LAPORAN PRAKTIKUM - Web viewProses kering pada pembuatan logam zirkon dari pasir zirkon dilakukan...

30
LAPORAN PRAKTIKUM PROSES KIMIA PEMBUATAN ZIRKON KARBIDA DARI PASIR ZIRKON PADA SUHU 1800 0 C DENGAN MENGGUNAKAN BUSUR LISTRIK Disusun oleh : Nama : Dewi Ramandhanni Kusumawati NIM : 010800214 Kelompok : V Teman Kerja :1. Sri Nuryani 2. Taufik Juliade Hermawan Asisten : Ir. Budi Sulistyo PROGRAM STUDI TEKNOKIMIA JURUSAN TEKNOKIMIA NUKLIR SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NUKLIR

Transcript of LAPORAN PRAKTIKUM - Web viewProses kering pada pembuatan logam zirkon dari pasir zirkon dilakukan...

Page 1: LAPORAN PRAKTIKUM - Web viewProses kering pada pembuatan logam zirkon dari pasir zirkon dilakukan mempunyai tujuan untuk memperoleh proses yang singkat dan konversi proses yang tinggi

LAPORANPRAKTIKUM PROSES KIMIA

PEMBUATAN ZIRKON KARBIDADARI PASIR ZIRKON PADA SUHU 18000C DENGAN

MENGGUNAKAN BUSUR LISTRIK

Disusun oleh :

Nama : Dewi Ramandhanni Kusumawati NIM : 010800214Kelompok : VTeman Kerja : 1. Sri Nuryani

2. Taufik Juliade HermawanAsisten : Ir. Budi Sulistyo

PROGRAM STUDI TEKNOKIMIAJURUSAN TEKNOKIMIA NUKLIR

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NUKLIRYOGYAKARTA

2011

Page 2: LAPORAN PRAKTIKUM - Web viewProses kering pada pembuatan logam zirkon dari pasir zirkon dilakukan mempunyai tujuan untuk memperoleh proses yang singkat dan konversi proses yang tinggi

PEMBUATAN ZIRKON KARBIDA

DARI PASIR ZIRKON PADA SUHU 18000C DENGAN

MENGGUNAKAN BUSUR LISTRIK

I. TUJUAN

1. Mencari hubungan waktu pemanasan terhadap zirkon karbida yang dihasilkan

(variasi waktu pemanasan).

2. Mencari hubungan perbandingan massa pasir zirkon dengan banyaknya karbon

yang ditambahkan terhadap pembentukan zirkon karbida (variasi massa karbon).

3. Menentukan kondisi optimum waktu pemanasan terhadap zirkon karbida yang

dihasilkan.

4. Menentukan kondisi optimum perbandingan massa pasir zirkon dengan

banyaknya karbon yang ditambahkan terhadap pembentukan zirkon karbida.

II. DASAR TEORI

Proses kering pada pembuatan logam zirkon dari pasir zirkon dilakukan

mempunyai tujuan untuk memperoleh proses yang singkat dan konversi proses yang

tinggi. Pada proses kering di sini ada tiga macam yaitu : proses karbida, proses

karbonitrit, dan proses klorinasi langsung. Pada proses karbida dan karbonitril

konversi reaksinya mencapai 95% sedangkan pada proses klorinasi langsung hanya

maksimum 43%. Pada proses klorinasi langsung suhunya lebih rendah dan limbah

maupun polusinya lebih sedikit dibanding dengan proses karbida dan proses

karbonitrit.

Reaksi proses tersebut adalah sebagai berikut :

ZrSiO4(s) + 4 C(s) → ZrC(s) + SiO(g)↑ + 3 CO(g)

Pasir zirkon digambarkan sebagai senyawa yang mempunyai rumus ZrSiO4

atau (ZrO2 dan SiO2) ikatan oksidasi kedua senyawa tersebut sangat kuat, maka

memerlukan cara dan kondisi yang sangat khusus. Caranya pertama pasir ditambah

dengan menambahkan karbon, dicampur kemudian dipanaskan pada suhu tinggi

dengan maksud untuk memecah ikatan antara ZrO2 dan SiO2 berubah menjadi

senyawa ZrC dan SiO, senyawa SiO menguap dan menyublim pada suhu 200oC

Page 3: LAPORAN PRAKTIKUM - Web viewProses kering pada pembuatan logam zirkon dari pasir zirkon dilakukan mempunyai tujuan untuk memperoleh proses yang singkat dan konversi proses yang tinggi

menjadi SiO2, sehingga antara Zr dan Si bisa pisah. Pada percobaan ini dilakukan

dengan cara sebagai berikut bahan pasir zirkon dicampur bahan karbon dengan

perbandingan tertentu, kemudian dipanaskan pada suhu 1800oC, sehingga diperoleh

ZrC berupa padat sedangkan SiO berupa gas berwarna putih menyublim menjadi

padat, gas CO diserap dengan larutan soda kostik.

