Kinetika Reaksi Saponifikasi Pada Reaktor CSTR
description
Transcript of Kinetika Reaksi Saponifikasi Pada Reaktor CSTR
Laporan Praktikum Dosen Pembimbing
Teknik Reaksi Kimia Prof. Dr. Syaiful Bahri, M.Si
KINETIKA REAKSI SAPONIFIKASI PADA REAKTOR CSTR
(Continues Stired Tank Reactor)
Kelompok : II (Dua)
Nama Kelompok : 1. Rita P. Mendrova (1107035609)
2. Ryan Tito (1107021186)
3. Yakub J. Silaen (1107036648)
LABORATORIUM TEKNIK I DAN II
PROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA
UNIVERSITAS RIAU
2013
ABSTRAK
Reaksi saponifikasi Etil asetat dengan Natrium hidroksida dilakukan pada reaktor CSTR (Continued Stired Tank Reactor) hingga kondisi steady state yang ditandai dengan konduktivitasnya konstan. Percobaan ini bertujuan untuk menentukan konstanta kecepatan reaksi saponifikasi pada reaktor CSTR. Percobaan dilakukan dengan memvariasikan laju alir dari produk yang keluar. Proses yang dilakukan yaitu kalibrasi pompa 1 dan pompa 2 untuk memperoleh persamaan. Dari persamaan tersebut, diperoleh speed setting yang digunakan untuk variasi laju alir 20 dan 40 ml/menit dengan konsentrasi umpan 0,03 M. Untuk mengetahui konsentrasi produk yang keluar, maka produk ditirasi dengan HCl 0,03 N. Berdasarkan percobaan yang dilakukan, semakin besar speed pompa, maka laju alir yang diperoleh juga akan semakin besar. Semakin besar laju alir, maka semakin cepat waktu yang dibutuhkan untuk mencapai kondisi steady state. Pada flow pompa 20 ml/menit, kondisi steady state didapat pada menit ke-38 dengan konduktivitas sebesar 2,28 mS, sedangkan pada flow pompa 40 ml/menit, kondisi steady state didapat pada menit ke-26 dengan konduktivitas sebesar 2,69 mS. Semakin besar laju alir, konstanta kecepatan reaksi yang diperoleh juga akan semakin besar. Pada flow pompa 20 ml/menit, konstanta kecepatan reaksi didapat sebesar 0,272 L/det.mol, sedangkan pada flow pompa 40 ml/menit, konstanta kecepatan reaksi didapat sebesar 0,307 L/det.mol.
Kata kunci : saponifikasi; CSTR; steady state; konduktivitas; konstanta kecepatan reaksi.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Tujuan Percobaan
Tujuan percobaan yaitu untuk menentukan konstanta kecepatan reaksi
saponifikasi pada reaktor CSTR (Continues Stired Tank Reactor).
1.2 Dasar Teori
1.2.1 Kalibrasi
Kalibrasi merupakan perbandingan kinerja instrumen dengan suatu standar
akurat telah spakati. Kalibrasi menjamin bahwa pengukuran yang akurat dan
dalam batas spesifikasi yang disyaratkan dari instrumen proses. Kalibrasi secara
singkat dapat digambarkan sebagai suatu aktivitas pengujian instrumen dengan
cara membandingkan hasil penunjukkan instrument tersebut dengan nilai/referensi
yang telah diketahui. Referensi merupakan nilai acuan /nilai pembanding yang
standarnya sudah ditetapkan. Alasan utama untuk kalibrasi adalah bahwa
instrumen yang paling baik pun juga mengalami drift serta akan kehilangan
kemampuan untuk memberikan pengukuran yang akurat.
Sumber-sumber yang mempengaruhi hasil kalibrasi:
Prosedur
Kalibrasi harus dilakukan sesuai dengan prosedur standar yang telah
diakui. Kesalahan pemahaman prosedur akan membuahkan hasil yang
kurang benar dan tidak dapat dipercaya. Pengesetan sistem harus teliti
sesuai dengan aturan pemakaian alat, agar kesalahan dapat dihindari.
