101924102 Laporan Pembuatan Naoh Dan Hclku

30
PEMBUATAN NaOH DAN HCl DENGAN PROSES ELEKTROLISIS A. TUJUAN Menghitung efisiensi, neraca massa,dan neraca ekonomi proses pembuatan natrium hidroksida dan asam klorida dengan mengelektrolisis larutan garam dapur (air laut) menggunakan elektroda karbon sebagai anoda dan air raksa sebagai katoda. B. DASAR TEORI NaOH (Soda Kausatik) Natrium hidroksida (NaOH), juga dikenal sebagai soda kaustik atau sodium hidroksida, adalah sejenis basa logam kaustik. Natrium Hidroksida terbentuk dari oksida basa Natrium Oksida dilarutkan dalam air. Natrium hidroksida membentuk larutan alkalin yang kuat ketika dilarutkan ke dalam air. Ia digunakan di berbagai macam bidang industri, kebanyakan digunakan sebagai basa dalam proses produksi bubur kayu dan kertas, tekstil, air minum, sabun dan deterjen. Natrium hidroksida adalah basa yang paling umum digunakan dalam laboratorium kimia. Natrium hidroksida murni berbentuk putih padat dan tersedia dalam bentuk pelet, serpihan, butiran ataupun larutan jenuh 50%. Ia bersifat lembap cair dan secara spontan menyerap karbon dioksida dari udara bebas. Ia sangat larut dalam air dan akan melepaskan panas ketika dilarutkan. Ia juga larut dalam etanol dan metanol, walaupun kelarutan NaOH dalam kedua cairan ini lebih kecil daripada kelarutan KOH. Ia tidak larut dalam dietil eter dan pelarut non-polar lainnya. Larutan natrium hidroksida akan meninggalkan noda kuning pada kain dan kertas. HCl (Asam Klorida) Pemakai asam klorida terbesar adalah industri logam, kimia, makanan, dan migas. Pemakaian terbesar adalah untuk cuci asam baja (perlakuan permukaan untuk membersihkan kerak fabrikasi). Sebelum tahun 1963 cuci asam dilakukan dengan menggunakan asam sulfat. Asam klorida kemudian menguasai pasaran ini karena asam klorida dapat bereaksi dengan kerak pabrik lebih cepat dari pada asam sulfat, sedang logam dasarnya tidak banyak terserang. Di samping itu permukaan baja hasil cuci lebih baik dan lebih cocok untuk operasi pelapisan, juga kuantitas cairan limbah bekas cuci lebih sedikit.

description

zzz

Transcript of 101924102 Laporan Pembuatan Naoh Dan Hclku

Page 1: 101924102 Laporan Pembuatan Naoh Dan Hclku

PEMBUATAN NaOH DAN HCl DENGAN PROSES

ELEKTROLISIS

A. TUJUAN

Menghitung efisiensi, neraca massa,dan neraca ekonomi proses pembuatan

natrium hidroksida dan asam klorida dengan mengelektrolisis larutan garam dapur (air

laut) menggunakan elektroda karbon sebagai anoda dan air raksa sebagai katoda.

B. DASAR TEORI

NaOH (Soda Kausatik)

Natrium hidroksida (NaOH), juga dikenal sebagai soda kaustik atau sodium

hidroksida, adalah sejenis basa logam kaustik. Natrium Hidroksida terbentuk dari oksida basa

Natrium Oksida dilarutkan dalam air. Natrium hidroksida membentuk larutan alkalin yang

kuat ketika dilarutkan ke dalam air. Ia digunakan di berbagai macam bidang industri,

kebanyakan digunakan sebagai basa dalam proses produksi bubur kayu dan kertas, tekstil, air

minum, sabun dan deterjen. Natrium hidroksida adalah basa yang paling umum digunakan

dalam laboratorium kimia.

Natrium hidroksida murni berbentuk putih padat dan tersedia dalam bentuk pelet,

serpihan, butiran ataupun larutan jenuh 50%. Ia bersifat lembap cair dan secara spontan

menyerap karbon dioksida dari udara bebas. Ia sangat larut dalam air dan akan melepaskan

panas ketika dilarutkan. Ia juga larut dalam etanol dan metanol, walaupun kelarutan NaOH

dalam kedua cairan ini lebih kecil daripada kelarutan KOH. Ia tidak larut dalam dietil eter

dan pelarut non-polar lainnya. Larutan natrium hidroksida akan meninggalkan noda kuning

pada kain dan kertas.

HCl (Asam Klorida)

Pemakai asam klorida terbesar adalah industri logam, kimia, makanan, dan migas.

Pemakaian terbesar adalah untuk cuci asam baja (perlakuan permukaan untuk membersihkan

kerak fabrikasi). Sebelum tahun 1963 cuci asam dilakukan dengan menggunakan asam sulfat.

Asam klorida kemudian menguasai pasaran ini karena asam klorida dapat bereaksi dengan

kerak pabrik lebih cepat dari pada asam sulfat, sedang logam dasarnya tidak banyak

terserang. Di samping itu permukaan baja hasil cuci lebih baik dan lebih cocok untuk operasi

pelapisan, juga kuantitas cairan limbah bekas cuci lebih sedikit.

Page 2: 101924102 Laporan Pembuatan Naoh Dan Hclku

Pembuatan asam klorida dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut :

1. hasil samping klorinasi senyawa hidrokarbon aromatik dan alifatik

2. reaksi garam dengan asam sulfat

3. pembakaran hidrogen dengan klor

4. proses Hargreaver,

yaitu dengan reaksi sebagai berikut :

4 NaCl + 2 SO2 + O2 + 2 H2O 2 Na2SO4 + 4 HCl

Langkah-langkah dasar produksi asam klorida hasil samping meliputi penyingkiran

hidrokarbon yang tak terklorinasi, diikuti dengan absorpsi asam klorida di dalam air, contoh

klorinasi adalah :

C6H6 + Cl2 C6H5Cl + HCl

Oleh karena klorinasi hidrokarbon alifatik dan aromatik membebaskan kalor dalam jumlah

besar maka diperlukan peralatan khusus untuk mengendalikan suhu reaksi.

Asam klorida bersifat sangat korosif terhadap kebanyakan logam sehingga pemilihan

bahan konstruksi untuk pabriknya perlu dilakukan dengan hati-hati sekali. Penyerapan

hidrogen klorida di dalam air dalam setiap proses di atas memberikan kira-kira 1625 kJ/kg

hidrogen klorida yang terserap. Kalor ini harus dikeluarkan dari absorber sebab jika tidak

maka efisiensinya akan turun.

Elektrolisis Air Laut

Elektrolisis adalah proses peruraian suatu zat karena adanya aliran listrik. Beberapa

faktor yang menentukan proses kimia dalam elektrolisis adalah :

1. Konsentrasi larutan elektrolit

2. Bahan elektroda yang digunakan

Elektorlisis larutan natrium klorida (air laut) adalah salah satu proses yang penting dalam

industri untuk memproduksi gas klor dan natrium hidroksida. Di Amerika proses ini

menduduki peringkat kedua terbesar dalam konsumsi energi listrik setelah produksi

aluminium. Elektrolisis air laut menghasilkan gas hidrogen dan gas klor dengan reaksi :

Page 3: 101924102 Laporan Pembuatan Naoh Dan Hclku

Di dalam wadah tertinggal larutan NaOH dan NaCl.