Pasir Zirkon

(a) (b)

Gambar 1. (a) Pasir Zirkon, (b) Struktur Pasir Zirkon

● Formula: ZrO2. SiO2

● Pasir zirkon ada yang tidak berwarna dan ada yang berwarna. Warna alami dari

zirkon bervariasi, antara kuning-keemasan, merah, coklat, hijau, dan tidak berwarna.

● Sumber dari Zirkonium murni menunjukan penyerapan neutron yang rendah,

kekuatan tinggi pada temperatur yang tinggi, dan tahan terhadap korosi kimia, selain

untuk cetakan pasir dapat juga digunakan untuk reaktor nuklir dan radiometric

dating.

Keunggulan pasir Zirkon

● Ekspansi thermal rendah

● Konduktivitas panas tinggi

Toksisitas rendah

Page 4: LAPORAN PRAKTIKUM - Web viewProses kering pada pembuatan logam zirkon dari pasir zirkon dilakukan mempunyai tujuan untuk memperoleh proses yang singkat dan konversi proses yang tinggi

● Densitas lebih tinggi daripada pasir silika

Kelemahan pasir Zirkon

● Mahal

● Deposit pasir Zirkon sangat terbatas

Dapat menyebabkan iritasi pada kulit dan mata

Pada percobaan ini alat pemanas yang digunakan adalah busur listrik dengan

menggunakan elektrode grafit, dengan ukuran diameter 5 mm, dan tinggi 10 cm,

tegangan listrik 25 V serta arus 80 A. Variabel proses yang berpengaruh adalah kadar

zirkon dalam pasir, jenis karbon, perbandingan pasir dan karbon. Variabel operasi

adalah suhu pemanasan, waktu pemanasan, ini tergantung tegangan listrik dan besar

arus, jenis elektrode.

III. ALAT DAN BAHAN

A. Bahan penelitian

1. Pasir zirkon dari pulau bangka dengan kadar 40% berat.

2. Serbuk karbon dari petroleum coke atau calsine coke, serbuk grafit.

B. Alat penelitian

1. Serangkaian alat pemanas busur listrik yang dapat mencapai suhu 1800oC.

2. Neraca analitik

3. Sendok sungu

4. Spatula

5. Gelas beker

6. Gelas arloji

7. Cawan grafit

8. Krus tang

9. Tissue

Page 5: LAPORAN PRAKTIKUM - Web viewProses kering pada pembuatan logam zirkon dari pasir zirkon dilakukan mempunyai tujuan untuk memperoleh proses yang singkat dan konversi proses yang tinggi

KETERANGAN :BlowerSaluran gasSublimatorElektrodaPenggerak elektrodePenyekatTutup keramikKrus grafitBatu tahan apiKatub negatifVoltmeterAmperemeterTransformatorPengatur tegangan transformator

1

2

3

4

56

7

89

10

11 1213

14

Berikut ini adalah skema gambar alat yang seharusnya digunakan dalam

percobaan ini:

Gambar 2. Alat Pemanas Busur Listrik

IV. CARA KERJA

1. Variasi Waktu Pemanasan

a. Pasir zirkon dan serbuk karbon ditimbang dengan perbandingan (75%:25%)

sebanyak ± 8 gram (pasir zirkon = ± 6 gr dan karbon = ± 2 gr).

b. Campuran a dicampur sampai homogen kemudian dimasukkan ke dalam

cawan grafit.

c. Cawan grafit disambungkan dengan kabel listrik pada katup nol, sedangkan

elektrode disambungkan ke tegangan positif.

d. Tegangan listrik dari transformator diset pada skala 25 volt dan pada arus 80

ampere.