Kalibrator
Kalibrator harus mampu telusur ke standar Nasional dan atau
Internasional. Tanpa memiliki ketelusuran, hasil kalibrasi tidak akan
diakui oleh pihak lain. Demikian pula ketelitian, kecermatan dan
kestabilan kalibrator harus setingkat lebih baik dari pada alat yang
dikalibrasi.
Tenaga pengkalibrasi
Tenaga pengkalibrasi harus memiliki keahlian dan keterampilan yang
memadai, karena hasil kalibrasi sangat tergantung kepadanya.
Kemampuan mengoperasikan alat dan kemampuan visualnya, umumnya
sangat diperlukan, terutama untuk menghindari kesalahan yang disebabkan
oleh penalaran posisi skala.
Periode kalibrasi
Periode kalibrasi adalah selang waktu antara satu kalibrasi suatu alat ukur
dengan kalibrasi berikutnya. Periode kalibrasi tergantung pada beberapa
faktor antara lain pada kualitas metrologis alat ukur tersebut, frekuensi
pemakaian, pemeliharaan atau penyimpanan dan tiingkat ketelitiannya.
Periode kalibrasi dapat ditetapkan berdasarkan lamanya pemakaian alat,
waktu kalender atau gabungan dari keduanya.
Lingkungan
Lingkungan dapat menyebabkan pengaruh yang sangat besar terhadap
kalibrasi terutama untuk mengkalibrasi kalibrator. Misalnya kondisi suhu,
kelembaban, getaran mekanik medan listrik, medan magnetik, medan
elektromagnetik, tingkat penerangan dan sebagainya.
Alat yang dikalibrasi
Alat yang dikalibrasi harus dalam keadaan maksimal, artinya dalam
kondisi jalan dengan baik, stabil dan tidak terdapat kerusakan yang
mengganggu.
1.2.2 Pengertian Konversi
Konversi memiliki pengertian bahwa untuk mengetahui sejauh mana reaksi
telah berlangsung atau untuk mengetahui jumlah mol hasil untuk setiap
penggunaan mol salah satu pereaksi atau basis.
Secara rumus dinyatakan:
Xa =
mol A reaktanmol A feed
1.2.3 Dasar Definisi Kecepatan ReaksiUntuk menyatakan cepat lambatnya suatu reaksi kimia perlu adanya suatu
konsep kecepatan reaksi. Kecepatan reaksi dapat didefenisikan sebagai banyaknya
mol zat per liter (gas maupun larutan) yang berubah menjadi zat lain dalam satuan
waktu.
1.2.4 Faktor- Faktor yang Mempengaruhi Kecepatan Reaksi
Kecepatan reaksi kimia dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu :
1. Konsentrasi
Reaksi kimia akan berlangsung lebih cepat jika konsentrasi yang bereaksi
lebih besar. Semakin besar konsentrasi, maka semakin banyak partikel zat
sehingga semakin banyak terjadi tumbukan.
2. Luas permukaan
Semakin luas permukaan sentuhan zat bereaksi, maka semakin besar
frekuensi tumbukan yang terjadi sehingga reaksi semakin cepat.
3. Suhu
Dengan kenaikan suhu, energi kinetik molekul zat yang bereaksi bertambah
sehingga reaksi akan semakin cepat.
1.2.5 Bentuk-Bentuk Persamaan Kecepatan Reaksi
Reaksi yang dilakukan pada reaktor CSTR dilakukan hingga kondisi steady
state. Kondisi steady state ini ditandai dengan tidak berubahnya nilai
konduktivitas dan suhu yang ada pada reaktor. Kondisi steady state tergantung
pada konsentrasi reagen, laju alir, volume reaktor dan suhu reaksi.
Kecepatan reaksi dinyatakan dengan persamaan :
r = k.a.b …….....................…………….. ( 1 )
Jika konsentrasi awal A (ao) sama dengan konsentrasi awal B (bo), maka
persamaan (1) tersebut dapat disederhanakan menjadi :
r = k.a2 ……….....................………….. ( 2 )
secara umum untuk reaksi order n dapat dituliskan dengan :
r = k.an ……….....................………….. ( 3 )
reaksi order dua pada persamaan (2) dapat dinyatakan dengan hubungan konversi
A (Xa) dengan waktu reaksi (t) sebagai berikut :
Xa
1−X a
=k.a.t ……….....................………….. ( 4 )
Pada persamaan (4) dapat diplotkan pada grafik
Xa
1−X a versus t, sehingga
diperoleh slope k.a0. Dengan diketahui konsentrasi awal A (a0), maka nilai
konstanta kecepatan (k) dapat dihitung.
