LABORATORIUM SATUAN PROSES

SEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2012/2013

MODUL : Pembuatan Gas Chlorine (Cl2)

PEMBIMBING : Ir. Retno Indarti, MT

Oleh :

Kelompok : VI

Nama : 1. Nurul Fathatun ,121424023

2. Pria Gita Maulana ,121424024

3. Reni Swara M ,121424026

Kelas : 1A

PROGRAM STUDI DIPLOMA IV TEKNIK KIMIA PRODUKSI BERSIH

JURUSAN TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2013

Tanggal Praktikum : 18 April 2013

Tanggal Penyerahan : 25 April 2013

(Laporan)

I. JUDUL PRAKTIKUM

Pembuatan Gas Chlorine (Cl2)

II. TUJUAN PRAKTIKUM

1. Mempelajari pembuatan gas chlorine dengan proses elektrolisis.

2. Mengidentifikasi produksi gas chlorine yang didapatkan.

3. Membandingkan produksi gas chlorine dalam waktu tertentu.

III. LANDASAN TEORI

Dalam menyediakan kebutuhan air bersih diperlukan desinfektan untuk menjaga kualitas

air. Bermacam-macam zat kimia seperti ozon (O3), klorin (Cl2), klordioksida (ClO2) dan proses

fisik seperti penyinaran dengan ultra violet, pemanasan dan lain-lain digunakan untuk

desinfeksi air. Dari bermacam- macam zat kimia tersebut, klor adalah zat kimia yang sering

dipakai karena harganya murah dan masih mempunyai daya desinfeksi sampai beberapa jam

setelah pembubuhannya (residu klor). Selain dapat membasmi bakteri dan mikroorganisme,

klor dapat mengoksidasi ion-ion logam seperti Fe, Mn menjadi Fe, Mr dan memecah

molekul organis seperti warna (Alaerts,1990). Gas klorin diharapkan bisa diproduksi dari

larutan NaCl dimana terkandung ion-ion klorida di dalamnya.

Elektrolisis

Air yang murni kimia, praktis tak menghantarkan listrik, tetapi jika asam, basa, atau

garam dilarutkan didalamnya, larutan yang dihasilkan bukan saja menghantarkan arus listrik,

melainkan juga mengalami perubahan-perubahan kimia. Seluruh proses ini disebut elektrolisis.

Larutan elektrolit ditaruh dalam sebuah bejana, dimana dua buah penghantar (konduktor)

zat padat (misalnya logam), yang disebut elektroda dicelupkan. Dengan bantuan aki (atau

sumber arus listrik searah lainnya), diberi perbedaan potensial antara kedua elektroda itu.

Elektroda dengan muatan negatif dalam sel elektrolisis disebut katoda, sedangkan yang

bermuatan positif dinamakan anoda. Partikel-partikel yang bergerak ke arah salah satu

elektroda haruslah bermuatan, dan muatan ini harus berlawanan dengan muatan elektroda ke

arah mana mereka bergerak (Svehla, 1990).

Ada dua tipe elektrolisis, yaitu elektrolisis lelehan (leburan) dan elektolisis

larutan. Pada proses elektrolisis lelehan, kation pasti tereduksi di katoda dan anion pasti

tereduksi di anoda. Sebagai contoh, berikut ini adalah reaksi elektrolisis lelehan garam

NaCl (yangdikenaldenganistilahsel Downs) :

Katoda (-) : 2 Na+(L) + 2e- ---- 2Na……………… (1)

Anoda (+) : 2Cl(l) --- Cl2(g) + 2e- ………………….......... (2)

Reaksi sel : 2Na+(l) + 2Cl(l) -- 2 Na(s) + Cl2(g) …………... (1) dan (2)

Reaksi elektolisis lelehan garamNaCl menghasilkan endapan logam natrium di

katoda dan gelembung gas Cl2 di anoda. Bagaimana hal nya jika lelehan garam NaCl

diganti dengan larutan garam NaCl ?Apakah proses yang terjadi masih sama? Untuk

mempelajari reaksi elektrolisis larutan garam NaCl, kita mengingat kembali Deret

volta.

Pada katoda, terjadi persaingan antara air dengan ion Na+ . Berdasarkan Tabel

Potensial Standard Reduksi, air memiliki Eored yang lebih besar dibandingkan ion Na+.