Page 6: LAPORAN PRAKTIKUM - Web viewProses kering pada pembuatan logam zirkon dari pasir zirkon dilakukan mempunyai tujuan untuk memperoleh proses yang singkat dan konversi proses yang tinggi

e. Jarak antara kedua elektrode diatur sedemikian rupa sehingga ada loncatan

arus listrik yang dapat menimbulkan api atau panas, kira-kira pada suhu

sekitar 1800oC.

f. Pemanasan dilakukan selama 2 menit.

g. Alat dimatikan, dan setelah dingin bahan diambil dan ditimbang.

h. Percobaan diulangi dengan lama pemanasan selama 10 dan 15 menit.

2. Variasi Massa Karbon

a. Pasir zirkon ditimbang sebanyak ±6 gram, dan serbuk karbon sebanyak ±1,5

gram.

b. Campuran a dicampur sampai homogen kemudian dimasukkan ke dalam

cawan grafit.

c. Cawan grafit disambungkan dengan kabel listrik pada katup nol, sedangkan

elektrode disambungkan ke tegangan positif.

d. Tegangan listrik dari transformator diset pada skala 25 volt dan pada arus 80

ampere.

e. Jarak antara kedua elektrode diatur sedemikian rupa sehingga ada loncatan

arus listrik yang dapat menimbulkan api atau panas, kira-kira pada sekitar

1800oC.

f. Pemanasan dilakukan dengan waktu optimum selama 15 menit (dibuat

tetap).

g. Alat dimatikan, dan setelah dingin bahan diambil dan ditimbang.

h. Diulangi percobaan dengan berat karbon ±2 gram dan ±2,5 gram.

V. DATA HASIL PERCOBAAN

a. Variasi Waktu Pemanasan

- Berat sample : 8 gram

- Berat pasir zirkon : 75 % (±6 gram)

- Berat karbon : 25% (±2 gram)

- Tegangan listrik : 25 volt

- Arus listrik : 80 Ampere

- Suhu pemanasan : 1800 oC

Page 7: LAPORAN PRAKTIKUM - Web viewProses kering pada pembuatan logam zirkon dari pasir zirkon dilakukan mempunyai tujuan untuk memperoleh proses yang singkat dan konversi proses yang tinggi

Massa (gram)Waktu Pemanasan (menit)

2 10 15

Hasil ZrC 4,8178 4,5393 2,936

Hasil SiO 0,3704 0,3717 0,3820

Keterangan massa pasir zirkon dan karbon :

Untuk pemanasan 2 menit

Zr = 6,0017 gram ≈ 6 gram

C = 2,0004 gram ≈ 2 gram

Untuk pemanasan 10 menit

Zr = 6,0077 gram ≈ 6 gram

C = 2,0001 gram ≈ 2 gram

Untuk pemanasan 15 menit

Zr = 6,0019 gram ≈ 6 gram

C = 2,0012 gram ≈ 2 gram

b. Variasi Massa Karbon

- Waktu : 15 menit

- Berat karbon : divariasi

- Tegangan listrik : 25 volt

- Arus listrik : 80 ampere

- Suhu pemanasan : 1800 oC

Perbandingan MassaMassa Karbon (gram)

1,5 2,0 2,5

ZrC (gram) 5,2365 2,936 4,3622

SiO (gram) 0,195 0,3820 0,2297

VI. PERHITUNGAN

a. Variasi waktu pemanasan

1. Berat atom unsur

Ar Zr = 91,22 gr/mol

Ar Si = 28,09 gr/mol

Page 8: LAPORAN PRAKTIKUM - Web viewProses kering pada pembuatan logam zirkon dari pasir zirkon dilakukan mempunyai tujuan untuk memperoleh proses yang singkat dan konversi proses yang tinggi

Ar O = 16 gr/mol

Ar C = 12,01 gr/mol

2. Berat atom senyawa

BM ZrSiO4 = 183,31 gr/mol

BM C = 12,01 gr/mol

BM ZrC = 103,23 gr/mol

BM SiO = 44,09 gr/mol

BM CO = 28,01 gr/mol

3. Molaritas mula-mula Senyawa

Mol ZrSiO4 =

Berat ZrSiO4 ( gram)BM ZrSiO4 ( gr /mol )