Untuk mengurangi kandungan pengotor NaCl dalam larutan NaOH, dapat dilakukan

dengan menggunakan sel air raksa khusus untuk mengelektrolisis air laut. Dalam sel air raksa

ini logam natrium membentuk amalgama Na-Hg. Logam natrium dapat dipungut dengan cara

diekstrak menggunakan aquadest. Proses ini sering disebut proses klor alkali, dan sering

mengakibatkan pencemaran air raksa ke lingkungan, sehingga sisa hasil proses ini jika akan

dibuang ke lingkungan harus dilakukan pengolahan terlebih dahulu. Reaksi yang terjadi

adalah :

Proses elektrolisa sendiri dapat dilakukan dengan 3 macam cara :

1. Proses elektrolisa dengan sel diaphragm

Dalam sel diphragma yang dipakai sebagai anoda adalah grafit dan sebagai katoda

digunakan besi atau platina. Diaphragma dibuat dari asbes mudah dilalui ion – ion tapi sukar

dilalui oleh molekul. Diaphragma ini memisahkan memisahkan anoda dan katoda. Dengan

adanya arus searah, pada anoda diperoleh gas Cl2 dan pada katoda diperoleh gas H2

Reaksi : NaCl → Na+

+ Cl-

H2O → H+ + OH

-

Anoda : 2Cl- → Cl2 + 2e

Katoda : 2H2O + 2e → H2 + 2OH-

Na+ + OH

- → NaOH

Konsentrasi NaCl yang diizinkan adalah 340 – 350 g/liter yang pada hakekatnya

adalah larutan jenuh. Sel bekerja pada suhu 85 oC (Faith and Keyes, 1972). Diaphragma

umumnya diganti setiap empat kali pergantian anoda. Umur anoda biasanya sekitar 365 hari.

Pada saat ini telah digunakan diafragma dan elektroda yang telah dimodifikasi sehingga

memiliki efisiensi yang lebih tinggi dan umur penggunaan yang lebih lama yaitu mencapai 8-

10 tahun. Larutan NaOH yang dihasilkan adalah 11,3 – 15 %.

2. Proses sel elektrolisa dengan sel membran

Sel membran memakai membran semipermeabel untuk memisahkan anoda dan

katoda. Membran ini hanya mengijinkan ion Na+ untuk melewatinya dan mencegah ion OH-.

Pemakaian ini dimaksudkan untuk mencegah ion OH- dan Cl- masuk ke dalam ruangan

Page 4: 101924102 Laporan Pembuatan Naoh Dan Hclku

katoda. Membran terbuat dari bahan polimer seperti perfluoro sulfonie acid polimer dan

perfluorocarboxylic acid polimer. Sel membran menghasilkan NaOH yang lebih murni dan

lebih tinggi konsentrasinya bila dibandingkan dengan sel diaphragma, yaitu sebesar 28 %. Sel

membran ini telah diterapkan dalam industri secara komersiil tetapi terlalu mahal.

3. Proses elektrolisis dengan menggunakan sel merkuri

Di dalam sel mercuy, yang dipakai sebagai katoda adalah merkuri yang dialirkan pada

bagian dasar sel, sedangkan sebagai anoda dipakai grafit. Larutan NaCl yang telah

dimurnikan dialirkan diantara kedua elektroda tersebut dan membentuk NaHg pada katoda

dan gas Cl2 pada anoda.

Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

Reaksi : NaCl → Na+ + Cl

-

Anoda : 2Cl- → Cl2

Katoda : 2Na+ + Hg

+ + 2e → NaHg

Larutan NaCl sebagai umpan masuk ke dalam sel elektrolisa pada suhu 60 – 70 oC dengan

konsentrasi NaCl 340 – 350 g/liter. Amalgam (NaHg) yang dihasilkan mengalir ke

dekomposer dan dikontakkan dengan air secara counter current sehingga dihasilkan NaOH 50

% dan gas H2.

Reaksi :

2NaHg + H2O → 2NaOH + H2 + Hg

Hukum Faraday

Michael Faraday mengamati peristiwa elektrolisis melalui berbagai percobaan yang

dia lakukan. Dalam pengamatannya jika arus listrik searah dialirkan ke dalam suatu larutan

elektrolit, mengakibatkan perubahan kimia dalam larutan tersebut. Sehingga Faraday

menemukan hubungan antara massa yang dibebaskan atau diendapkan dengan arus listrik.

Hubungan ini dikenal dengan Hukum Faraday.

Page 5: 101924102 Laporan Pembuatan Naoh Dan Hclku

Menurut Faraday

1. Jumlah berat (massa) zat yang dihasilkan (diendapkan) pada elektroda sebanding

dengan jumlah muatan listrik (Coulumb) yang dialirkan melalui larutan elektrolit

tersebut.

2. Masa zat yang dibebaskan atau diendapkan oleh arus listrik sebanding dengan bobot

ekivalen zat-zat tersebut.

Dari dua pernyataan diatas, disederhanakan menjadi persamaan :

dimana,

M = massa zat dalam gram

e = berat ekivalen dalam gram = berat atom: valensi

i = kuat arus dalam Ampere

t = waktu dalam detik

F = Faraday

Dalam peristiwa elektrolisis terjadi reduksi pada katoda untuk mengambil elektron

yang mengalir dan oksidasi pada anoda yang memberikan eliran elektron tersebut. Dalam hal

ini elektron yang dilepas dan yang diambil dalam jumlah yang sama. Bobot zat yang

dipindahkan atau yang tereduksi setara dengan elektron, sehingga masa yang dipindahkan

merupakan gram ekivalen dan sama dengan mol elektron. Faraday menyimpulkan bahwa

Satu faraday adalah jumlah listrik yang diperlukan untuk menghasilkan satu ekivalen zat pada

elektroda.

Muatan 1 elektron = 1,6 x 10-19

Coulomb

1 mol elektron = 6,023 x 1023

elektron

Muatan untuk 1 mol elektron (Q) = 6,023 . 1023 x 1,6 . 10-19

= 96.500 Coulomb.mol-1

= 1 Faraday

Jumlah muatan tersebut disebut tetapan Faraday (F).

Arus listrik adalah jumlah muatan yang mengalir melalui sebuah rangkaian per satuan

waktu. Jika Q adalah besarnya muatan dalam coulomb dan t adalah waktu dalam detik yang

diperlukan untuk melalui sebuah titik dalam rangkaian, maka arus I (dalam Ampere) adalah :

Page 6: 101924102 Laporan Pembuatan Naoh Dan Hclku

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .(1)

Arus I ampere yang lewat selama t detik menyebabkan It coulomb muatan melewati

rangkaian. Jumlah elektron dalam mol adalah :

.......................................................(2)

dari jumlah mol elektron yang lewat dalam rangkaian, maka jumlah mol senyawa yang

bereaksi pada elektroda dalam sel elektrokimia dapat dihitung.