1.2.6 Menentukan Konsentrasi awal NaOH dan CH3COOC2H5 Masuk
Reaktor
Konsentrasi NaOH mula-mula dalam reaktor (a0) :
a0 = Fa
Fa+Fbaμ ................................................. ( 5
)
konsentrasi Etil asetat mula-mula dalam reaktor (b0) :
b0 = Fb
Fa+Fbbμ ..................................................( 6 )
Dengan ; Fa = laju alir volum NaOH (ml/menit)
Fb = laju alir volum Etil asetat (ml/menit)
aμ = konsentrasi NaOH dalam tangki umpan (mol/L)
bμ = konsentrasi Etil asetat dalam tangki umpan (mol/L)
1.2.7 Perhitungan konversi reaksi
Perhitungan konversi reaksi dari NaOH (Xa) menggunakan persamaan
berikut ini:
Xa=a0−a1
a0................................................. ( 7 )
Dengan a0 = konsentrasi awal NaOH masuk reaktor (mol/liter)
a1 = konsentrasi NaOH keluar reaktor (mol/liter)
Konsentrasi NaOH keluar reaktor dapat ditentukan dengan metode titrasi asam-
basa.
1.2.8 Perhitungan Konstanta Laju Spesifik
Konstanta laju spesifik (k), dapat dihitung dari neraca massa Natrium
hidroksida. Persamaan umum neraca massa untuk reaktor dapat ditulis sebagai
berikut :
Input – Output – yang bereaksi = Akumulasi ................................................. ( 8 )
Karena reaksinya orde dua dan prosesnya steady state maka persamaan yang
berlaku pada reaktor CSTR adalah sebagai berikut:
VF
= 1k . a0
∫0
X a dxa
¿¿ ¿ ................................................. ( 9 )
Dari persamaan (9) setelah diintegralkan dapat dibentuk persamaan berikut:
k= FV . a0
(X a)1−Xa
......................................... ..... ( 10 )
Dari persamaan (10) dapat digunakan untuk menghitung konstanta kecepatan
reaksi saponifikasi pada reaktor CSTR, dengan F adalah laju alir volum total (Fa +
Fb) dan V adalah volume reaktor.
BAB II
METODOLOGI PERCOBAAN
2.1. Alat dan Bahan
a. Alat:
1. Reaktor CSTR dengan kelengkapan
2. Stopwatch
3. Gelas ukur
4. Labu ukur
5. Beaker glass
6. Corong
7. Neraca digital
8. Buret + statif
9. Erlenmeyer
10. Batang pengaduk
11. Pipet tetes
b. Bahan:
1. Etil asetat
2. NaOH
3. Aquadest
4. HCL 0,03 N
5. Indikator PP
2.2. Prosedur Percobaan
2.2.1 Persiapan Percobaan
1. Kalibrasi Pompa Feed
a) Mengisi kedua tangki feed reagen dengan air hingga penuh
b) Menghidupkan pompa 1 dengan set kontrol kecepatan 8
c) Menampung air yang terpompa keluar dengan gelas ukur pada periode
waktu 1 menit.
d) Mengukur volume air yang keluar
e) Mengulang kembali percobaan di atas dengan set kontrol kecepatan 9,
10 dan 11
f) Membuat grafik hubungan antara flowrate vs speed setting
g) Melakukan kalibrasi pada pompa 2 dengan menggunakan set kontrol
kecepatan yang sama seperti pada pompa 1.
2. Pembuatan Larutan Umpan
Pembuatan larutan NaOH dan etil asetat masing-masing dibuat sebanyak
5 liter dengan konsentrasi 0,05 M. Untuk larutan NaOH ini dititrasi dengan
larutan HCl 0,01 N.
