm) vs waktu, t (s)

t vs H 600 500

300 200 100 0 0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

t(menit)

Tabung 1 (3.1.1)

t vs H1 600 500

400

H(mm)

H(mm)

400

300 200 100 0 0.000

10.000

20.000

30.000

40.000

t(menit)

50.000

60.000

70.000

Tabung 2 (3.1.2)

t vs h2 600

H2(mm)

500 400 300 200 100 0 0.000

10.000

20.000

30.000

40.000

t (menit)

50.000

60.000

70.000

Tabung 3 (3.1.3)

t vs H3 600 500

H3(mm)

400 300 200 100 0 0.000

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

70.000

t(menit)

Penentuan dH/dt berdasarkan Grafik Pada tabung I : H

= 540 mm

tc

= 0,6 menit

dH/dt 

540 mm  900 mm/menit 0,6 menit

Tabel 1.2 Hasil perhitungan dH/dt berdasarkan Grafik 3.1.1; 3.1.2; dan 3.1.3

Berat Tabung

flokulan

H (mm)

tc (menit)

(gram)

dH/dt (mm/menit)

1

0,1

540

0,6

900

2

0,15

540

0,5

1080

3

0,2

540

0,4

1350

Grafik hubungan antara ln (H-He) terhadap waktu Tabung 1 (Grafik 3.2.1)

ln(H-He)

t vs ln(H-He) 5 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0.000

y = -0.1114x + 4.7838

5.000

10.000

15.000

20.000

t (menit)

25.000

30.000

35.000

Tabung 2 (Grafik 3.2.2)

ln (H-He)

t vs ln(H-He) 5 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0.000

y = -0.109x + 4.5714

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

30.000

35.000

30.000

35.000

t(menit)

Tabung 3 (Grafik 3.2.3)

t vs ln(H-He) 4.5 4 3.5

ln(H-He)

3 2.5 2 1.5 y = -0.1014x + 3.9947

1

0.5 0 0.000

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

t(menit)

 Penentuan slope (-b) dan Hc berdasarkan grafik 2.2.1 Untuk Tabung 1 dengan persaman y = -0,1114x + 4,7838: Ln (H – He)

= -b . t + Ln (Hc – He)

Y

= mx + C

Slope = - b

=

ΔY ΔX

= 0,1114 Intercept = Ln (Hc – He) = 4,7838 Ln(Hc – 155 mm)

= 4,7838

(Hc – 155 mm)

= e4,7838

(Hc – 155 mm

= 119,5578 = 119,5578+155 = 274,5578 mm

Hc

Tabel 1.6.1.3 Hasil perhitungan slope (-b) dan Hc berdasarkan grafik Tabung

Berat flokulan(g)

Slope (-b)

Intercept

Hc (mm)

1

0,1

0,1114

4,7838

274,5578

2

0,15

0,109

4,5714

248,6794

3

0,2

0,1014

3,9947

202,3095

VIII. Pembahasan

1. Nama : Ismi Hikmawati Azizah NIM : 331 17 003 Sedimentasi merupakan proses separasi secara mekanis yang memanfaatkan gaya grafitasi bumi. Sedimentasi dilakukan untuk memisahkan partikel-partikel padat maupun cair dari suatu cairan atau gas tertentu. Melalui proses sedimentasi ini, maka partikel-partikel padat dapat diklasifikasikan menurut massa jenis dan ukuran partikelnya. pada praktikum sedimentasi kali ini, bertujuan untuk mengamati laju sedimentasi dengan parameter-parameter yang mempengaruhinya. Parameter-parameter tersebut menjadi acuan praktikum kali ini. Yang pertama, yakni variasi perbedaan ketinggian dengan

konsentrasi yang sama. Kedua, variasi konsentrasi berbeda dengan ketinggian yang sama. Dan yang ketiga adalah variasi konsentrasi dan ketinggian sama dengan penambahan flokulan dengan konsentrasi yang berbeda. Pada percobaan sedimentasi ini, kami menggunakan kapur bubuk sebagai bahan untuk membentuk suspensi. Pada variasi pertama, yaitu konsentrasi sama dengan perbedaan ketinggian. Ketiga tabung diisi dengan konsentrasi kapur, yaitu 6%. Kapur tersebut dilarutkan dalam air dengan konsentrasi air 1,2 kg, 1,1 kg, dan 1 kg masing-masing tabung. Campuran tersebut dimasukkan ke dalam tabung dengan ketinggian 563 mm, 523 mm, dan 470 mm. kemudian dikocok dengan membolak-balikkan tabung secara bersamaan. Saat mulai didiamkan, laju sedimentasi dihitung setiap 3 menit. Selang waktu ditambah ketika selisih ketinggian suspensi tidak terlalu jauh dengan ketinggian suspensi pada selang waktu berikutnya. Dari hasil pengamatan, didapatkan data waktu t (menit) dan ketinggian H (mm). Sehingga dibuat grafik waktu t (menit) vs ketinggian H (mm). Dari grafik tersebut dapat

diketahui bahwa perbedaan ketinggian dapat

mempengaruhi laju sedimentasi. Pada awal proses pengendapan, laju setiap tabung konstan. Namun, pada menit ke 25, laju sedimentasi setiap setiap tabung terlihat bersamaan. Ini berbeda dengan teori yang menyatakan bahwa suatu suspensi yang memiliki konsentrasi sama tetapi ketinggian awalnya berbeda maka laju konstan pada awal sedimentasi dan tidak bergantung pada tinggi awal suspensi tersebut. Untuk mengetahui laju sedimentasi setiap tabung, maka diperlukan waktu kritis. Waktu kritis dapat dilihat dari grafik. Waktu kritis merupakan waktu dimana sedimen mencapai ketinggian yang relatif konstan. Berdasarkan perhitungan didapatkan laju tabung pertama sebesar 14,81579 mm/menit,

tabung kedua sebesar 18,5461 mm/menitdan tabung ketiga sebesar 15,56291 mm/menit. Kemudian untuk menentukan tinggi kritis dari setiap tabung maka dibuat grafik hubungan antara ln (H-He) terhadap waktu. Berdasarkan grafik tersebut untuk tabung pertama di dapatkan persamaan y = -0,0626x + 6,4645; tabung kedua didapatkan persamaan y = -0,0524x + 5,6184; dan tabung ketiga didapatkan persamaan y = -0,072x + 6,4095. Dari persamaan tersebut didapatkan slope yang merupakan konstanta sedimentasi setiap tabung tersebut dan intercept merupakan ln (Hc-He) sehingga akan didapatkan ketinggian kritis dari setiap tabung. Tabung pertama memiliki tinggi kritis sebesar 719,943 mm; tabung kedua memiliki tinggi kritis sebesar 348,4483 mm; dan tabung ketiga memiliki tinggi kritis sebesar 674,5898 mm. Tinggi kritis dari ketiga tabung jelas-jelas sangat berbeda dengan tinggi kritis yang didapatkan dari grafik waktu t (menit) vs ketinggian H (mm). Di mana tinggi kritis tidak mungkin melebihi nilai tinggi pada variasi tabung yang telah ditentukan. Nilai yang sudah dihiyung sesuai dengan prosedur memiliki hasil yang sangat berbeda. Kesalahan ini terjadi kemungkinan akibat suspense yang belum konstan dan sudah dihentikan pengamatannya.