Gambar 3. Rangkaian alat percobaan

C. ALAT DAN BAHAN

Alat yang digunakan:

1. Adaptor

2. Elektrode karbon

3. Amperemeter

4. Voltmeter

5. Neraca analitik

6. Gelas beker

7. Buret

8. Pipet gondok

9. Selang bercorong

10. Pipet tetes

11. Erlenmeyer

12. Ballpet

13. Corong pemisah

14. Gelas ukur

15. Kaca arloji

16. Sumbat karet

17. Labu leher tiga

Bahan yang digunakan :

1. Air Raksa

2. Aquades

Larutan

garam

dapur

Karbon

Air raksa

V

A

CaCO3

Hexena +

Aquadest

Page 7: 101924102 Laporan Pembuatan Naoh Dan Hclku

3. Garam dapur

4. Hexana

5. CaCO3

D. LANGKAH KERJA

1. Dibuat larutan garam dapur 183 gram dalam 1,5 liter.

2. Diukur masing-masing 75 ml Hexana dan aquades,kemudian dimasukkan ke dalam

labu leher tiga.

3. Alat dirangkai seperti pada gambar 3.

4. Dilakukan elektrolisis 1 jam. Selama elektrolisis di ukur arus dan tegangannya.

5. Gelas beker larutan air raksa diambil dan dibuang larutan garamnya dengan cara di

pipet secara hati-hati.

6. Air raksa segera di masukkan ke gelas beker lainnya dan ditambahkan aquades 100 ml,

kemudian di aduk dan didiamkan sampai tidak keluar gelembung lagi.

7. Dicuplik larutan ini dan ditentukan konsentrasinya dengan cara titrasi.

8. Larutan pada labu leher tiga didiamkan selama satu malam.

9. Kedua lapisan dipisahkan menggunakan corong pisah. Lapisan bagian bawah dititrasi

dengan natrium borat dan ditentukan konsentrasinya.

10. Dibuat neraca massa, efisiensi proses,dan neraca ekonominya.

E. DATA PENGAMATAN

Persiapan bahan awal

Berat NaCl = 183 gram dalam 1,5 liter air

Aquadest = 75 ml

Hexane = 75 ml

Berat Raksa = 396,4 gram

Volume Raksa = 30 ml

Proses

Arus = 500 mA

Tegangan = 10 V

Page 8: 101924102 Laporan Pembuatan Naoh Dan Hclku

Hasil

Penentuan Konsentrasi NaOH

o Volume Aquadest : 100 ml

o Titrasi dengan asam oksalat 0,2 N

Volume Sampel

(ml)

Volume Asam Oksalat

(ml)

25 16,3

25 15,5

25 15,3

Penentuan Konsentrasi HCl

o Titrasi dengan Natrium Borat 0,099 N

F. PENGOLAHAN DATA

1. Menentukan Konsentrasi NaOH dan HCl Hasil Praktek

o Konsentrasi NaOH

o Pembuatan Asam Oksalat

N C4H2O4 .2H2O =

=

= 0,2 N

o Titrasi NaOH dengan Asam Oksalat

No Volume NaOH (ml) Volume Asam Oksalat (ml)

1 25 16,3

2 25 15,5

3 25 15,3

Volume Sampel

(ml)

Volume Borat

0,05 N (ml)

10 1,5

10 1,4

10 1,4

Page 9: 101924102 Laporan Pembuatan Naoh Dan Hclku

Rata-rata 25 15,7

o Konsentrasi HCl

o Pembuatan Na Borat

N Na2B4O7 .10H2O =

=

= 0,099 N

o Titrasi HCl dengan Na Borat

No Volume HCl (ml) Volume Na Borat (ml)

1 10 1,5

2 10 1,4

3 10 1,4

Rata-rata 10 1,43

o Effisiensi

o NaOH

Berat Praktek

gram

Page 10: 101924102 Laporan Pembuatan Naoh Dan Hclku

Berrat Teoritis

1,244 gram

o HCl

Berat Praktek

gram

Berrat Teoritis

0,0311 mol

Berdasarkan reaksi,

Cl- + Cl

- Cl2

Artinya 2 mol Cl- membentuk 1 mol Cl2

Sementara berdasarkan klorinasi reaksi berikut, dapat diketahui bahwa

mol Cl2 sama dengan mol HCl

C6H14 + Cl2 C6H13Cl + HCl

Sehingga:

Mol HCl ~ 2 mol Cl-

Page 11: 101924102 Laporan Pembuatan Naoh Dan Hclku

Maka :

Mol HCl = 0,5 x 0,0311 mol

= 0,01555 mol

Massa HCl = mol x Mr

= 0,01555 mol x 36,5 gr/mol

= 0,5676 gram

Untuk itu, harga effisiensinya sebagai berikut:

o Elektrolisis

Berat NaCl yang bereaksi

1,82 gram

Mol NaCl = 1,82 gr / 58,5 gr/mol

= 0,0311 mol

Page 12: 101924102 Laporan Pembuatan Naoh Dan Hclku

NERACA MASSA

Skala lab

Reaktor elektrolisis

Input

1. NaCl

mNaCl = 183 gram

2. H2O

mH2O = 1500 gram

Massa Input = mNaCl + mH2O

= 183 gram + 1500 gram

= 1683 gram

Output

1. Na+

mNa+ = Ar Na

+ x Mol Na

+

= 23 gram/mol x 0,0311 Mol

= 0,7153 gram

2. Cl-

mCl- = Ar Cl

- x Mol Cl

-

= 35,5 gram/mol x 0,0311 mol

= 1,104 gram

3. NaCl Sisa

mNaCl bereaksi = 1,82 gram

mNaCl sisa = mNaCl Mula mula – NaCl bereaksi

= (183 – 1,82) gram

= 181,18 gram

Hexane

Hg

Hexane

H2O

H2O

NaOH

NaHg

HCl

Hg

Cl-

Na+

Listrik

H2O

NaCl

H2O

NaCl

ELEKTROLISIS

Hg

Reaktor Klorinasi

Hidrolisis

H2O

C6H13Cl

Cl2

NaHg H2O

H2

Hg

Page 13: 101924102 Laporan Pembuatan Naoh Dan Hclku

4. H2O

mH2O = mH2O input

= 1500 gram

Massa Output = mNa+

+ mCl- + mNaCl sisa + mH2O

= 0,7153 gram + 1,104 gram + 181,18 gram + 1500 gram

= 1683 gram

Neraca massa:

Input – Output = Akumulasi

1683 gram – 1683 gram = Akumulasi

Akumulasi = 0

Reaktor Hg

Input

1. Na+

mNa+ = 0,7153 gram

2. Hg

mHg = 396,4 gram

Massa Input = mNa+ + mHg

= 0,7153 gram+ 396,4 gram

= 397, 115 gram

Output

1. NaHg

Karena mol NaHg ~ mol NaOH, maka:

mNaHg = Mol NaHg x Mr NaHg

=0,0226 mol x 223 gram/mol

= 5,0398 gram

2. Hg Sisa

mHg Bereaksi = mol Hg x Ar Hg

= 0,0226 mol x 200 gram/mol

= 4,52 gram

mHg sisa = mHg mula mula – mHg bereaksi

= 396,4gram – 4,52 gram

= 391,88 gram

∑Massa Output = mNaHg + m Hg sisa

= 5,0398 gram + 391,88 gram

= 396,919 gram

Page 14: 101924102 Laporan Pembuatan Naoh Dan Hclku

Akumulasi = Input – Output

= 397, 115 gram - 396,919 gram = 0,196 gram

Reaktor Hidrolisis

Input

1. NaHg

Reaksi : 2NaHg + 2H2O 2NaOH + H2 + 2Hg

mNaHg = 5,0398 gram

2. Hg sisa

mHg sisa = 391,88 gram

3. H2O

mH2O = 1

x 100 ml

= 100 gram

∑ massa input = mNaHg + mHg sisa + H2O

= 5,0398 gram + 391,88 gram + 100 gram

= 496,92 gram

Output

1. NaOH

Massa NaOH = 0,9043 gram

2. H2

Reaksi : 2NaHg + 2H2O 2NaOH + H2 + Hg

Mol H2 = 0,5 x mol NaOH

= 0,5 x 0,0226mol

= 0,0113 mol

mH2 = 0,0113 mol x 2

= 0,0226 gram

3. H2O sisa

Reaksi : 2NaHg + 2H2O 2NaOH + H2 + 2Hg

Mol H2O bereaksi = mol NaOH

= 0,0226 mol

Massa H20 bereaksi = 0,0226 mol x 18

= 0,4068 gram

mH2O sisa = m H2O input – m H2O bereaksi

= 100 gram – 0,4068 gram

= 99,5932 gram

4. Hg

Reaksi : 2NaHg + 2H2O 2NaOH + H2 + 2Hg

Reaksi : Na-Hg Na + Hg

Page 15: 101924102 Laporan Pembuatan Naoh Dan Hclku

Mol Hg = mol NaHg bereaksi

= 0,0226 mol

Massa Hg dari reaksi = 0,0226 mol x 200

= 4,52 gram

Hg setelah proses = m Hg input + m Hg sisa

= 391,88 gram + 4,52 gram

= 396,4 gram

∑ massa output = mNaOH + mH2 + mH2O + mHg sisa

= 0,9043 gram + 0,0226 gram +99,5932 gram + 396,4 gram

= 496,92 gram

Akumulasi = Input – Output

= 496,92 gram - 496,92 gram

= 0

Reaktor Klorinasi

Input

1. C6H14

mC6H14 = ρ C6H14 x VC6H14

mC6H14 = 0,6548

x 75 ml

mC6H14 = 49,11 gram

2. H2O

mH2O = 1

x 75 ml

= 75 gram

3. Cl2

mCl2 = 0,5 x mol Cl- x Mr

= 0,5 x 0,0311 mol x 71

= 1,104 gram

∑ massa input = mC6H14 + mH2O + mCl2

= 49.11gram + 75 gram + 1,104 gram

= 125,214 gram

Output

1. H2O

mH2O = 75 gram

2. HCl

Massa HCl = gram

3. C6H13Cl

Reaksi : C6H14 + Cl2 C6H13Cl + HCl

Page 16: 101924102 Laporan Pembuatan Naoh Dan Hclku

mol Cl2 bereaksi = mol HCl

= 0,0012 mol

mC6H5Cl = 0,0012 mol x 120,5

= 0,135 gram

4. Cl2 sisa

Reaksi : C6H14 + Cl2 C6H13Cl + HCl

mol Cl2 bereaksi = mol HCl

= 0,0012 mol

mCl2 bereaksi = 0,0012 mol x 71

= 0,0852 gram

mCl2 sisa = Cl2 Input – Cl2 bereaksi

= 1,104 gram – 0,0852 gram

= 1,0188 gram

5. C6H6 sisa

Reaksi : C6H14 + Cl2 C6H13Cl + HCl

mol C6H14 bereaksi = mol HCl

= 0,0012 mol

mC6H14 bereaksi = 0,0012 mol x 86

= 0,1032 gram

mC6H14 sisa = C6H6 Input – C6H6 bereaksi

= 49,11 gram – 0,1032 gram

= 49,0068 gram

∑ massa output = mH2O + mHCl + mC6H5Cl + mCl2 + mC6H6

= 75 gram + 0,048 gram + 0,135 gram + 1,0188 gram + 49,0068 gram

= 125,2086 gram

Akumulasi = Input – Output

= 125,214 gram - 125,2086 gram

= 0,0054 gram

Skala Pabrik

Jika berdasarkan hasil diatas, kemidian diskill up kedalam skala pabrik, maka

digunakan effisiensi proses dan basis proses seperti perhitungan diatas. Dengan demikian,

maka kondisi operasi pabrik nantinya diharapkan sama dengan kondisi operasi lab. Jika

diinginkan kapasitas produksi NaOH sebesar 100.000 ton per tahun, maka:

NaOH yang diinginkan = 100.000 ton

Karena effisiensi reactor (sesuai lab) pada pembuatan NaOH adalah sebesar 72,69%, maka

NaOH secara teori yang seharusnya dihasilkan:

Page 17: 101924102 Laporan Pembuatan Naoh Dan Hclku

Massa NaOH seharusnya =

= 137.570 ton

Berdasarkan reaksi elektrolisis, mol NaOH setara dengan mol NaCl. Dengan effisiensi

elektrolisis selama 1 jam 40 menit yang sebesar 0,99% maka NaCl yang dibutuhkan sebesar:

Mol NaOH = (137.570 x 106 gram) / (40 gr/mol) = 3,44 x 10

9 mol

Maka mol NaCl = 3,44 x 109 mol

Massa NaCl = 3,44 x 109 mol x 58,5 gr/mol

= 2,012 x 1011

gram

Jadi, NaCl yang diperlukan =

x 2,012 x 10

11 gram

= 2,032 x 1013

gram

= 20,32 juta ton

Karena NaCl sisa masih dapat digunakan kembali, maka dalam setahun cukup membutuhkan

NaCl sekitar 300.000 ton.

Dengan massa NaCl sekian, maka dalam satu tahun juga diperolah HCl sebanyak:

Mol NaCl yang terelektrolisis ~ 0,5 mol HCl

Mol HCl = 0,5 x 3,44 x 109 mol

= 1,72 x 109 mol

Massa HCl = 1,72 x 109 mol x 36,5 gr/mol

= 6,278 x 1010

gram

Karena effisiensi pada reactor HCl sebesar 7,19 % maka:

Massa HCl yang dihasilkan =

x 6,278 x 10

10 gram

= 4,514 x 109 gram

= 4,514 ribu ton

Page 18: 101924102 Laporan Pembuatan Naoh Dan Hclku

NERACA EKONOMI

Berikut merupakan neraca ekonomi untuk waktu produksi 220 hari per tahun.

