diagram block tiokol.doc

27
LAPORAN PRAKTIKUM SATUAN PROSES POLIMERISASI [Pembuatan Karet Sintesis (Tiokol)] Dosen Pembimbing : Riniati, S.Pd., M.Si. Kelompok : Tujuh Nama : Nenden Rochmah NIM : 08414022 Rekan praktikum : Rio Febrianto/08414023 Rizki Zahrarianti/08424024 Tanggal Praktikum : 29 September 2009 Tanggal Penyerahan : 5 Oktober 2009

Transcript of diagram block tiokol.doc

LAPORAN PRAKTIKUM SATUAN PROSES

POLIMERISASI [Pembuatan Karet Sintesis (Tiokol)]

Dosen Pembimbing : Riniati, S.Pd., M.Si.Kelompok

: Tujuh

Nama

: Nenden Rochmah

NIM

: 08414022

Rekan praktikum : Rio Febrianto/08414023

Rizki Zahrarianti/08424024

Tanggal Praktikum: 29 September 2009

Tanggal Penyerahan: 5 Oktober 2009

JURUSAN TEKNIK KIMIA

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA PRODUKSI BERSIH

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2009POLIMERISASI [Pembuatan Karet Sintesis (Tiokol)]I.Tujuan Percobaan

a. membuat karet sintesis (tiokol) dalam skala laboratorium;

b. mencatat proses reaksi yang terjadi dengan mengisi data percobaan yang telah tersedia;

c. membandingkan sifat kelarutan karet sintesis (tiokol) dengan karet alam.

II.Dasar Teori

Polimerisasi adalah reaksi kimia yang terjadi ketika molekul-molekul resin dengan berat molekul kecil yang disebut monomer bergabung bersama untuk membentuk rantai panjang , molekul dengan berat molekul besar yang disebut polimer ( Polimerisasi merupakan suatu jenis reaksi kimia dimana monomer-monomer bereaksi untuk membentuk rantai yang besar ).Dua jenis utama dari reaksi polimerisasi adalah polimerisasi adisi dan polimerisasi kondensasi. Jenis reaksi yang monomernya mengalami perubahan reaksi tergantung pada strukturnya. Suatu polimer adisi memiliki atom yang sama seperti monomer dalam unit ulangnya, sedangkan polimer kondensasi mengandung atom-atom yang lebih sedikit karena terbentuknya produk sampingan selama berlangsungnya proses polimerisasi.Polimerisasi adisi adalah polimer yang terbentuk dari reaksi polimerisasi disertai dengan pemutusan ikatan rangkap diikuti oleh adisi dari monomermonomernya yang membentuk ikatan tunggal. Pada Gambar 1 menunjukkan bahwa monomer etilena mengandung ikatan rangkap dua, sedangkan di dalam polietilena tidak terdapat ikatan rangkap dua.

Gambar 1. Monomer etilena mengalami reaksi adisi membentuk polietilena yang digunakan sebagai tas plastik, pembungkus makanan, dan botol. Pasangan elektron ekstra dari ikatan rangkap dua pada tiap monomer etilena digunakan untuk membentuk suatu ikatan baru menjadi monomer yang lain.

Polimer kondensasi terjadi dari reaksi antara gugus fungsi pada monomer yang sama atau monomer yang berbeda. Dalam polimerisasi kondensasi kadang-kadang disertai dengan terbentuknya molekul kecil seperti H2O, NH3, atau HCl.Di dalam jenis reaksi polimerisasi yang kedua ini, monomer-monomer bereaksi secara adisi untuk membentuk rantai. Namun demikian, setiap ikatan baru yang dibentuk akan bersamaan dengan dihasilkannya suatu molekul kecil biasanya air dari atom-atom monomer. Pada reaksi semacam ini, tiap monomer harus mempunyai dua gugus fungsional sehingga dapat menambahkan pada tiap ujung ke unit lainnya dari rantai tersebut. Jenis reaksi polimerisasi ini disebut reaksi kondensasi.