=

6 gr183 ,31 gr /mol

= 0,0327 mol

Mol C =

Berat C (gram )Ar C ( gr /mol )

=

2 gr12 , 01 gr /mol

= 0,1665 mol

4. Molaritas akhir

Untuk menentukan molaritas akhir reaksi dapat digunakan model perhitungan

sebagaimana tertuang dalam tabel berikut ini :

ZrSiO4(s) + 4 C(s) → ZrC(s) + SiO(g) + 3 CO(g)

ZrSiO4(s) 4 C(s) ZrC(s) SiO(g) 3CO(g)

Mol mula-mula 0,0327 0,1665 - - -

Mol reaksi 0,0327 0,1308 0,0327 0,0327 0,0981

Mol akhir - 0,0357 0,0327 0,0327 0,0981

Page 9: LAPORAN PRAKTIKUM - Web viewProses kering pada pembuatan logam zirkon dari pasir zirkon dilakukan mempunyai tujuan untuk memperoleh proses yang singkat dan konversi proses yang tinggi

5. Berat senyawa akhir setelah reaksi

Berdasarkan tabel di atas dapat diketahui jumlah ZrC dan SiO setelah reaksi,

yaitu sebagai berikut

a. Berat ZrC teoritis = mol ZrC x BM ZrC

= 0,0327 mol x 103,23 gr/mol

= 3,3756 gr

b. Berat SiO = mol SiO x BM SiO

= 0,0327 mol x 44,09 gr/mol

= 1,4417 gr

c. Berat CO = mol CO x BM CO

= 0,0981 mol x 28,01 gr/mol

= 2,7478 gr

d. Berat C = mol C x BM C

= 0,0357 mol X 12,01 gr/mol

= 0,4287 gr

6. Perbandingan antara ZrC hasil perhitungan (teoritis) dengan hasil percobaan

Tabel Perbandingan ZrC yang diperoleh secara teoritis dengan praktek

Berat akhir

(teoritis)

Waktu

pemanasan

(menit)

Berat akhir

(praktek)

Efisiensi

(%)

ZrC(s) 3,3756

2 4,8178 142,7210 4,5393 134,4715 2,9360 86,97

SiO(g) 1,4417

2 0,3704 25,6910 0,3717 25,7815 0,3820 26,50

b. Variasi Massa Karbon

1. Berat senyawa mula-mula

Page 10: LAPORAN PRAKTIKUM - Web viewProses kering pada pembuatan logam zirkon dari pasir zirkon dilakukan mempunyai tujuan untuk memperoleh proses yang singkat dan konversi proses yang tinggi

Berat ZrSiO4 = 6 gram

Berat C

a. 1,5 gram

b. 2,0 gram

c. 2,5 gram

2. Molaritas mula-mula Senyawa

Mol ZrSiO4 =

Berat ZrSiO4 ( gram)BM ZrSiO4 ( gr /mol )

6 gr183 , 31 gr /mol = 0,0327 mol

Mol C =

Berat C (gram )Ar C ( gr /mol )

a.

1,5 gr12 , 01 gr /mol = 0,1249 mol

b.

2 gr12 , 01 gr /mol

= 0,1665 mol

c.

2,5 gr12 , 01 gr /mol

= 0,2082 mol

3. Molaritas akhir

Untuk menentukan molaritas akhir reaksi dapat digunakan model perhitungan

sebagaimana tertuang dalam tabel berikut ini :

ZrSiO4(s) 4 C(s) ZrC(s) SiO(g) 3CO(g)

Mol mula-mula 0,0327 0,1249 - - -

Mol reaksi 0,0327 0,1308 0,0327 0,0327 0,0981

Page 11: LAPORAN PRAKTIKUM - Web viewProses kering pada pembuatan logam zirkon dari pasir zirkon dilakukan mempunyai tujuan untuk memperoleh proses yang singkat dan konversi proses yang tinggi

Mol akhir - -0,0059 0,0327 0,0327 0,0981

ZrSiO4(s) 4 C(s) ZrC(s) SiO(g) 3CO(g)

Mol mula-mula 0,0327 0,1665 - - -

Mol reaksi 0,0327 0,1308 0,0327 0,0327 0,0981

Mol akhir - 0,0357 0,0327 0,0327 0,0981

ZrSiO4(s) 4 C(s) ZrC(s) SiO(g) 3CO(g)