2.2.2 Pelaksanaan Percobaan
a. Larutan NaOH dan Etil asetat yang telah dibuat dimasukkan ke dalam
tangki reaktan sampai kira-kira 5 cm dari batas atas tutup tangki reaktan.
b. Kecepatan pompa disetting yang besarnya kecepatan didapatkan dari
persamaan yang diperoleh dari kalibrasi masing-masing pompa untuk
menghasilkan laju alir 20 ml/menit
c. Pengatur suhu diatur pada suhu 30oC
d. Konduktivitas hasil reaksi dicatat setiap 2 menit hingga diperoleh nilai
konduktivitasnya stabil (steady state).
e. Setelah konduktivitas stabil, produk diambil sebanyak 20 ml.
f. Tiap 10 ml larutan produk ditambah dengan indikator pp sebanyak 3 tetes
hingga diperoleh warna larutan ungu muda.
g. Larutan dititrasi dengan HCl 0,03 N hingga larutan berubah warna seperti
semula.
h. Percobaan diulangi dengan setting laju alir pompa 40 ml/menit
i. Jika percobaan telah selesai, alat dibersihkan.
2.3 Gambar dan Keterangan Alat (Reaktor CSTR dan Kelengkapannya)
Gambar 2.1. Reaktor CSTR dan kelengkapannya
Alat ini terdiri dari beberapa bagian :
Tangki Reaktan (2)
Tangki reaktan ini terdiri dari dua buah dengan kapasitas volume masing-
masing 5 liter. Pada bagian bawah tangki dilengkapi dengan drain valve
yang berfungsi untuk mengosongkan tangki.
Pompa Umpan
Tipe pompa paristaltik dengan kemampuan pada range 0-95 ml per menit.
Operasi normal dilakukan dengan switch toggle (16) pada posisi manual.
Untuk pengaturan kecepatan pompa dapat diatur dengan memutar
potensiometer.
Sirkulator Air Panas
Sirkulator air panas ini digunakan, jika reaktor dioperasikan di atas
temperatur kamar. Air dipanaskan dengan elemen pemanas dalam
sirkulator, dipompa dengan pompa sirkulasi yang terletak dalam sirkulator.
Air dikembalikan ke priming vessel (21) setelah dipanaskan. Sistem
sirkulasi dioperasikan pada tekanan sub-atmosfherik untuk meningkatkan
keamanan. Priming vessel ini digunakan untuk mengisi awal sirkulator dan
reactor serta untuk menghembuskan udara.
Kontrol Temperatur Automatis
Kontrol temperatur dijalankan dengan sirkulasi pemanas atau pendingin
air melalui coil yang terletak dalam reaktor CSTR. Sensor temperatur (13)
dirancang dalam reaktor yang berhubungan dengan pengontrol temperatur
otomatis. Temperatur proses diset dengan menekan tombol (23)
bersamaan dengan tombol (24), jika untuk menaikkan temperatur.
Sedangkan untuk menurunkan temperatur dengan menekan tombol (23)
bersamaan dengan tombol (25). Untuk menghidupkan sirkulator dengan
cara menekan switch toggle (26) pada posisi “1”.
Pengukur Konduktivitas
Konduktivitas ditunjukkan pada monitor (27) dalam satuan milliSiemen.
Selama bereaksi, konduktivitas dari larutan berubah. Dari data ini dapat
digunakan untuk menentukan tingkat konversi dan kecepatan konversi.
2.4 Perhitungan/Analisis
2.4.1 Data-data yang dicatat
1. Laju alir NaOH (Fa), L/s
2. Laju alir CH3COOC2H5 (Fb), L/s
3. Konsentrasi NaOH dalam tangki (aµ), mol/L
4. Konsentrasi CH3COOC2H5 dalam tangki (bµ), mol/L
5. Temperatur reaktor (T), K
6. Volume reaktor (V) : 0,4 L
2.4.2 Data-data yang dihitung
1. Konsentrasi NaOH dalam umpan campuran (ao), mol/L
2. Konsentrasi CH3COOC2H5 dalam umpan campuran (bo), mol/L
3. Konversi NaOH (Xa)
4. Konstanta laju spesifik (k)
2.5
BAB III
HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1. Kalibrasi Pompa
Percobaan kalibrasi pompa dilakukan dengan mengalirkan air menggunakan
speed pompa 8, 9, 10 dan 11 (untuk masing-masing pompa 1 dan 2), kemudian
menampung air yang keluar dari reaktor CSTR dengan gelas ukur selama 1 menit.