Dalam polimerisasi kondensasi, suatu atom hidrogen dari satu ujung monomer bergabung dengan gugus-OH dari ujung monomer yang lainnya untuk membentuk air.Tiokol merupakan karet sintesis yang dihasilkan melalui proses polimerisasi kondensasi. Polimerisasi kondensasi adalah proses penggabungan molekul tunggal membentuk molekul besar dengan melepaskan molekul lain sebagai hasil sampingan.Dalam hal ini, tiokol disebut polimer kondensasi, karena tiokol dapat dihasilkan dari pemanasan campuran dikloro etana dengan natrium polisulfida (Na2Sx) dan membebaskan natrium klorida sebagai hasil samping.Reaksinya dapat dituliskan :

Cl CH2 CH2 Cl + nNa2Sx ( CH2 CH2 Sx ) n + 2NaCl

1,2 dikloro etana Natrium tiokol

polisulfida

Natrium polisulfida dapat dihasilkan dari reaksi larutan natrium hidroksida dengan belerang sesuai persamaan reaksi berikut :

6 NaOH + ( 2X + 1 ) S 2 Na2Sx + 3H2O + Na2SO3Tiokol atau karet sintetis (karet polisulfida) yang dihasilkan mempunyai sifat mekanis tidak sebaik karet alam, tetapi tiokol ini sangat tahan terhadap minyak dan pelarut organik. Oleh karena itu, tiokol dapat diunakan gasket, pipa saluran bahan bakar minyak. tiokol mempunyai masa jenis 1,5-1,6 dan agak jelek dalam kekuatan tarik dan kekenyalannya. Bersifat unggul dalam ketahanan minyak dan pelarut, dan menguntungkan dalam ketahanan dalam ketahanan terhadap cuaca dan ketahanan terhadap ozon.

Karet adalah polimer hidrokarbon yang terbentuk dari emulsi serupa susu (dikenal sebagai lateks) dari getah beberapa jenis tumbuhan, tetapi dapat juga diproduksi secara sintetis. Sumber utama barang dagang dari lateks yang digunakan untuk membuat karet adalah para atau Hevea brasiliensis (suku Euphorbiaceae). Lateks diperoleh dengan melukai kulit batangnya sehingga keluar cairan kental yang kemudian ditampung.

Tumbuhan lainnya yang menghasilkan lateks di antaranya adalah anggota suku ara-araan (misalnya beringin), sawo-sawoan (misalnya getah perca dan sawo manila), Euphorbiaceae lainnya, serta dandelion. Tumbuhan tersebut bukanlah sumber utama karet, namun pada Perang Dunia II persediaan karet orang Jerman dihambat, mereka mencoba sumber-sumber di atas, sebelum penciptaan karet sintetis. Diyakini dinamai oleh Joseph Priestley, yang pada 1770 menemukan lateks yang dikeringkan dapat menghapus tulisan pensil.

Struktur dasar karet alam adalah rantai linear unit isoprene (C5H8) yang berat molekul rata-ratanya tersebar antara 10.000 - 400.000.Sifat-sifat Karet Alam :

Warnanya agak kecoklat-coklatan, tembus cahaya atau setengah tembus cahaya, dengan berat jenis 0,91-0,93. Sifat mekaniknya tergantung pada derajat vulkanisasi, sehingga dapat dihasilkan banyak jenis sampai jenis yang kaku seperti ebonit. Temperatur penggunaan adalah sekitar 99C paling tinggi, melunak pada 130C dan mengurai pada kira-kira 200C. Sifat isolasi listriknya berbeda karena perbandingan pencampuran dengan aditif, tetapi pada umumnya menguntungkan. Namun demikian, karakteristik listrik pada frekuensi tinggi, jelek. Sifat kimianyajelek terhadap ketahanan minyak dan ketahanan pelarut. Zat tersebut hampir-hampir tak tahan pelarut hidrokarbon, ester asam asetat, dsb. Karet yang kenyal agak mudah didegradasi oleh sinar UV dan ozon. Sejak digunakan selama ini, tak ada masalah dalam kemampuan cetaknya.

Sifat-sifat mekanik yang baik dari karet alam menyebabkannya dapat digunakan untuk berbagai keperluan umum seperti sol sepatu dan telapak ban kendaraan. Pada suhu kamar, karet tidak berbentuk Kristal padat dan juga tidak berbentuk cairan.Perbedaan karet dengan benda-benda lain, tampak nyata pada sifat karet yang lembut, fleksibel dan elastis. Sifat-sifat ini memberi kesan bahwa karet alam adalah suatu bahan semi cairan alamiah atau suatu cairan dengan kekentalan yang sangat tinggi.Namun begitu, sifat-sifat mekaniknya menyerupai kulit binatang sehingga harus dimastikasi untuk memutus rantai molekulnya agar menjadi lebih pendek. Walapupun kalor yang timbul dari karet alam lebih rendah dari karet sintetik seperti SBR, tetapi karet alam agak kurang tahan terhadap panas dibanding SBR. Karet alam tidak tahan ozon dan cahaya matahari. Ketahanan terhadap minyak dan pelarut hydrocarbon sangat buruk.III. ALAT DAN BAHAN