DAFTAR HARGA BAHAN BAKU

NO BAHAN HARGA JUMLAH TOTAL

1 NaCl (garam dapur) (Kg) 4.000 350.000.000 1.400.000.000.000

2 Listrik (kWh) 750 7.500.000 5.625.000.000

3 Heksana (L) 70.000 105.000 7.350.000.000

4 Aquadest (L) 600 2.507.500.000 1.504.500.000.000

5 CaCO3 (Kapur) (Kg) 520 1.000 520.000

6 Bahan kimia lain 50.000.000

(misal untuk uji lab, dsb)

JUMLAH 2.917.475.520.000

http://www.tokokimiaindonesia.com/daftar-produk/daftar-bahan-kimia

DAFTAR HARGA PERALATAN

NO PERALATAN KAPASITAS HARGA JUMLAH TOTAL HARGA

1 Reaktor elektrolisis 5439 kg/j Rp 1.146.000.000,00 4 Rp 4.584.000.000,00

2 Reaktor hidrolisis 12857 kg/j Rp 1.196.000.000,00 8 Rp 9.568.000.000,00

3 Reaktor klorinasi 2027 kg/j Rp 551.880.000,00 4 Rp 2.207.520.000,00

4 Kolom mercury 53571 kg/j Rp 2.689.000.000,00 8 Rp 21.512.000.000,00

5 Kolom CaCO3 1000 kg Rp 984.430.000,00 4 Rp 3.937.720.000,00

6 Dekanter 274 kg/j Rp 342.186.000,00 8 Rp 2.737.488.000,00

7 Separator 1500 kg/j Rp 585.470.250,00 5 Rp 2.927.351.250,00

8 Crystalisator NaOH 3510 kg/j Rp 2.941.000.000,00 4 Rp 11.764.000.000,00

9 Bak persediaan NaCl 40540 m3 Rp 781.000.000,00 4 Rp 3.124.000.000,00

10 Tangki persediaan aquadest 25900 m3 Rp 1.743.056.000,00 5 Rp 8.715.280.000,00

11 Tangki persediaan heksana 7400 m3 Rp 1.590.000.000,00 2 Rp 3.180.000.000,00

12 Tangki persediaan mercury 2150 m3 Rp 841.623.000,00 5 Rp 4.208.115.000,00

13 Bak penyimpanan NaOH 50000 m3 Rp 1.231.985.000,00 10 Rp 12.319.850.000,00

14 Tangki penyimpanan HCl 4500 m3 Rp 1.658.000.000,00 7 Rp 11.606.000.000,00

15 Elektroda grafit (Kg) Rp 16.150.000,00 5.000 Rp 80.750.000.000,00

16 Elektroda mercury (Kg) Rp 3.641.000,00 3.000.000 Rp 10.923.000.000.000,00

17 Pompa horisontal 1041 kg/j Rp 81.985.000,00 12 Rp 983.820.000,00

18 Pompa vertikal 951,9 kg/j Rp 102.476.500,00 10 Rp 1.024.765.000,00

JUMLAH Rp 11.108.149.909.250,00

http://matche.com/EquipCost/index.htm

Page 19: 101924102 Laporan Pembuatan Naoh Dan Hclku

DAFTAR GAJI PEGAWAI

NO JABATAN GAJI JUMLAH TOTAL BIAYA

1 Direktur Utama Rp 35.000.000,00 1 Rp 420.000.000,00

2 Direktur Produksi dan Teknik Rp 25.000.000,00 1 Rp 300.000.000,00

3 Direktur Keuangan dan Umum Rp 23.000.000,00 1 Rp 276.000.000,00

4 Staff ahli dan litbang Rp 20.000.000,00 50 Rp 12.000.000.000,00

5 Kepala Bidang Rp 18.000.000,00 25 Rp 5.400.000.000,00

6 Kepala seksi Rp 10.000.000,00 30 Rp 3.600.000.000,00

7 Sekretaris Rp 6.000.000,00 5 Rp 360.000.000,00

8 Karyawan Rp 5.000.000,00 1.457 Rp 87.420.000.000,00

9 Dokter Rp 9.000.000,00 5 Rp 540.000.000,00

10 Paramedis Rp 4.000.000,00 10 Rp 480.000.000,00

14 Psikiater Rp 5.000.000,00 5 Rp 300.000.000,00

14 Sopir Rp 2.000.000,00 20 Rp 480.000.000,00

15 Satpam Rp 2.500.000,00 35 Rp 1.050.000.000,00

15 Gardener Rp 1.500.000,00 25 Rp 450.000.000,00

16 Cleaning service Rp 1.500.000,00 30 Rp 540.000.000,00

JUMLAH BIAYA Rp 114.000.000.000,00

FIXED CAPITAL "LANG" FACTOR METHODE

NO COMPONENTS

RATIO CAPITAL (RUPIAH) NOTE

FACTOR

1 Purchased equipment (delivered) Rp 11.108.149.909.250,00

2 Purchased equipment installation Rp 191.604.958.750,00

3 Instrumentation (installed) 0,32 Rp 3.554.607.970.960,00

4 Piping (intalled) Rp 21.554.750.000,00

5 Electrical (installed) Rp 16.157.500.000,00

6 Building (including service) Rp 117.350.000.000,00

7 Yard improvements Rp 9.500.000.000,00

8 Service facilities (installed) Rp 19.725.300.000,00

9 Land Rp 720.000.000.000,00

Total Direct Plant Cost Rp 15.758.650.388.960,00

10 Engineering and supervision Rp 51.931.570.000,00

11 Construction expense Rp 69.671.640.000,00

Total Direct and Indirect Cost Rp 15.880.253.598.960,00

12 Contractor's Fee Rp 81.734.182.000,00

13 Contingency Rp 22.736.731.000,00

Fixed Capital Investment Rp 15.984.724.511.960,00

14 Working capital Rp 109.524.000.000,00

Total Capital Investment Rp 16.094.248.511.960,00

Page 20: 101924102 Laporan Pembuatan Naoh Dan Hclku

MANUFACTURING COST

NO TYPE OF COST

RATIO COST (RUPIAH) NOTE

FACTOR

1 Raw materials -- Rp 2.917.475.520.000,00 dari neraca massa

2 Operating labor -- Rp 114.000.000.000,00 dari perhitungan gaji

3 Direct supervisory and clerical labor 0,18 Rp 19.950.000.000,00 operating labor

4 Utilities 0,15 Rp 2.382.038.039.844,00 total product cost

5 Maintenance and repairs 0,06 Rp 959.083.470.717,60 fixed capital investment

6 Operating supplies 0,15 Rp 143.862.520.607,64 maintenance and repair

7 Laboratory charge 0,15 Rp 17.100.000.000,00 operating labor

8 Patents and royalties 0,03 Rp 476.407.607.968,80 total product cost

Direct Manufacturing Cost Rp 7.029.917.159.138,04

9 Depreciation machine and equipment 0,10 Rp 1.598.472.451.196,00 fixed capital invesment

Depreciation building 0,03 Rp 2.933.750.000,00 building

10 Local taxes 0,03 Rp 399.618.112.799,00 fixed capital invesment

11 Insurance 0,01 Rp 83.120.567.462,19 fixed capital invesment

12 Rent 0,10 Rp 83.735.000.000,00 building and land

Fixed Charges Rp 2.167.879.881.457,19