Ini berarti, air lebih mudah tereduksi dibandingkan ion Na+.Oleh sebab itu, spesi yang

bereaksi di katoda adalah air.Sementara berdasarkan Tabel Potensial standard Reduksi,

nilai EO red ion Cl-dan air hampir sama. Oleh karena oksidasi air memerlukan potensial

tambahan( over voltage), maka oksidasi ion Cl- lebih mudah dibandingkan oksidasi air.

Dengan demikian reaksi yang terjadi pada elektrolisis larutangaramNaCl adalah sebagai

berikut :

Katoda (-) : 2H2O + 2e- ---H2(g) + 2OH –(aq) ……………….......... (1)

Anoda (+) : 2Cl- (aq) -Cl2(g) + 2e- ……………………................... (2)

Reaksi sel : 2H2O(l) + 2Cl – (aq)-- H2(g) + Cl2(g) + 2OH-

(aq) .............(1) dan (2)

Reaksi elektrolisis larutan garam NaCl menghasilkan gelembung gas H2 dan ion

OH-pada katoda dapat dibuktikan dengan perubahan warna larutan dari bening menjadi

merah muda setelah sejumlah indicator penoftalein (pp).Dengan demikian, terlihat

bahwa produk elektrolisis lelehan umumnya berbeda dengan produk elektrolisis

larutan. Selain pembentukan gas chlorine, dalam anoda juga terbentuk gas oksigen,

reaksi terjadi sebagai berikut :

Katoda (-) : 4H2O + 2e- ---2H2(g) + 2OH –(aq) .............................(1)

Anoda (+) : 2H2O - 4H+ + O2 + 4e- .........................................(2)

Reaksi sel : 6H2O(l) -- 2H2(g) + O2(g) + 4OH-(aq) + 4 H+ .............(1) dan (2)

Rangkaian proses pembuatan gas chlorine :

IV. ALAT DAN BAHAN

Alat yang digunakan:

Reaktor elektrolisis

Scrubber / alat penangkap gas chlorine

Rectifer / sumber arus

Peralatan titrasi

Peralatan gelas

Bahan yang digunakan:

NaCl teknis / garam dapur

Kalium Iodida (KI) 2%

Larutan HCl 0,02 N

Indikator phenolpthalin

Aquades

V. PROSEDUR KERJA

5.1 Pembuatan Gas Chlorine

5.2 Analisis Gas Chlorine

am bil 25 m l laru tan d i katoda

m asukkan kedalam labu erlenm eyer

tam bahkan indikator pp

titrasi m enggunakan laru tan H C l 0 ,02 N

am bil 10 m L laru tan K I

m asukkan kedalam scrubber sebagai

penam pung

tam bahkan 5 m L am ylum dan am ati perubahan w arna

yang terjad i

VI. DATA PENGAMATAN

Volume larutan KI

Scrubber 1 = 50 mL

Scrubber 2 = 50 mL

Membuat larutan NaCl

Massa NaCl = 35 gram

Aquades = 100 mL

Kuat arus = 2,5 A

Gas chlorine mulai terbentuk (warna berubah menjadi cokelat) pada 20 menit setelah

arus diberikan

Gas chlorine yang terbentuk pada scrubber 1 = 58 mL

Berikut gambar hasil pengamatan pembuatan gas klorin.

Gambar hasil pengamatan

VII. PENGOLAHAN DATA

NaCl(l) → Na+ + Clˉ

Katoda: 2H2O(l) + 2e → H2(g) + 2OHˉ(aq)

Anoda: 2Clˉ(aq) → Cl2(g) + 2e

2H2O(l) + 2Clˉ(aq) → H2(g) + 2OHˉ(aq) + Cl2(g)

Penentuan konsentrasi NaOH

Konsentrasi HCl : 0,02N

Volume larutan NaOH di katoda : 13 mL

Setelah titrasi, volume HCl yang terpakai hanya 0,2 mL

VNaOH × MNaOH = VHCl × MHCl

13mL × M1 = 0,2mL × 0,02 N

MNaOH = 0,0003076923 N

Dari scrubber 1 yaitu Cl dan KI diambil 10 mL ditambahkan amylum 5 mL, warna menjadi

hijau tua

VIII. PEMBAHASAN

Oleh: Nurul Fathatun (121424023)

Percobaan kali ini adalah pembuatan gas klorin melalui proses elektrolisis.