Alat :

a. Labu bulat berleher empat

b. Motor pengaduk dan pengaduk

c. Gelas kimia 250 ml (2 buah)

d. Labu penghisap

e. Penangas air

f. Pengaduk magnit (magnit stirrer)

g. Neraca analitis

h. Statif dan klem

i. Plat tetes (tabung reaksi)

j. Pendingin (kondensor)

k. Termometer

l. Coronog Buchner

m. Pipet ukur 25 ml

n. Bola penghisap

o. Spatula

p. Gelas ukur 500 ml

q. Pipet tetes

r. Oven

Bahan :

a. Natrium hidroksida padat (NaOH)

b. 1,2 dikloro etana

c. Aquades

d. Larutan Natrium Hidroksida (NaOH) 6 %

e. Belerang padat (S)

f. Kertas saring

g. Asam klorida (HCl) 37 %

h. Benzena

IV. SKEMA KERJA

Proses pembuatan tiokol dapat dilakukan dengan tiga langkah kerja yaitu :

Persiapan

Gambar Rangkaian Alat

Pembuatan natrium polisulfida (Na2Sx)

Pembuatan tiokol

Perbedaan sifat kelarutan karet alam dengan tiokol

Keselamatan Kerja NaOH dan HCl pekat bersifat korosif dan daapat mengiritasi, apabila bahan ini mengenai kulit dapt menyebabkan luka dan apabila bahan ini terhirup dapat luka dan apabila bahan ini terhirup dapat menyulitkan pernapasan. Bahaya larutan encer tidak separah larutan pekat;

Benzena bersifat karsinogen;

Berdasarkan bahaya dan sifat bahan yang digunakan pada percobaan pembuatan tiokol, harus menggunakan pakaian pelindung (jas lab), sarung tangan, masker serta usahakan jangan sampai menghirup bahan tersebut;

Belerang merupakan zat yang mudah tebakar. Oleh karena itu, bahan ini harus dijahkan dari nyala api;

Percobaan dapat dilakukan di lemari asam khususnya pada saat penyaringan;

Apabila terkena bahan di atas atau setelah selesai praktikum harus dicuci dengan air bersih. V. DATA PERCOBAAN

Persiapan

No.Nama zatBerat Jenis Berat/ volumeBerat molekulRumusMolTlTd

1.Natrium Hidroksida2,13 gr/ml4,0 gram39,99771 gr/molNaOH0,1 mol318C (604 F)1390C (2534 F)

2.Belerang2,07 gr/ml7,5 gram32,006 gr/molS0,234 mol112,8 C444,6C

3.1,2 dikloro etana1,26 gr/ml20 ml

Massa

= 25,2 gr98,97 gr/molC2H4Cl20,254 mol-35C83C

4.Benzene--78,5 gr/molC6H6-5.4280.2

5.Asam klorida1,18 gr/ml-36,46 gr/molHCl--27.3248

Pembuatan PolisulfidaWaktu

(menit)Temp. setTemp. penangasTemp. reaktorPengamatanKeterangan

0100C100C

75C58,5CBelerang belum terlarutBelum terjadi perubahan apapun

575C75CBelerang belum terlarutTerbentuk serbuk berwarna orange kecoklatal yang menempel di dinding labu

1080C79CBelerang sudah mulai terlarutTerbentuk sedikit larutan coklat

20100C80Cbelerang sudah larut, tetapi tidak semuanya.Larutan berwarna coklat

3075C73CHampir semua belerang sudah terlarutLarutan berawarna coklat

Pembuatan tiokol

Waktu (menit)Temp. setTemp. penangasTemp. reatorPengamatanKeterangan

080C80C71CBelum terjadi perubahan apapunLarutan belum berwarna kuning yang jerrnih

1080C80C74CBelum terlihat terbentuknya gumpalan kuning.Larutan belum berwarna kuning yang jerrnih

2080C80C70CTerbentuk gumpalan kuning yang merupakan tiokolLarutan menjadi berwarna kuning jernih.

Perbedaan Sifat Kelarutan Getah Karet Alam, Karet gelang, dan Tiokol

Jenis KaretPengujian

NaOH 6 %HCl 37 %Benzena

Getah Karet Alam (dari pohon Beringin)Getah karet alam tidak larut setelah ditambah larutan NaOH 6%.

Getah karet alam tidak larut setelah ditambah larutan HCl 37%, tetapi warnanya berubah menjadi berwarna biru.