Mol mula-mula 0,0327 0,2082 - - -

Mol reaksi 0,0327 0,1308 0,0327 0,0327 0,0981

Mol akhir - 0,0774 0,0327 0,0327 0,0981

b. Berat senyawa akhir setelah reaksi

Berdasarkan tabel di atas dapat diketahui jumlah ZrC dan SiO setelah reaksi,

yaitu sebagai berikut:

1. Berat ZrC teoritis = mol ZrC x BM ZrC

= 0,0327 mol x 103,23 gr/mol

= 3,3756 gr

2. Berat SiO = mol SiO x BM SiO

= 0,0327 mol x 44,09 gr/mol

= 1,4417 gr

d. Berat CO = mol CO x BM CO

= 0,0981 mol x 28,01 gr/mol

= 2,7478 gr

e. Berat C = mol C x BM C

= -0,0059 mol X 12,01 gr/mol

Page 12: LAPORAN PRAKTIKUM - Web viewProses kering pada pembuatan logam zirkon dari pasir zirkon dilakukan mempunyai tujuan untuk memperoleh proses yang singkat dan konversi proses yang tinggi

= -0,0708 gr

Dengan cara yang sama, maka akan didapatkan hasil perhitungan untuk variasi

berat C sebagaimana berikut :

Berat karbon (gr) ZrC SiO CO C

1,53,3756 1,4417 2,7478 -0,0709

2,03,3756 1,4417 2,7478 0,4288

2,53,3756 1,4417 2,7478 0,9296

c. Perbandingan antara ZrC dan SiO hasil perhitungan (teoritis) dengan hasil

percobaan

Tabel Perbandingan ZrC dan SiO yang diperoleh secara teoritis dengan praktek

Berat karbon

(gr)

Berat akhir

(teoritis)

Berat akhir

(praktek)

Efisiensi

(%)

ZrC(s)

1,5 3,3756 5,2365 155,132,0 3,3756 2,9360 86,9772,5 3,3756 4,3622 129,23

SiO(g)

1,5 1,4417 0,1950 13,5262,0 1,4417 0,3820 26,4962,5 1,4417 0,2297 15,933

VII. PEMBAHASAN

Pada Industri Nuklir, Zirkonium dipakai sebagai bahan kelongsong untuk

menahan produk fisi serta menyatukan bahan bakar yang berbentuk pellet menjadi

satu kesatuan elemen bahan bakar (Sudaryo,2010). Logam zirkonium digunakan pula

Page 13: LAPORAN PRAKTIKUM - Web viewProses kering pada pembuatan logam zirkon dari pasir zirkon dilakukan mempunyai tujuan untuk memperoleh proses yang singkat dan konversi proses yang tinggi

dalam teras reaktor nuklir karena tahan korosi dan tidak menyerap neutron

(http://id.wikipedia.org/wiki/Zirkonium).

Dalam percobaan ini, dilakukan pembuatan zirkon karbida (yang merupakan

logam zirkon) dari pasir zirkon dengan menggunakan salah satu proses dari proses

kering, yaitu proses karbida. Pasir Zirkon merupakan senyawa yang memiliki rumus

ZrSiO4 yang memiliki ikatan oksidasi yang sangat kuat sehingga diperlukan cara dan

kondisi khusus untuk memecah ikatannya. Pada proses karbida dalam percobaan ini,

filosofinya adalah pasir zirkon dicampur dengan sejumlah karbon dan dipanaskan

pada suhu 18000C, dimana karbon ini dapat berfungsi sebagai reduktor untuk

mereduksi senyawa ZrSiO4 menjadi senyawa ZrC dan SiO. ZrC yang diperoleh

nantinya berupa padatan yang ditimbang bobotnya serta SiO yang diperoleh berupa

gas berwarna putih yang menyublim menjadi padat berupa senyawa SiO2 sehingga

dapat ditimbang pula bobotnya. Campuran karbon yang digunakan disini merupakan

bubuk grafit yang memiliki kadar C tinggi. Bubuk grafit yang digunakan disini dipilih

yang berasal dari minyak bumi dikarenakan kandungan Boronnya kecil (dalam

aplikasinya, boron memiliki daya absorbsi neutron yang tinggi sehingga harus

dihindari jumlahnya). Dalam pembuatan zirkon karbida dari pasir zirkon ini , tentunya

memiliki beberapa variabel yang berpengaruh (variabel operasi dan variabel proses),

yang masing-masing akan diambil satu untuk diamati. Diantaranya untuk variabel

operasi, yang akan diamati disini adalah waktu pemanasan yang divariasi (variasi

waktu pemanasan). Sedangkan untuk variabel proses yang akan diamati disini adalah

perbandingan pasir zirkon dan karbon melalui banyaknya karbon yang dicampurkan

ke dalam pasir zirkon yang jumlahnya tetap (variasi massa karbon).