Elektrolisis itu sendiri adalah perubahan energi listrik menghasilkan reaksi kimia.

Tujuan dari praktikum ini adalah membuat gas klorin dengan proses elektrolisis dan

mengidentifikasi produksi gas klorin juga membandingkan produksi gas klorin dalam

waktu tertentu.

Langkah pertama yang dilakukan adalah merangkai alat dengan cara

menghubungkan reaktor elektrolisis dengan rectifier sebagai sumber listrik dan

scrubber yang terdiri dari scrubber 1 sebagai penangkap gas klorin pertama dan

scrubber 2 sebagai penangkap sisa gas klorin yang tidak tertangkap pada scrubber 1.

Karena proses yang dilakukan adalah elektrolisis maka sumber listrik negatif dipasang

pada katoda dan sumber listrik positif dipasang pada anoda. Adapun reaksi yang terjadi

pada anoda dan katoda adalah sebagai berikut :

NaCl(l) → Na+ + Clˉ

Katoda: 2H2O(l) + 2e → H2(g) + 2OHˉ(aq)

Anoda: 2Clˉ(aq) → Cl2(g) + 2e

2H2O(l) + 2Clˉ(aq) → H2(g) + 2OHˉ(aq) + Cl2(g)

Kemudian pada kolom dimasukkan larutan NaCl jenuh yang dibuat dengan cara

melarutkan serbuk NaCl sebanyak 35 gram dalam 100 mL air hingga larutan menjadi

jenuh (ditandai dengan serbuk NaCl yang sudah sulit terlarut). Selanjutnya pada

masing-masing scrubber diisi dengan larutan KI 2% sebanyak 50 mL. Setelah arus

mulai dialirkan pada katoda terbentuk gelembung-gelembung yang banyak tetapi pada

anoda masih tetap diam tanpa ada gelembung, setelah beberapa saat pada anoda juga

mulai terbentuk gelembung-gelembung yang kemudian terus menekan keatas

(mengangkat) larutan dari kolom hingga meluap melalui selang sehingga mengalirkan

larutan klorin yang terbentuk menuju scrubber 1 yang telah disiapkan sebagai

penangkap gas klorin. Gas klorin mulai terbentuk pada menit ke 20 setelah diberikan

arus. Ini ditandai dengan berubahnya warna larutan KI pada scrubber 1 yang semula

bening menjadi cokelat dan volumenya pun terus meningkat. Dari hasil pengamatan gas

klorin yang terbentuk pada scrubber 1 adalah sebesar 58 mL. Kemudian dilakukan

pengujian terhadap larutan di katoda yang berupa NaOH sebanyak 13 mL, selanjutnya

larutan NaOH tersebut dititrasi dengan menggunakan larutan HCl 0,02N, setelah

dilakukan titrasi volume HCl yang dibutuhkan untuk menetralkan larutan NaOH

tersebut hanya 0,2 mL dan dari hasil pengolahan data dapat diketahui bahwa

konsentrasi NaOH yang terbentuk di katoda adalah sebesar 0,0003076923 N (sangat

kecil).

Selanjutnya dilakukan pengujian juga terhadap larutan KI pada scrubber 1,

diambil sampel sebanyak 10 mL dari scrubber 1 yang kemudian ditambahkan 5 mL

amylum dan warna larutan KI berubah yang semula berwarna cokelat menjadi hijau

tua. Ini menunjukan bahwa larutan KI khususnya unsur iodin sedeang bereaksi dengan

amylum.

Oleh: Pria Gita Maulana (121424024)

Praktikum ini bertujuan untuk mempelajari pembuatan gas chlorine dan

mengindentifikasi produksi gas chlorine yang didapatkan. Pembuatan gas chlorine pada

praktikum ini dibuat melalui proses elektrolisis. Pada proses elektrolisis ini digunakan

larutan Nacl dengan konsentrasi jenuh sebagai larutan elektrolit. Digunanakannya

larutan NaCl dengan konsentrasi jenuh sebagai larutan elektrolit karena larutan ini

merupakan kondouktor yang baik sehingga reaksi elektrolisis dapat berjalan dengan

baik.

Pada katoda ion Na+ dari larutan NaCl tidak tereduksi yang tereduksi adalah air.