Getah karet alam larut sempurna setelah ditambah larutan Benzena.

Karet Gelang

Karet gelang tidak melarut setelah ditambah larutan NaOH 6%.

Karet gelang tidak melarut setelah ditambah larutan HCl 37%.

Karet gelang menyerap benzena secara keseluruhan, sehingga benzena yang ditambahkan tidak terlihat pada plat tetes.

Tiokol

Tiokol tidak melarut setelah ditambah larutan NaOH 6%.

Tiokol tidak melarut setelah ditambah larutan HCl 37%.

Tiokol tidak melarut setelah ditambah larutan Benzena.

Perhitungan Stoikiometripembuatan natrium polisulfida

6NaOH + (2x + 1)S 2Na2Sx + 3H2O + Na2SO3 + Na2SO3

4 gr

7,5 gr

Menentukan nilai x

Jadi, persamaan reaksi pembuatan natrium polisulfida adalah

6NaOH + 14S 2Na2S6,5 + 3H2O + Na2SO3 mula-mula : 0,1 mol 0,234 mol- -

-

bereaksi : 0,1 mol 0,1 mol

= 0,233 mol = 0,03 mol = 0,05 molsisa : - 0,001 mol 0,03 mol 0,05 mol 0,1 mol

Sedangkan, persamaan pembuatan tiokol adalah

Cl-CH2- CH2- Cl + 2Na2S6,5 (-Cl-CH2- CH2- S6,5-)2 + 4NaCl

m: 0,254 mol 0,03 mol

-

-

b:

0,03 mol

= 0,015 mol

= 0,015 mol

= 0,06 mols: 0,139 mol

-

0,015 mol 0,06 mol

berat molekul tiokol = 472 gr/mol

mol tiokol = gr tiokol = ( mol tiokol) x ( berat molekul tiokol )

= 0,015 mol x 472 gr/mol

= 7,08 gr

jadi, gram tiokol berdasarkan perhitungan stoikioketri adalah 7,08 gr berat molekul NaCl = 58,5 gr/mol

massa NaCl= ( mol NaCl ) x ( berat molekul NaCl )

= 0,06 mol x 58,5 gr/mol

= 3,51 gr

Perolehan produk berdasarkan Percobaan

Tiokol yang didapatkan berdasarkan praktikum = 5,45 gr Filtrat yang didapatkan pada penyarigan yang terakhir = 137,75 gr

Yield tiokol = x 100 %

= x 100%

= 76,97 %

Pembahasan

Oleh : Nenden Rochmah/08414022Pada praktikum ini bertujuan untuk membuat karet sintetis (tiokol) dalam skala laboratorium. Tiokol ini didapatkan dengan polimerisasi kondensasi yaitu proses penggabungan molekul tunggal membentuk molekul besar dengan melepaskan molekul lain sebagai hasil samping. Tiokol dibuat dengan cara pemanasan campuran dikloro etana dengan natrium polisulfida (Na2Sx) dengan membebaskan natrium klorida sebagai hasil samping. Namun, natrium polisulfida harus dibuat terlebih dahulu dengan mereaksikan 4 gr natrium hidroksida yang dilarutkan dalam 100 ml aquades dengan 7,5 gram belerang. Labu yang berisi belerang dan larutan NaOH tersebut dipanaskan diatas penangas air dengan kisaran suhu 70-80 oC. Suhu ini harus tetap dijaga karena bila suhu terlalu tinggi maka sulfur dapat terbakar, karena memiliki sifat mudah terbakar.

Reaksi yang terjadi saat pembuatan natrium polisulfida adalah

6NaOH + (2x + 1)S 2Na2Sx + 3H2O + Na2SO3

Sedangkan, reaksi yang terjadi saat pembuatan tiokol adalah

Cl CH2 CH2 Cl + nNa2Sx ( CH2 CH2 Sx ) n + 2NaCl1,2 dikloro etana Natrium tiokol

PolisulfidaTiokol yang didapatkan berdasarkan praktikum adalah 5,45 gr; sedangkan tiokol yang seharusnya didapatkan berdasarkan perhitungan stoikiometri adalah 7,08 gr. Hal ini mungkin saja dikarenakan campuran natrium polisulfida dan 1,2 dikloro etana belum terkonversi secara sempurna. Berdasarkan perhitungan yield yang didapatkan adalah 76,97%.