Untuk variasi waktu pemanasan, perbandingan pasir zirkon dan karbon dibuat

tetap 75%:25% dalam 8 gram campurannya dengan variasi waktu pemanasan 2 menit,

10 menit, dan 15 menit. Dalam pencatatan waktu pemanasan ini dimulai ketika cawan

karbon yang digunakan sebagai wadah campuran pasir zirkon dan bubuk grafit

tersebut berwarna merah kekuningan dan besi pengungkung SiO berwarna merah,

dimana warna tersebut dihasilkan dari pemanasan oleh lecutan busur listrik.

Berdasarkan percobaan yang dilakukan, untuk variasi waktu pemanasan ini diperoleh

grafik sebagai berikut:

Page 14: LAPORAN PRAKTIKUM - Web viewProses kering pada pembuatan logam zirkon dari pasir zirkon dilakukan mempunyai tujuan untuk memperoleh proses yang singkat dan konversi proses yang tinggi

0 2 4 6 8 10 12 14 160

1

2

3

4

5

6

Grafik Hubungan Waktu Pemanasan VS Berat ZrC

Waktu Pemanasan (menit)

Bera

t ZrC

(gra

m)

0 2 4 6 8 10 12 14 160.3640.3660.3680.37

0.3720.3740.3760.3780.38

0.3820.384

Grafik Hubungan Waktu Pemanasan VS Berat SiO2

Waktu Pemanasan (menit)

Bera

t SiO

2 (g

ram

)

Secara teori, semakin lama waktu pemanasan, maka ZrSiO4 seluruhnya akan

habis membentuk ZrC dan SiO. Berdasarkan percobaan yang dilakukan, dapat dilihat

pada grafik tersebut bahwa semakin lama waktu pemanasan maka ZrC yang terbentuk

semakin sedikit sedangkan SiO2 yang terbentuk semakin banyak. Pada waktu

pemanasan 15 menit untuk suhu pemanasan 18000C ini dianggap optimum karena

berdasarkan data yang diperoleh, effisiensi ZrC yang paling mendekati 100% adalah

pada waktu pemanasan 15 menit dan effisiensi untuk SiO2 yang dapat terperangkap

paling besar adalah pada waktu pemanasan 15 menit meskipun effisiensinya jauh dari

100%. Pada waktu pemanasan sekitar 15 menit ini, effisiensi dari sublimasi SiO

menjadi SiO2 ini sangat kecil (sekitar 1/5 dari yang seharusnya terbentuk secara

Page 15: LAPORAN PRAKTIKUM - Web viewProses kering pada pembuatan logam zirkon dari pasir zirkon dilakukan mempunyai tujuan untuk memperoleh proses yang singkat dan konversi proses yang tinggi

perhitungan stoikiometri) dikarenakan adanya SiO yang lepas ke udara akibat tempat

pengungkung yang tidak rapat, selain itu disebabkan karena sulitnya mengambil SiO2

yang telah terbentuk karena alat yang digunakan terbatas (hanya skala percobaan atau

simulasi bukan skala analisis yang notabene memerlukan perhitungan kuantitatif yang

rinci sehingga alat yang digunakanpun hanya seadanya).

Untuk percobaan dengan variasi massa karbon (1,5 gram; 2 gram; dan 2,5

gram) dengan massa pasir zirkon tetap diperoleh grafik sebagai berikut.

