Nama : Irsa Septiawan

NIM: 130405100

Kelompok: 1

Laporan Tugas Mandiri Proses Industri Kimia

Pemicu III

1.1 Industri Kimia Anorganik

Kimia anorganik adalah cabang kimia yang mempelajari sifat dan reaksi senyawa

anorganik. Ini mencakup semua senyawa kimia kecuali yang berupa rantai atau cincin atom –

atom karbon, yang disebut senyawa organik dan dipelajari dalam kimia organik. Perbedaan

antara kedua bidang ilmu ini tidak mutlak dan banyak tumpang tindih, khususnya dalam

subbidang kimia organologam.

Pengenalan tentang kimia industri diawali dengan pembahasan berdasarkan asal katanya.

Kata industri merupakan suatu proses yang mengubah bahan baku menjadi produk yang

berguna atau mempunyai nilai tambah, serta produk tersebut dapat digunakan secara

langsung oleh konsumen sebagai pengguna akhir dan produk tersebut dapat disebut produk

akhir. Kata produk dalam kimia industri tentunya melibatkan industri yang menghasilkan zat

kimia. Sedangkan bahan baku yang diproses dalam industri tersebut dapat diperoleh melalui

proses penambangan, petrokimia, pertanian atau sumber – sumber lain. Hubungan antar

bahan baku dengan produk dapat dilihat pada gambar berikut :

1.2 Proses Industri Kimia Anorganik (Pembuatan Asam Sulfat)

Di atmosfer, zat ini termasuk salah satu bahan kimia yang menyebabkan hujan asam.

Memang tidak mudah membayangkan bahwa bahan kimia yang sangat aktif, seperti asam

sulfat, juga merupakan bahan kimia yang paling banyak dipakai dan merupakan produk

teknik yang amat penting. Zat ini digunakan sebagai bahan untuk pembuatan garam – garam

sulfat dan untuk sulfonasi, tetapi lebih sering dipakai terutama karena merupakan asam

anorganik yang agak kuat dan agak murah. Bahan ini dipakai dalam berbagai industri, tetapi

jarang muncul dalam produk akhir. Asam sulfat dipakai dalam pembuatan pupuk, plat timah,

pengolahan minyak, dan dalam pewarna tekstil.

A. Bahan Baku Pembuatan Asam Sulfat

Bahan baku (raw material) yang digunakan dalam pembuatan H2SO4 khususunya H2SO4

pekat meliputi :

1. Katalis

Fungsi katalis dalam setiap reaksi katalitik adalah meningkatkan laju reaksi. Katalis

konversi sulfur dioksida (SO2) ini biasanya terdiri dari tanah diatom, yang disusupi

dengan lebih dari 7% V2O5 katalis komersial yang mengandung garam kalium ( sulfat,

pirosulfat dan sebagainya ). Pada suhu operasi aktif terbentuk garam lebur yang terdapat

pori – pori pelet silika. Katalisator yang dapat digunakan untuk reaksi pembentukan

belerang trioksida (SO3) antara lain Pt, V2O5, Fe2O3, Cr2O3, Mn2O3 dan Mn3O4. Katalisator

yang baik adalah Pt dan V2O5, tapi yang paling banyak dipakai adalah Vanadium

Pentoksida (V2O5), hal tersebut dikarenakan :

o V2O5 lebih murah harganya

o Pt lebih sensitiv terhadap racun

o V2O5 daya tahan terhadap suhu tinggi lebih baik

o Konversi relatif lebih tinggi

2. Belerang ( Sulfur )

Belerang merupakan salah satu bahan dasar yang paling penting dalam industri

pengolahan kimia . Bahan ini terdapat di alam dalam wujud bebas dan dalam keadaan

senyawa yaitu berupa bijih – bijih seperti Pirit (FeS2) , Sfalerit (ZnS) dan Kalkopirit

(CuFeS2). Bahan ini juga terdapat di dalam minyak dan gas bumi (sebagai H2S).

Penggunaannya yang terbesar adalah dalam pembuatan H2SO4.

Sifat-sifat kimia sulfur :

1. Dengan udara membentuk sulfur dioksida

Reaksi : S + O2 → SO2

2. Dengan asam klorida dan katalis Fe akan menghasilkan hidrogensulfida.

3. Udara

Fase : Gas

Komposisi : 20,9% O2 ; 79,1% N2

Kapasitas panas : 7,035 cal/gmol °C (32°C)

Berat molekul : 28,84 g/gmol

Berat jenis : 1,5.10-3 gr/cc (25°C)

4. Air ( H2O)

Fase : Cair

Kekentalan : 1 cp (25°C)

Berat molekul : 18 g/gmol

Berat jenis : 1 gr/cc (25°C)

5. Sulfur Dioksida

Sifat – sifat sulfur dioksida ditunjukkan pada tabel berikut ini :

Sifat kimia sulfur dioksida (SO2) :

1. Dengan klorin dan air membentuk asam klorida dan asam lainnya.

Reaksi : Cl2 + 2H2O + SO2↔ 2HCl + H2SO4

2. Dengan hidrogen sulfida membentuk air dan sulfur

Reaksi : 2H2S + SO2↔ 2H2O + 3S

6. Sulfur Trioksida

Sifat – sifat sulfur trioksida ditunjukkan pada tabel berikut ini :

Sifat kimia sulfur trioksida :

1. Dengan air membentuk asam kuat.

Reaksi : SO3 + H2O → H2SO4

2. Dengan udara lembab sulfur trioksida membentuk uap putih tebal dengan bau yang

menyengat.