Hasil pengukuran laju alir air pada masing-masing pompa dapat dilihat pada Tabel
3.11, sedangkan grafik hubungan antara speed pompa terhadap laju alir air pada
masing-masing pompa disajikan pada Gambar 3.1.
Tabel 3.1. Data hubungan antara speed pompa dengan laju alir air pada pompa 1 dan pompa 2
Speed pompaLaju alir air pada
pompa 1( ml/menit )
Laju alir air pada pompa 2
( ml/menit )891011
31465270
22385062
0 2 4 6 8 10 120
10
20
30
40
50
60
70
80
f(x) = 13.2 x − 82.4R² = 0.994520547945206
f(x) = 12.3 x − 67.1R² = 0.968876080691643
Pompa 1
Linear (Pompa 1)
Pompa 2
Speed Pompa
Laj
u A
lir A
ir (
ml/m
enit)
Gambar 3.1. Hubungan antara speed pompa dengan laju alir air pada pompa 1 dan 2.
Berdasarkan Tabel 3.1 dan Gambar 3.1 dapat dilihat bahwa semakin besar
speed setting pompa yang digunakan, baik pada pompa 1 maupun pompa 2, maka
laju alir yang diperoleh akan semakin besar pula. Hal ini disebabkan oleh volume
air yang ditampung pada gelas ukur semakin banyak dalam jangka waktu yang
sama, yaitu 1 menit. Dengan bertambahnya volume air dalam jangka waktu yang
sama berarti laju alirnya semakin cepat. Gambar 3.1 menunjukkan bahwa untuk
speed pompa yang sama, laju alir air pada pompa 1 lebih besar dibandingkan laju
alir air pada pompa 2. Perbedaan ini bisa jadi dikarenakan spesifikasi pompa yang
digunakan berbeda, sehingga mempengaruhi kinerja dari pompa tersebut.
Berdasarkan hasil kalibrasi pompa tersebut, diperoleh persamaan pada
pompa 1 yaitu y = 12,3x – 67,1; R² = 0,968 dan pompa 2 yaitu y = 13,2x – 82,4 ;
R2 = 0,994. Berdasarkan persamaan yang diperoleh, maka dapat ditentukan speed
setting yang akan digunakan untuk memperoleh variasi laju alir yang diinginkan
yaitu 20 dan 40 ml/menit.
3.2. Menentukan kondisi steady state
Percobaan ini dilakukan dengan mengalirkan NaOH menggunakan pompa
1 dan etil asetat menggunakan pompa 2 ke dalam reaktor CSTR hingga didapat
kondisi steady state. Kondisi steady state ditandai dengan konstannya
konduktivitas reaksi yang terbaca pada alat. Penghitungan konduktivitas
dilakukan setiap selang waktu 2 menit. Waktu yang dibutuhkan untuk mencapai
kondisi steady state dan konduktivitas reaksi selama mencapai kondisi steady
state dicatat. Konduktivitas reaksi pada saat steady state untuk flow pompa 20 dan
40 ml/menit disajikan pada Gambar 3.2.
0 5 10 15 20 25 30 35 402
2.2
2.4
2.6
2.8
3
Flow pompa 20 ml/menit
Flow pompa 40 ml/menit
Waktu (sekon)
Kon
du
kti
vita
s (m
S)
Gambar 3.2. Konduktivitas reaksi pada saat steady state untuk flow pompa 20
dan 40 ml/menit.
Konduktivitas merupakan kemampuan suatu bahan (larutan, gas atau
logam) untuk menghantarkan listrik. Dalam suatu larutan, arus listrik timbul
karena adanya pergerakan kation-kation dan anion-anion. Semakin besar
konsentrasi suatu larutan, maka semakin banyak ion-ion yang terkandung di
dalamnya, sehingga konduktivitas larutan semakin meningkat.