13 Payroll overhead, packaging, etc 0,10 Rp 1.588.025.359.896,00 total product cost

Plant Overhead Cost Rp 1.588.025.359.896,00

Manufacturing Cost Rp 10.785.822.400.491,20

GENERAL EXPENSE

NO TYPE OF EXPENSE

RATIO EXPENSE (RUPIAH) NOTE

FACTOR

1 Administrative cost 0,04 Rp 635.210.143.958,40 total product cost

2 Distribution and selling cost 0,11 Rp 1.746.827.895.885,60 total product cost

3 Research and development cost 0,03 Rp 397.006.339.974,00 total product cost

4 Financing (interest) 0,05 Rp 804.712.425.598,00 total capital investment

General Expense Rp 3.583.756.805.416,00

TOTAL PRODUCTION COST

NO TYPE OF COST

RATIO COST (RUPIAH) NOTE

FACTOR

1 Manufacturing cost -- Rp 10.785.822.400.491,20

Page 21: 101924102 Laporan Pembuatan Naoh Dan Hclku

2 General expense -- Rp 3.583.756.805.416,00

Total Product Cost Rp 14.369.579.205.907,20

ANALISIS KEUNTUNGAN

NO PRODUCT

JUMLAH COST (RUPIAH) NOTE

PRODUCT

1 NaOH (Kg) 100.000.000,00 20.150.000.000.000,00 1 Kg NaOH granule = 201500

2 HCl (L) 3.825.000,00 28.687.500.000,00 1 L HCl = 7500

Pendapatan 20.178.687.500.000,00

Total Product Cost 14.369.579.205.907,20

Keuntungan Nonpajak 5.809.108.294.092,77

Pajak 30 % 1.742.732.488.227,83

Keuntungan Sesudah pajak 4.066.375.805.864,94

Selanjutnya adalah menentukan:

BEP = Break Even Point

Fa = annual fixed expense

Ra = annual regulated expense

Sa = sales price

Va = annual variable expense

NO TYPE OF COST Cost (Rupiah)

1 Sales Price (Sa) Rp 20.178.687.500.000,00

2 Anual Fixed Expense (Fa) Rp 2.084.144.881.457,19

Depresiation Rp 1.601.406.201.196,00

Taxes Rp 399.618.112.799,00

Insurance Rp 83.120.567.462,19

3 Annual Regulated Expense (Ra) Rp 6.425.778.156.637,24

Labor cost Rp 114.000.000.000,00

Plant overhead Rp 1.588.025.359.896,00

Supervision Rp 19.950.000.000,00

Laboratory Rp 17.100.000.000,00

General expense Rp 3.583.756.805.416,00

Maintenance Rp 959.083.470.717,60

Plant supplies Rp 143.862.520.607,64

Page 22: 101924102 Laporan Pembuatan Naoh Dan Hclku

4 Annual Variable Expense (Va) Rp 5.775.921.167.812,80

Raw material Rp 2.917.475.520.000,00

Utilities Rp 2.382.038.039.844,00

Royalty and patent Rp 476.407.607.968,80

Analisis Kelayakan

Return on Investment (ROI) ROI = Annual profit x 100%

Fixed capital

Sebelum Pajak ROI = Rp 5.809.108.294.092,77 x 100%

Rp 15.984.724.511.960,00

ROI = 36,34%

Sesudah Pajak ROI = Rp 4.066.375.805.864,94 x 100%

Rp 15.984.724.511.960,00

ROI = 25,44%

Pay Out Time (POT) POT = Fixed capital

Annual profit + 0.1 Fixed Capital

Sebelum Pajak POT = Rp 15.984.724.511.960,00

Rp 7.407.580.745.288,77

POT = 2,16

Sesudah Pajak

POT = Rp 15.984.724.511.960,00

Rp 5.664.848.257.060,94

POT = 2,82

Page 23: 101924102 Laporan Pembuatan Naoh Dan Hclku

Grafik SDP dan BEP

Page 24: 101924102 Laporan Pembuatan Naoh Dan Hclku

G. PEMBAHASAN

Dalam beberapa decade tekahir, tidak dapat dipungkiri bahwa kebutuhan

akan bahan kimia semakin meningkat. Seiring dengan berkembangnya zaman maka

aktivitas manusia juga semakin meningkat. Rasa ingin tahu yang besar telah

mendorong manusia untuk selalu berusaha menemukan hal-hal baru. Hal tersebut

terbukti dengan pesatnya perkembangan teknologi. Untuk mencapai hal tersebut,

tentunya diperlukan suatu penelitian yang luar biasa, dan menghabiskan banyak

materi karena kegagalan merupakan suatu hal yang tak asing dalam penelitian.

Banyak penelitian yang melibatkan zat kimia dan melibatkan reaksi kimia. Hal ini

karena banyak hal yang bisa dibuat mau pun disimulasikan dengan bahan kimia,

seperti pemanis buatan, pewarna buatan, pengharum dan lain sebagainya. Karena

sifat bahan secara kimia dapat diubah, dikombinasikan mau pun dihilangkan, maka

hal ini membantu manusia untuk mendapatkan bahan dengan sifat tertentu. Hal

tersebut yang menyebabkan bahan kimia tidak hanya dibutuhkan dalam hal

penelitian, tetapi juga untuk kehidupan manusia sehari-hari, misalnya penggunaan

plastic, paralon, sterofoam, pemanis, penyedap makanan dan lain sebagainya. Bahan

kimia paling banyak digunakan dalam pabrik, hal ini karena pabrik merupakan skill

up dari penelitian yang dilakukan di laboratorium.

Berbagai macam bahan kimia dengan sifat yang bermacam-macam, mulai

dari korosif, eksplosif sampai inert. Penggunaan bahan kimia tentu saja disesuaikan

dengan sifatnya. Salah satu bahan kimia yang banyak diperlukan adalah soda kaustik

atau natrium hidroksida (NaOH). Beberapa kegunaan NaOH antara lain adalah

dalam proses produksi bubur kayu dan kertas, tekstil, air minum, deterjen dan sabun.

Berbeda halnya dengan NaOH yang bersifat basa, senyawa lain yang banyak

digunakan adalah asam. Senyawa asam ini bersifat oksidatif yang dapat

menyebabkan pengkaratan pada besi dan bahkan melarutkan besi pada konsentrasi

tinggi. Asam dibedakan berdasarkan kekuatan asamnya, mulai dari asam kuat (misal

asam sulfat) sampai asam lemah (misal asam cuka). Salah satu asam kuat yang

banyak digunakan adalah asam klorida yang mempunyai rumus kimia HCl.