Hal ini terjadi karena harga potensial reduksi H2O lebih besar dari harga potensial

reduksi ion Na+ dari larutan NaCl. Reaksi pada katoda ini menghasilkan gas H2 dan

larutan bersifat basa. Larutan pada katoda bersifat basa karena pada katoda dihasilkan

ion OH- dan ion OH- ini ditangkap oleh ion Na+ dari larutan NaCl sehingga

menghasilkan larutan NaOH pada katoda yang bersifat basa. Pada praktikum

didapatkan volume NaOH yang terbentuk pada katoda adalah 13 ml. Larutan ini

dititrasi dengan larutan HCl, dimana volume larutan HCl yang dibutuhkan pada proses

titrasi ini adalah 0,2 ml sehingga dapat diketahui pada praktikum ini konsentrasi larutan

NaOH yang didapatkan pada katoda adalah 0,0003 M.

Sementara itu pada anoda ion Cl- dari larutan NaCl mengalami oksidasi

membentuk CL2 (gas Chlorine). Untuk membuktikan bahwa pada anoda terbentuk gas

chlorine maka gas chlorine pada praktikum ini dialirkan menuju scrubber 1 dan 2 yang

berisi larutan KI. Pada praktikum ini gas chlorine mulai terbentuk pada 20 menit

setelah arus diberikan. Pada scrubber 1 ketika gas chlorine mulai terbentuk terjadi

perubahan warna larutan pada scrubber 1 menjadi kuning kehijauan, sedangkan pada

scrubber 2 tidak terjadi perubahan warna larutan. Perubahan warna ini terjadi karena

pada scrubber 1, gas chlorine berikatan dengan larutan KI sehingga terbentuk I2 (iodin).

Iodin inilah yang menyebabkan larutan berwarna coklat. Sementara itu pada scrubber 2

tidak terjadi perubahan warna karena pada scrubber 2 tidak ada gas chlorine. Hal ini

dapat ditarik kesimpulan bahwa terbentuknya gas chlorine pada praktikum ini dapat

diketahui dengan menggunakan larutan KI dimana larutan tersebut berubah warnanya

menjadi kuning kehijauan.

Untuk membuktikan adanya Iodine pada scrubber 1 maka digunakan amilum.

Amilum ini jika bereaksi dengan Iodine akan menghasilkan larutan berwarna ungu.

Pengamatan pada praktikum ini didapatkan larutan hasil pencampuran antara larutan

pada scrubber 1 dan larutan amilum mennghasilkan larutan berwarna hijau tua. Hal ini

membuktikan bahwa pada scrubber 1 terdapat sedikit Iodin.

Reaksi elektrolisis pembuatan gas chlorine dapat dituliskan sebagai berikut :

NaCl → Na+ + Cl-

Katoda: 2H2O + 2e → H2 + OH-

Anoda: 2Cl- → Cl2 + 2e

2H2O + 2Cl- → H2 + OH- + Cl2

IX. KESIMPULAN

Pembuatan gas chlorine dapat dilakukan dengan proses elektrolisis. Pada proses

elektrolisis gas chlorine terbentuk pada anoda. Gas chlorine pada anoda dapat diketahui

dengan mengalirkan gas chlorine ke dalam scrubber yang berisi larutan KI. Pada

scrubber gas chlorine bereaksi dengan larutan KI menghasilkan Iodine yang ditandai

dengan warna larutan menjadi coklat. Adanya iodine pada larutan scrubber dapat

diketahui dengan mencampurkan larutan tersebut dengan larutan amilum yang akan

menghasilkan warna larutan hijau tua. Pada katoda terbentuk larutan yang bersifat basa

yaitu larutan NaOH. Konsentrasi larutan NaOH dapat diketahui dengan cara mentitrasi

larutan tersebut dengan HCl. Dari percobaan diketahui konsentrasi larutan NaOH

sebesar 0,0003 M.

X. DAFTAR PUSTAKA

Abdel-Aal, H.K., dan Hussein I.A. 1993. “Parametric Study for Saline Water Electrolysis:

Part I-- Hydrogen Production”. International Journal Hydrogen Energy 18 (6), Hal

485-489.

Abdel-Aal, H.K., Hussein I.A., Sultan. S.M. 1993. “Parametric Study for Saline Water

Electrolysis: Part

II-Chlorine Evolution, Selectivity and Determination”. International Journal Hydrogen Energy

18 (7), Hal 545-551.

American Public Health Association (APHA), American Water Work Association, Water

Environmental