Berdasarkan Gambar 3.2 dapat dilihat bahwa semakin besar laju alir, maka
semakin sedikit waktu yang dibutuhkan untuk memperoleh konduktivitas pada
kondisi steady state. Hal ini disebabkan karena semakin besar laju alir, maka
kecepatan putar pompa untuk pereaksian larutan semakin cepat dan berlangsung
sempurna sehingga lebih cepat untuk memperoleh kondisi steady state. Pada laju
alir 20 ml/menit waktu yang dibutuhkan untuk mencapai kondisi steady state
yaitu selama 38 menit, sedangkan pada laju alir 40 ml/menit waktu yang
dibutuhkan yaitu hanya 26 menit.
3.3. Konstanta Kecepatan Reaksi
Percobaan reaksi saponifikasi NaOH dengan CH3COOC2H5 ini dilakukan
dengan memvariasikan laju alir. Konsentrasi NaOH yang keluar reaktor diperoleh
dari hasil titrasi dengan HCl 0,03 N. Perbandingan antara laju alir dengan
konstanta kecepatan reaksi dapat dilihat pada Gambar 3.3.
15 20 25 30 35 40 450.25
0.26
0.27
0.28
0.29
0.3
0.31
0.32
0.272
0.307
Laju alir (ml/menit)
Kon
stan
ta k
ecep
atan
rea
ksi
, k(L
/det
.mol
)
Gambar 3.3 Hubungan antara laju alir dengan konstanta kecepatan reaksi
Berdasarkan Gambar 3.3 dapat dilihat bahwa semakin besar laju alir maka
konstanta kecepatan reaksi yang diperoleh mengalami peningkatan, dimana pada
laju alir 20 ml/menit harga k yang didapat sebesar 0,272 L/det.mol, sedangkan
pada laju alir 40 ml/menit harga k yang didapat sebesar 0,307 L/det.mol.
Peningkatan laju alir mengakibatkan terjadinya peningkatan frekuensi tumbukan
antarpartikel dalam larutan, hal ini tentu saja akan mempercepat terjadinya reaksi
sehingga kecepatan reaksinyapin semakin meningkat.
BAB IV
KESIMPULAN DAN SARAN
4.1 Kesimpulan
1. Semakin besar speed pompa, maka laju alir yang diperoleh juga akan
semakin besar.
2. Semakin besar laju alir, maka semakin cepat waktu yang dibutuhkan untuk
mencapai kondisi steady state. Pada flow pompa 20 ml/menit, kondisi
steady state didapat pada menit ke-38 dengan konduktivitas sebesar 2,28
mS, sedangkan pada flow pompa 40 ml/menit, kondisi steady state didapat
pada menit ke-26 dengan konduktivitas sebesar 2,69 mS.
3. Semakin besar laju alir, konstanta kecepatan reaksi yang diperoleh juga
akan semakin besar. Pada flow pompa 20 ml/menit, konstanta kecepatan
reaksi didapat sebesar 0,272 L/det.mol, sedangkan pada flow pompa 40
ml/menit, konstanta kecepatan reaksi didapat sebesar 0,307 L/det.mol.
4.2 Saran
1. Praktikan harus teliti dalam membuat larutan umpan, kesalahan dalam
pembuatan larutan akan berpengaruh terhadap hasil titrasi dan pengukuran
konduktivitas.
2. Pastikan bahwa alat yang digunakan berada dalam kondisi operasi yang
baik, jika ada kebocoran selang segera laporkan kepada teknisi untuk
ditindaklanjuti.
DAFTAR PUSTAKA
Tim Penyusun. 2013. Penuntun Praktikum Teknik Reaksi Kimia. Pekanbaru :
Program Studi D-III Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Riau.
LAMPIRAN A
PERHITUNGAN
A. Pembuatan Larutan Umpan
1. NaOH 0,03 M sebanyak 5 Liter.
M=massaBM
x 1
V ( liter )
0 .03 M=massa40
x 15
Massa = 6 gram
Sebanyak 6 gram NaOH dilarutkan kedalam 5 Liter aquadest.