Kegunaan HCl sendiri diantaranya dalam pembersihan karat, produksi senyawa

organic dan inorganic, pemurnian pada kebanyakan garam, industry kulit dan lain

sebagainya. Oleh karena itu, menjadi penting untuk mengetahui proses pembuatan

NaOH dan HCl.

Page 25: 101924102 Laporan Pembuatan Naoh Dan Hclku

Pada praktikum ini, dilakukan untuk memahami cara pembuatan NaOH dan

HCl dengan elektrolisis menggunakan elektroda mercury dan grafit. Proses ini

menggunakan arus sebesar 500 mA serta tegangan 10 V, sehingga energy yang

dibutuhkan tiap detiknya sebesar 5 Joule atau 5 Watt-hour tiap jamnya. Pada suatu

proses elektrolisis, arus lebih berperan dari pada voltase, dalam hal ini semakin

banyak arus maka muatan yang dihasilkan semakin besar, sesuai dengan definisi

arus yaitu banyaknya muatan yang mengailir tiap detik. Karena muatan yang

dihasilkan lebih banyak, maka terjadinya reaksi redoks pada katoda dan anoda

semakin banyak, dengan demikian maka hasil elektrolisis akan semakin besar juga.

Penggunaan arus mau pun voltase bukan berdasarkan nilai optimal, akan tetapi hasil

keluaran dari adaptor yang digunakan. Selain arus, faktor yang dapat meningkatkan

hasil elektrolisis adalah waktu. Dalam percobaan ini adalah 1 jam 40 menit atau

6000 detik. Karena tujuan awal dari percobaan ini adalah memahami proses

pembuatan NaOH dan HCl, maka dengan waktu sekian sudah dirasa cukup untuk

menghasilkan senyawa tersebut. Hal tersebut dibuktikan dengan adanya gelembung

pada kolom heksana, gelembung tersebut merupakan gas klor yang dihasilkan dari

anoda. Gas klor yang sampai ke kolom heksana tersebut dijadikan patokan karena

mekanisme penangkapan ion natrium oleh mercury lebih mudah dari pada

mekanisme berpindahnya klor dari anoda grafit sampai kolom heksana yang

selanjutnya akan terjadi reaksi klorinasi. Proses elektrolisis ini dihentikan setelah

muncul beberapa gelembung pada kolom heksana. Sementara itu, elektroda yang

digunakan adalah grafit pada anoda dan mercury pada katoda. Pada anoda, terjadi

reaksi oksidasi ion klor menjadi gas klor, reaksi ini tidak membutuhkan elektroda

untuk ikut bereaksi, sehingga digunakan grafit sebagai elektroda inert. Grafit ini

dapat diganti dengan emas atau platina, akan tetapi tidak ekonomis. Sementara pada

katoda, mercury akan bereaksi dengan ion natrium sehingga membentuk amalgam,

yaitu campuran logam dengan logam. Dengan terbentuknya amalgam ini, maka

isolasi natrium akan berjalan dengan baik, isolasi ini mencegah ion natrium

bergabung kembali dengan ion klor. Selain itu, campuran logam ini dapat terpisah

dengan baik hanya dengan penambahan senyawa air diikuti sedikit pengadukan.

Pada saat percobaan terlihat bahwa pada saat elektrolisis, elektroda mercury

tercampur dengan gelembung gas sehingga membentuk semacam spons. Selain itu,

pada permukaan juga terjadi pelepasan gelembung gas. Hal tersebut kemungkinan

dikarenakan konsentrasi NaCl tidak mencapai titik jenuhnya, sehingga masih

Page 26: 101924102 Laporan Pembuatan Naoh Dan Hclku

terdapat senyawa air bebas. Senyawa air tersebut menyebabkan amalgam Na-Hg

bereaksi dengan air. Reaksi tersebut adalah sebagai berikut:

2Na-Hg + 2H2O 2NaOH + H2 + 2Hg

Berdasarkan reaksi tersebut dapat disimpulkan bahwa gas yang dihasilkan

merupakan gas hydrogen. Pembentukan gas hydrogen tersebut lebih mudah terjadi

pada permukaan, karena senyawa air sulit untuk masuk kedalah mercury. Dengan

demikian, pemakaian luas permukaan Hg yang terlalu besar akan cukup berbahaya

karena akan menghasilkan gas hydrogen lebih banyak dan gas tersebut sangat

mudah terbakar. Sementara pada kolom klorinasi, reaksi dibiarkan selama satu

malam. Ini dimaksudkan agar reaksi klorinasi berjalan dengan baik, karena reaksi

antara senyawa anorganik yaitu klor, dengan senyawa organic heksana berjalan

cukup lambat sehingga membutuhkan waktu yang cukup lama. Untuk

mengantisipasi gas klor keluar dari kolom heksana, maka pada bagian atas kolom

diberi batu kapur (CaCO3). Gas klor harus dicegah agar tidak keluar dari system

dikarenakan gas ini sangat reaktif dan beracun sehingga berbahaya jika tidak

diisolasi.

Berdasarkan neraca massa, terlihat bahwa beberapa reactor terdapat

akumulasi. Misalkan pada reactor Hg yang berlangsung proses pembentukan

amalgam Na-Hg, terdapat akumulasi sebesar 0,196 gram. Ini dikarenakan proses

penangkapan ion natrium oleh Hg tidaklah sempurna, masih ada ion natrium hasil

elektrolisis yang tidak terikat oleh Hg. Luas bidang kontak dan mobilitas ion natrium

yang dapat keluar dari wadah Hg karena tidak diisolasi oleh suatu membrane

semipermeable, merupakan beberapa alasan yang mungkin. Pada proses hidrolisis

hanya terjadi akumulasi yang sangat kecil, sehingga dapat diabaikan. Ini

dikarenakan proses hidrolisis yang berjalan relative mudah dengan mekanisme yang

relative mudah juga, yaitu hanya dengan mencampur dengan senyawa air kemudian

dilakuka sedkit pengadukan dan didiamkan sampai tidak timbul gelembung.

Sementara pada kolom klorinasi, terdapat akumulasi sebesar 0,0054 gram.

Akumulasi ini terjadi karena pada saat menuju kolom heksana, gas klor melewati

pipa dengan panjang yang tidak dapat diabaikan. Hal ini mengakibatkan untuk

mencapai kolom heksana, gas klor harus memenuhi kolom pipa tersebut. Selain itu

pada bagian anoda, tekanan gas klor harus tertentu agar mampu berpindah dari

anoda menuju kolom heksana. Hal tersebut mengakibatkan terjadinya akumulasi gas

klor pada pipa. Akumulasi yang hanya sebesar 0,0054 gram tersebut karena klor

Page 27: 101924102 Laporan Pembuatan Naoh Dan Hclku

yang memenuhi bagian pipa dan beberapa di anoda dalam fase gas yang memiliki

densitas 3,2 gr/L sehingga dengan volume pipa yang relative kecil, maka massa gas

klor yang terakumulasi juga kecil. Hal lain yang dapat menyebabkan terjadinya

akumulasi ini adalah terlepasnya gas klor dari campuran air-heksana. Reaksi

pembentukan HCl sendiri ada dua bagian dalam kolom heksana ini. Pertama yaitu

reaksi gas klor dengan air, dan apabila gas klor lolos dari bagian air, maka akan

bereaksi dengan heksana juga menghasilkan HCl. Mekanisme dua reaksi tersebut

yaitu:

Cl2 + H2O <=> HCl + HOCl

dan

C6H14 + Cl2 C6H13Cl + HCl

Secara keseluruhan, proses pembuatan NaOH secara elektrolisis ini memiliki

efisiensi sekatar 72,69%. Sementara untuk pembuatan NaCl mempunyai efisiensi

7,19%. Perbedaan effisiensi tersebut dikarenakan perbedaan mekanisme pada

pembuata keduanya, isolasi ion natrium dengan mercury berjalan dengan baik,

sementara gas klor banyak terakumulasi. Untuk effisiensi dari elektrolisisnya sendiri

hanya 0,99%. Artinya dari 183 gram garam yang dilarutkan, hanya sekitar 1,8 gram

garam yang terionisasi melalui elektrolisis. Effisiensi elektrolisis ini dapat

ditingkatkan dengan memperbesar arus serta memperlama waktu elektrolisis.

Berdasarkan proses tersebut, kemudian dilakukan skill up kedalam skala

pabrik. Perhitungan yang dilakukan mengambil asumsi untuk pabrik dengan

kapasitas 100.000 ton NaOH per tahun. Dari proses tersebut juga dihasilkan HCl.

Karena harga NaOH granul yang cukup mahal, serta effisiensi untuk NaOH jauh

lebih besar dibanding HCl, sehingga focus utama dari pabrik ini adalah produk

NaOH, sementara HCl yang dihasilkan merupakan produk samping. Oleh karena itu,

produk yang dihasilkan adalah NaOH yang dibuat granul dengan harga sekitar Rp

200.000 – Rp 250.000 per kg. Sementara produk HCl merupakan HCl dengan

kualitas sedang yang memiliki harga jual sebesar Rp 7.500 per liter. Dengan

kapasitas pabrik yang sebesar 100.000 ton NaOH per tahun, melalui perhitungan

neraca massa didapat bahwa NaCl yang dibutuhkan sebesar 20,32 juta ton. Akan

tetapi, karena NaCl sisa elektrolisis pada tiap prosesnya masih dapat digunakan

kembali maka melalui perhitungan, NaCl yang diperlukan adalah sebanyak 350.000

ton per tahun. Harga garam dapur di pasaran hanya sekitar Rp 1000 /Kg, akan tetapi

agar bahan baku lebih murni, maka digunakan NaCl murni dengan harga Rp 4000

Page 28: 101924102 Laporan Pembuatan Naoh Dan Hclku

/Kg. Elektroda grafit dan mercury ditempatkan pada kolom peralatan, hal ini karena

dua elektroda tersebut tidak berkurang selama proses, sehingga merupakan investasi

tetap yang tidak harus dibeli setiap tahunnya. Pada kolom peralatan juga

ditambahkan crystalizer, alat ini ditujukan untuk mengubah NaOH cair menjadi

granul yang mempunyai harga jual lebih tinggi. Untuk menjaga agar persediaan

bahan baku aman, maka diperlukan tangki persediaan bahan baku yaitu tangki untuk

NaCl, heksana dan aquadest. Tangki untuk heksana dibedakan, karena sifat heksana

yang volatile sehingga ditampung pada bejana tekan. Sementara untuk menampung

hasil produksi, digunakan dua jenis tangki yang berbeda. Hal ini karena produk hasil

terdiri dari NaOH granul dan HCl cair mempunyai sifat yang berbeda. HCl

merupakan asam kuat yang bersifat oksidatif, sehingga harus ditampung dalam

tangki stainless steel yang mempunyai harga lebih tinggi. Dalam perancangan ini,

gaji pekerja lebih tinggi dari pada gaji rata-rata industry, hal ini dikarenakan pabrik

direncanakan untuk daerah luar jawa, sehingga gaji yang demikian menjadi wajar.

Berdasarkan data-data yang didapat, kemudian ditentukan SDP dan BEP dari

rancangan pabrik tersebut. Setelah dilakukan pengolahan data, didapat nilai SDP

sebesar 19,463% dan nilai BEP sebesar 41,862% dengan keuntungan setelah pajak

(30%) sekitar 4 trilyun rupiah. Dengan keuntungan sekian, maka didapat Pay Out

Time (POT) setelah pajak sebesar 2,82. Angka tersebut masih diterima karena POT

setelah pajak maksimum adalah 5. Dengan demikian, pabrik NaOH dengan kapasitas

produksi 100.000 ton per tahun dianggap layak untuk didirikan.

H. KESIMPULAN

1. Melalui proses elektrolisis terhadap NaCl, didapat:

Effisiensi pembuatan NaOH = 72,69%.

Effisiensi pembuatan HCl = 7,19%.

Effisiensi elektrolisis = 0,99%.

2. Berdasarkan perhitungan terhadap neraca massa, didapat:

Proses elektrolisis = Input – Output = Akumulasi

1683 gram – 1683 gram = Akumulasi

Page 29: 101924102 Laporan Pembuatan Naoh Dan Hclku

Akumulasi = 0

Kolom mercury = Akumulasi = Input – Output

= 397, 115 gram - 396,919 gram

= 0,196 gram

Reaksi hidrolisis = Akumulasi = Input – Output

= 496,92 gram - 496,92 gram

= 0

Kolom heksana = Akumulasi = Input – Output

= 125,214 gram - 125,2086 gram

= 0,0054 gram

3. Berdasarkan neraca ekonomi, didapat:

SDP = 19,463%

BEP = 41,862%

POT sebelum pajak = 2,16

POT setelah pajak = 2,82

4. Pabrik NaOH kapasitas 100.000 ton per tahun layak untuk didirikan.

I. DAFTAR PUSTAKA

https://docs.google.com/

http://en.wikipedia.org/wiki/Hydrochloric_acid

http://id.wikipedia.org/wiki/Natrium_hidroksida

http://matche.com/EquipCost/index.htm

http://www.chem-is-

try.org/materi_kimia/sifat_senyawa_organik/ester1/hidrolisis_ester/

http://www.tokokimiaindonesia.com/daftar-produk/daftar-bahan-kimia

Page 30: 101924102 Laporan Pembuatan Naoh Dan Hclku

Putra,Sugili.dkk. 2007. Petunjuk Praktikum Proses Kimia. Yogyakarta: STTN-

BATAN.

Sembodo, Joko.2008.”Perancangan Pabrik Phenyl Ethyl Alkohol dari Benzene dan

Ethylene Oxide Kapasitas 1000 Ton per Tahun”.UMS.Surakarta

Trianti, Lina.2008.”Pabrik Biodisel dari Distilat Asam Lemak dan Ethanol dengan

Kapasitas 50.000 Ton per Tahun”.UII.Yogyakarta

www.merckmillipore.com/

Yogyakarta, 16 Juni 2012

Asisten Praktikan

Sugili Putra Heri Wibowo