Pada praktikum kali ini, praktikan membandingkan sifat kelarutan antara karet gelang, getah karet alam ,dan tiokol dengan cara mereaksikannya dengan larutan NaOH 6%, benzena, dan HCl 3%. Getah karet alam ini didapatkan dari getah pohon beringin yang masih satu suku dengan pohon karet. Berdasarkan hasil praktikum terlihat bahwa karet gelang hanya larut pada benzena yang merupakan yang merupakan pelarut organik. Sedangkan, pada larutan HCl 37% dan NaOH 6% karet gelang tidak larut. Pada pengujian terhadap getah karet alam, getah karet alam larut sempurna pada benzena. Hal tersebut sesuai dengan teori yang menyatakan bahwa ketahanan karet alam terhadap minyak dan pelarut hydrocarbon sangat buruk. Pada Na0H 6%, getah karet alam tidak larut. Sedangkan, pada pengujian getah karet alam dengan HCl 37% getah karet alam tidak larut tetapi warna larutan berubah menjadi berwarna biru. Dan pengujian yang terakhir dilakukan pada tiokol. Hasil pengujian menunjukan bahwa tiokol tidak terlarut, baik pada HCl 37%, NaOH 6%, maupun pada benzena. Hal ini sesuai dengan teori yang mengatakan bahwa tiokol tidak dapat larut pada minyak dan pelarut organik yang salah satunya adalah benzena. Tiokol sebagai karet sintetis mempunyai ketahanan yang baik (kelarutan yang buruk) terhadap pelarut organik seperti benzena, sedangkan karet gelang dan getah karet alam mempunyai ketahanan yang buruk (kelarutan yang baik) terhadap benzena yang merupakan salah satu pelarut organik .Kesimpulan

1) Tiokol dapat dibuat dengan polimerisasi kondensasi 2) Tiokol dapat dibuat dengan pemanasan campuran 1,2 dikloro etana dengan natrium polisulfida dengan membebaskan natrium klorida sebagai hasil samping.3) Proses pembuatan karet sintetis (tiokol) meliputi beberapa tahap, yaitu tahap persiapan, tahap pembuatan Natrium Polisulfida, dan tahap pembuatan tiokol.

4) Tiokol yang didapatkan sebanyak 5,45 gr.

5) Yield tiokol yang didapatkan adalah 76,97%.6) Tiokol sebagai karet sintetis mempunyai ketahanan yang baik (kelarutan yang rendah) terhadap pelarut organik seperti benzena, sedangkan karet gelang dan getah karet alam mempunyai ketahanan yang buruk (kelarutan yang tinggi) terhadap pelarut organik.

DAFTAR PUSTAKA

http://industrikaret.wordpress.com/2008/05/12/hello-world/

Diposkan oleh DAS VENCHES di 08:09

Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas

Prof. Ir. Surdia Tata MS. Met. E.,dkk.2005.PENGETAHUAN BAHAN TEKNIK. Pradnya Paramita:Jakarta.

Persiapan

Pembuatan Natrium Sulfida (Na2Sx)

Pembuatan tiokol

4,0 gram NaOH (dilarutkan dengan 100 ml aquades dalam gelas kimia)

7,5 gram belerang dalam labu bulat

labu bulat yang bersih

Susunlah alat seperti pada gambar peralatan

Panaskan labu bulat yang telah dirangkai secara perlahan-lahan sambil diaduk

Amati dan catat peristiwa yang terjadi setiap 8 atau 10 menit sekali

Hentikan pemanasan setelah hampir semua belerang larut (larutan berwarna coklat tua)

Dinginkan larutan sampai temperatur ruangan.

Saring larutan yang telah dingin, filtrat disimpan untuk diproses selanjutnya.

Buang residu ke tempat pembuangan belerang.

20 ml 1,2 dikloroetana

filtrat yang disimpan

Labu bulat

Rangkai kembali alat seperti pembuatan natrium sulfida.

Amati dan catat setiap menit peristiwa selama pemanasan.

Panaskan labu bulat berisi larutan pada 70-80C sampai terbentuk gumpalan kuning dan larutan jenuh.

Hentikan pemanasan setelah terbentuk gumpalan kuning dan larutan kuning yang jernih.

Saring dan filtrat dibuang di tempat penampungan.

Cuci hasil dengan aquades, keringkan dan timbang beratnya.

Potong kecil-kecil karet alam dan tiokol.

Letakkan potongan tersebut ke tabung reaksi atau plat tetes.

Tambahkan larutan HCl 37% , NaOH 6% , dan benzena pada setiap dua tabung yang satu berisi karet alam dan yang lain berisi tiokol.

Amati perbedaan kelarutannya.