2. Etil asetat 0,03 M sebanyak 5 Liter.
M = Volumeacetat x ρ
Mrx
1V (liter)
0,03 M = Volumeacetat x0,9
88x
15
Vacetat = 14,7 ml
Sebanyak 14,7 ml Etil asetat dicampurkan ke dalam 5 Liter aquadest.
3. HCL 0,03 N sebanyak 500 ml
V1. N1 = V2 . N2
V 2=V 1 x N1
N 2
V 2=500 ml x 0,03 N
10 N
V 2=1,5 ml
Jadi HCl sebanyak 1,5 ml diencerkan kedalam 500 ml aquadest.
B. Konversi NaOH berdasarkan pengukuran titrasi
Flow pompa = 20 ml/menit
Laju alir NaOH (Fa) = 0,000333 L/s (speed pompa = 7,1) dan laju alir Etil
asetat (Fb) = 0,000333 L/s (speed pompa = 7,8), maka nilai konversinya :
Ft = Fa + Fb
= (0,000333 + 0,000333) L/s
= 0,000666 L/s
Konsentrasi awal NaOH dalam reaktor (a0) :
a0 = Fa
F t x aµ
= 0,000333 L/s0,000666 L/s x 0,03 mol/L
= 0,015 mol/L
Karena Fa = Fb, maka a0 = b0
a1 = konsentrasi NaOH keluar reaktor (diperoleh setelah dititrasi dengan
HCl 0,03 N)
V1 N1 = V2 N2
(1,5+1,4 )ml
2 x 0,03 N = 10 ml x N2
N2 = 0,00435 N
a1 = 0,00435 mol/L
xa = a0−a1
a0
= (0,015−0,00435 ) mol/ L
0,015 mol/ L
= 0,71
Konstanta laju spesifik (k) :
k = F (Xa)
V . a0(1−Xa)
= 0,000666(0,71)
(0,4 ) (0,015 )(1−0,71)
= 0,272 L/det.mol
Flow pompa = 40 ml/menit
Laju alir NaOH (Fa) = 0,000667 L/s (speed pompa = 8,7) dan laju alir Etil
asetat (Fb) = 0,000667 L/s (speed pompa = 9,3), maka nilai konversinya :
Ft = Fa + Fb
= (0,000667 + 0,000667) L/s
= 0,001334 L/s
Konsentrasi awal NaOH dalam reaktor (a0) :
a0 = Fa
F t x aµ
= 0,000667 L/s0,001334 L/s x 0,03 mol/L
= 0,015 mol/L
Karena Fa = Fb, maka a0 = b0
a1 = konsentrasi NaOH keluar reaktor (diperoleh setelah dititrasi dengan
HCl 0,03 N)
V1 N1 = V2 N2
(2,1+2,1 ) ml
2 x 0,03 N = 10 ml x N2
N2 = 0,0063 N
a1 = 0,0063 mol/L
xa = a0−a1
a0
= (0,015−0,0063 ) mol/ L
0,015 mol/ L
= 0,58
Konstanta laju spesifik (k) :
k = F (Xa)
V . a0(1−Xa)
= 0,001334 (0,58)
(0,4 ) (0,015 )(1−0,58)
= 0,307 L/det.mol
LAMPIRAN B
LAPORAN SEMENTARA
Judul Praktikum : Kinetika Reaksi Safonifikasi pada Reaktor CSTR
Hari/Tanggal Praktikum : Senin/7 Oktober 2013
Pembimbing : Prof. Dr. Syaiful Bahri., M.Si
Asisten Laboratorium : Deslia Prima S
Nama Kelompok II : Rita Puriani Mendrova (1107035609)
Ryan Tito (1107021186)
Yakub Jeffery Silaen (1107036648)
Hasil Percobaan :
B.1 Kalibrasi Pompa Feed
Tabel B.1 Data hasil percobaan kalibrasi pompa 1 dan 2
Speed pompaLaju alir air pada
pompa 1( ml/menit )
Laju alir air pada pompa 2
( ml/menit )
891011
31465270
22385062
B.2 Pembuatan Larutan Umpan
1. NaOH 0,03 M sebanyak 5 Liter.
M=massaBM
x 1
V ( liter )
0,03 M=massa40
x 15
Massa = 6 gram
Sebanyak 6 gram NaOH dilarutkan ke dalam 5 Liter aquadest.