B. Proses Pembuatan H2SO4 Pekat

Asam sulfat (H2SO4) terdiri dari sulfur atau belerang dan beberapa gabungan dari unsur –

unsur lainnya. Sekeping sulfur melebur menjadi cairan merah darah. Apabila terbakar, ia

mengeluarkan nyala berwarna biru. Pada suhu bilik, sulfur adalah satu bentuk pejal lembut

berwarna kuning terang. Walaupun sulfur terkenal dengan baunya yang tidak menyenangkan

yaitu kerap dipadankan dengan bau telur-telur busuk, hal tersebut sebenarnya adalah ciri

adanya hidrogen sulfida (H2S). Ia terbakar dengan nyalaan biru dan mengeluarkan sulfur

dioksida (SO2), yang dikenali kerana baunya yang menyesakkan. Sulfur tidak larut dalam air

tetapi larut dalam karbon disulfida dan larut sedikit dalam pelarut organik lain seperti

benzena. Keadaan oksidasi sulfur yang meliputi −2, +2, +4 dan +6.

Adapun sifat –sifat kimia dan fisika dari asam sulfat sendiri adalah sebagai berikut :

Sifat fisika :

Titik Leleh (0C) : 10

Titik Didih (0C) : 290

Tekanan Uap (mmHg) : 1 (146oC)

Berat jenis Uap : 3,4 (udara = 1)

Sifat kimia asam sulfat :

1. Dengan basa membentuk garam dan air.

Reaksi : H2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + H2O

2. Dengan alkohol membentuk eter dan air.

Reaksi : 2C2H5OH + H2SO4 C2H5OC2H5 + H2O + H2SO4

Pada makalah ini asam sulfat lebih ditekankan sebagai asam sulfat pekat yaitu biasa disebut

H2SO4 98%. Langkah-langkah pembuatan H2SO4 pekat pada PT. Liku Telaga kemungkinan

besar menggunakan proses kontak, hal tersebut dikarenakan sebagian industri yang bergerak

dalam pembuatan H2SO4 menggunakan proses kontak.

C. Proses Kontak

Pembuatan asam sulfat menurut Proses Kontak dalam Industri berdasarkan reaksi

kesetimbangan yaitu contoh yang diangkat dalam makalah ini adalah pembuatan asam sulfat.

Secara garis besar tahapan proses kontak yang terjadi diuraikan sebagai berikut :

1. Pencairan belerang padat di melt tank (tangki pelelehan)

2. Pemurnian belerang cair dengan cara filtrasi

3. Proses pengeringan udara

4. Pembakaran belerang cair dengan udara kering untuk menghasilkan sulfur dioksida (SO2)

5. Reaksi oksidasi lanjutan SO2 menjadi SO3 dalam empat lapis bed konverter dengan

menggunakan katalis V2O5

6. Pendinginan gas

7. Penyerapan SO3 dengan asam sulfat 93%-98,5%

Reaksi yang terjadi dapat diringkas sebagai berikut:

Pertama, belerang dibakar menjadi belerang dioksida.

S(s) + O2(g) SO2(g)Belerang dioksida kemudian dioksidasi lebih lanjut menjadi belerang trioksida.

2SO2(g) + O2(g) ↔ 2SO3(g)....... ∆H= -98 kJ

Reaksi ini berlangsung pada suhu sekitar 5000C, tekanan 1 atm deangan katalisator V2O5.

Kemudian gas SO2 dilarutkan dalam asam sulfat pekat hingga menjadi asam sulfat pekat

berasap (biasa disebut oleum, H2SO4.SO3 atau H2S2O7).

SO3(g) + H2SO4(l) H2S2O7(l)

H2S2O7(l) + H2O(l) 2H2SO4(l)

Dari proses kontak ini lalu akan terbentuk asam sulfat pekat dengan kadar 98%. Tahap

penting dalam proses ini adalah reaksi pembentukan belerang trioksida (SO3). Reaksi ini

merupakan reaksi kesetimbangan dan eksoterm. Sama seperti pada sintesis amonia, reaksi ini

hanya berlangsung baik pada suhu tinggi. Akan tetapi pada suhu tinggi justru kesetimbangan

bergeser ke kiri. Pada proses kontak digunakan suhu sekitar 500oC dengan katalisator V2O5.

sebenarnya tekanan besar akan menguntungkan produksi SO3, tetapi penambahan tekanan

ternyata tidak diimbangi penambahan hasil yang memadai. Oleh karena itu, pada proses

kontak tidak digunakan tekanan besar melainkan tekanan normal yaitu sebesar 1 atm.