1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.60

1

2

3

4

5

6

Grafik Hubungan Jumlah Karbon Yang Dicampurkan VS Berat ZrC Yang Dihasilkan

Jumlah Karbon Yang Ditambahkan (gram)

Bera

t ZrC

Yan

g Di

hasil

kan

(gra

m)

1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.60

0.050.1

0.150.2

0.250.3

0.350.4

0.45

Grafik Hubungan Jumlah Karbon Yang Dicampurkan VS Berat SiO2 Yang Di-

hasilkan

Jumlah Karbon Yang Ditambahkan (gram)

Bera

t SiO

2 Ya

ng D

ihas

ilkan

(gra

m)

Page 16: LAPORAN PRAKTIKUM - Web viewProses kering pada pembuatan logam zirkon dari pasir zirkon dilakukan mempunyai tujuan untuk memperoleh proses yang singkat dan konversi proses yang tinggi

Berdasarkan grafik tersebut, pada grafik hubungan jumlah karbon yang

ditambahkan vs berat ZrC yang dihasilkan terlihat kurva berbentuk kawah pada

penambahan massa karbon (serbuk grafit) sebanyak 2 gram dan pada grafik hubungan

jumlah karbon yang ditambahkan vs berat SiO2 yang dihasilkan terlihat kurva

berbentuk bukit pada penambahan massa karbon (serbuk grafit) sebanyak 2 gram. Jika

dihubungkan dengan effisiensi pembentukannya (pada point perhitungan), maka dapat

ditarik kesimpulan bahwa pada pembuatan ZrC pada variasi massa karbon ini dengan

massa karbon 2 gram adalah yang optimum dikarenakan effisiensi pembentukan ZrC

yang paling mendekati 100% adalah pada massa karbon 2 gram sedangkan effisiensi

SiO2 yang paling besar juga terletak pada penambahan karbon sebanyak 2 gram

meskipun nilainya jauh dari 100%, namun yang paling mendekati adalah pada

penambahan karbon sebanyak 2 gram. Hal ini dimungkinkan sama dengan kasus yang

terjadi pada percobaan dengan variasi waktu pemanasan.

Untuk analisa kasus pada variasi waktu pemanasan, jumlah ZrC pada

pemanasan 2 menit dan 10 menit memiliki selisih lebih sedikit dibandingkan dengan

jumlah ZrC yang dihasilkan pada waktu 15 menit yang terjadi penurunan tajam (dapat

dilihat pada point data percobaan). Hal ini dimungkinkan karena proses pemanasan

busur listrik yang tidak sempurna (kadangkala tidak timbul busur listrik atau mati

namun waktu yang tercatat pada stopwatch tetap berjalan sehingga mempengaruhi

keakuratan data pengambilan waktu) pada pencatatan data 10 menit, jadi

kemungkinan data yang diambil pada waktu pemanasan 10 menit tersebut sebenarnya

kurang dari 10 menit. Untuk analisa kasus pada variasi massa karbon, pada

penambahan massa karbon sebanyak 1,5 gram, rekasi terhadap pembentukan ZrC

berlangsung tidak sempurna dengan kata lain bahwa banyaknya karbon yang

ditambahkan kurang dapat mereduksi pasir zirkon. Hal ini dapat terlihat pada point

perhitungan dalam mencari molaritas akhir dan berat senyawa akhir setelah reaksi

dimana C tidak habis bereaksi yang ditandai dengan tanda minus yang notabene

menunjukkan bahwa jumlah C yang ditambahkan kurang sehingga pada penambahan

C sebanyak 1,5 gram dikatakan belum mencapai kondisi optimum. Sedangkan untuk

penambahan massa C sebanyak 2,5 gram dikatakan melebihi batas optimum karena

jumlah mol C di akhir reaksi pada point perhitungan dalam mencari molaritas akhir,

jumlah mol C yang tidak habis lebih besar daripada jumlah mol C pada saat

penambahan massa C sebanyak 2 gram sehingga yang diambil sebagai yang optimum

Page 17: LAPORAN PRAKTIKUM - Web viewProses kering pada pembuatan logam zirkon dari pasir zirkon dilakukan mempunyai tujuan untuk memperoleh proses yang singkat dan konversi proses yang tinggi

disini adalah pada penambahan C sebanyak 2 gram. Merajuk kembali pada data

percobaan variasi massa karbon, analisis keanehan data yang diperoleh pada massa

ZrC untuk penambahan massa C sebanyak 2,5 gram lebih besar bobotnya

dibandingkan massa ZrC untuk penambahan massa sebanyak 2 gram. Hal ini

dikarenakan adanya C yang tidak habis bereaksi seperti yang telah dijelaskan

sebelumnya sehingga pada saat penimbangan, yang mempengaruhi penimbangan ini

adalah bahwa hasil yang ditimbang tersebut bukanlah ZrC yang terbentuk secara

sempurna melainkan masih ada kandungan serbuk karbon yang tidak habis bereaksi.