2. Etil asetat 0,03 M sebanyak 5 Liter.
M = Volumeacetat x ρ
Mrx
1V (liter)
0,03 M = Volumeacetat x0,9
88x
15
Vacetat = 14,7 ml
Sebanyak 14,7 ml Etil asetat dicampurkan ke dalam 5 Liter aquadest.
Untuk menentukan konsentrasi NaOH yang keluar dari reaktor, dapat dilakukan
dengan titrasi menggunakan HCl. HCl yang tersedia yaitu 10 N, maka untuk
membuat larutan HCl 0,03 N dilakukan proses pengenceran :
V1. N1 = V2 . N2
V 2=V 1 x N1
N 2
V 2=500 ml x 0,03 N
10 N
V 2=1,5 ml
Jadi HCl sebanyak 1,5 ml diencerkan kedalam 500 ml aquadest.
B.3 Penentuan kondisi steady state (konduktivitas dan titrasi)
1. Flow pompa = 20 ml/menit
Kecepatan alir dari NaOH (Fa) = 20 ml/menit
= 0,000333 L/s
Kecepatan alir CH3COOC2H5 (Fb) = 20 ml/menit
= 0,000333 L/s
Konsentrasi NaOH dalam tangki (aµ) = 0,03 mol/L
Konsentrasi CH3COOC2H5 dalam tangki (bµ) = 0,03 mol/L
Speed pompa NaOH = 7,1
Speed pompa CH3COOC2H5 = 7,8
Temperatur pada saat steady state = 31,2 oC
Tabel B.2 Data hasil pengukuran konduktivitas pada keadaan steady-state untuk
flow pompa 20 ml/menit.
Waktu
(menit)
Konduktivitas
(mS)
0 2,50
2 2,50
4 2,48
6 2,47
8 2,45
10 2,43
12 2,42
14 2,40
16 2,38
18 2,36
20 2,35
22 2,34
24 2,32
26 2,32
28 2,30
30 2,29
32 2,29
34 2,28
36 2,28
38 2,28
Kondisi steady state percobaan didapat pada menit ke-38 dengan konduktivitas
sebesar 2,28 mS.
Tabel B.3 Produk diambil 20 ml lalu dititrasi tiap 10 ml dengan HCl 0,03 N.
Volume Produk
(ml)
Volume HCl 0,03 N
yang terpakai
(ml)
10
10
1,5
1,4
2. Flow pompa = 40 ml/menit
Kecepatan alir dari NaOH (Fa) = 40 ml/menit
= 0,000667 L/s
Kecepatan alir CH3COOC2H5 (Fb) = 40 ml/menit
= 0,000667 L/s
Konsentrasi NaOH dalam tangki (aµ) = 0,03 mol/L
Konsentrasi CH3COOC2H5 dalam tangki (bµ) = 0,03 mol/L
Speed pompa NaOH = 8,7
Speed pompa CH3COOC2H5 = 9,3
Temperatur pada saat steady state = 31,6 oC
Tabel B.4 Data hasil pengukuran konduktivitas pada keadaan steady-state untuk
flow pompa 40 ml/menit.
Waktu
(menit)
Konduktivitas
(mS)
0 2,70
2 2,81
4 2,85
6 2,84
8 2,83
10 2,81
12 2,78
14 2,76
16 2,73
18 2,71
20 2,70
22 2,69
24 2,69
26 2,69
Kondisi steady state percobaan didapat pada menit ke-26 dengan konduktivitas
sebesar 2,69 mS.
Tabel B.5 Produk diambil 20 ml lalu dititrasi tiap 10 ml dengan HCl 0,03 N.
Volume Produk
(ml)
Volume HCl 0,03 N
yang terpakai
(ml)
10
10
2,1
2,1
Pekanbaru, 7 Oktober 2013
Asisten Laboratorium,
Deslia Prima S