Sedangkan berat ZrC pada penambahan massa karbon sebanyak 1,5 gram, hasil yang

ditimbang bukanlah ZrC yang sepenuhnya (ZrC yang terbentuk tidak sempurna) akan

tetapi masih tercampur dengan pasir zirkon dikarenakan massa C sebanyak 1,5 gram

tidak cukup (jumlahnya kurang) untuk mereduksi pasir zirkon.

VIII. KESIMPULAN

a. Hubungan waktu pemanasan terhadap zirkon karbida yang dihasilkan (variasi

waktu pemanasan) diperoleh melalui pembuatan grafik hubungan waktu

pemanasan vs berat ZrC, dimana waktu pemanasan optimumnya ditunjukkan oleh

grafik yang menurun.

b. Hubungan perbandingan massa pasir zirkon dengan banyaknya karbon yang

ditambahkan terhadap pembentukan zirkon karbida (variasi massa karbon)

diperoleh melalui pembuatan grafik jumlah karbon yang dicampurkan vs berat

ZrC yang dihasilkan dan diperoleh banyak karbon optimum ditunjukkan pada

grafik yang berbentuk kawah.

c. Kondisi optimum waktu pemanasan terhadap zirkon karbida yang dihasilkan

dalam percobaan ini berada pada pemanasan selama 15 menit.

d. Kondisi optimum perbandingan massa pasir zirkon dengan banyaknya karbon

yang ditambahkan terhadap pembentukan zirkon karbida dalam percobaan ini

adalah 75%:25% (6 gram pasir zircon : 2 gram karbon).

Page 18: LAPORAN PRAKTIKUM - Web viewProses kering pada pembuatan logam zirkon dari pasir zirkon dilakukan mempunyai tujuan untuk memperoleh proses yang singkat dan konversi proses yang tinggi

IX. DAFTAR PUSTAKA

Sulistiyo,Budi.Ir.2010.Petunjuk Praktikum Proses Kimia.Yogyakarta: PTAPB-

BATAN.

Sudaryo,Ir.2010.Modul Proses Kimia Bahan Nuklir.Yogyakarta: STTN-BATAN

http://en.wikipedia.org/wiki/Zirkonium%28IV%29_silicate

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

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=en&sl=auto&tl=id&u=http://

reade.com/products/29-minerals-and-ores-powder/836-zirkon-flour-zirkon-

sand-zirkonium-silicate-zirkonium-orthosilicate-zrsio4-hyacinth-silicic-acid-

zirkonium-4-salt-zirkon-zirkonium-silicon-oxide-cas-10101-52-7

Yogyakarta, 4 April 2011

Asisten, Praktikan,

Ir. Budi Sulistyo Dewi Ramandhanni Kusumawati

Page 19: LAPORAN PRAKTIKUM - Web viewProses kering pada pembuatan logam zirkon dari pasir zirkon dilakukan mempunyai tujuan untuk memperoleh proses yang singkat dan konversi proses yang tinggi

X. LAMPIRAN

Gb. Pasir Zirkon Gb. Serbuk Grafit

Gb.Pencampuran Pasir Zirkon Gb.Rangkaian Percobaan

dan Serbuk Grafit

Page 20: LAPORAN PRAKTIKUM - Web viewProses kering pada pembuatan logam zirkon dari pasir zirkon dilakukan mempunyai tujuan untuk memperoleh proses yang singkat dan konversi proses yang tinggi

Gb.Proses Pemanasan dengan Gb.Patokan Warna Karbon Saat

Busur Listrik Dimulai Pencatatan Waktu

Gb.SiO2 yang Terbentuk Gb. SiO2 yang Terbentuk

Page 21: LAPORAN PRAKTIKUM - Web viewProses kering pada pembuatan logam zirkon dari pasir zirkon dilakukan mempunyai tujuan untuk memperoleh proses yang singkat dan konversi proses yang tinggi

Gb. SiO2 yang Terkumpul Gb. ZrC (belum murni) yang

Terkumpul