Makalah Kimfis Ltm II

download Makalah Kimfis Ltm II

of 24

  • date post

    02-Dec-2015
  • Category

    Documents

  • view

    242
  • download

    0

Embed Size (px)

description

Teknik

Transcript of Makalah Kimfis Ltm II

1

1

BAB IPENDAHULUAN

Kesetimbangan kimia adalah suatu keadaan di mana tidak ada perubahan yang teramati selama bertambahnya waktu reaksi. Jika suatu kimia telah mencapai keadaan kesetimbangan maka konsentrasi reaktan dan produk menjadi konstan sehingga tidak ada perubahan yang teramati dalam sistem. Meskipun demikian, aktivitas molekul tetap berjalan, molekul-molekul reaktan berubah mnjadi produk secara terus-menerus sambil molekul-molekul produk berubah menjadi reaktan kembali dengan kecepatan yang sama.

Pengaruh katalisUntuk mempercepat proses kesetimbangan kimia,sering dipergunakan zat tambahan lain yaitu katalis. Dalam sistem kesetimbangan, katalis tidak mempengaruhi letak kesetimbangan, katalisator hanya berperan mempercepat reaksi yang berlangsung, mempercepat terjadinya keadaan setimbang, pada akhir reaksi katalisator akan terbentuk kembali. Katalis tidak dapat menggeser kesetimbangan kimia.

BAB IIJAWABAN PEMICU

A. Mulai abad 18, nitrat banyak dibutuhkan dalam industry dan berbagai keperluan. Namun, persediaannya terbatas sehingga kaluim nitrat yang tersedia secara alami sering digunakan sebagai bahan baku utama. Pada abad ke 19, penggunaan nitrat semakin meningkat, sehingga bahan baku yang tersedia tidak dapat lagi mencukupi permintaan.Nitrat juga merupakan bahan baku untuk pupuk buatan ammonium nitrat, yang menjadi sumber nitrogen anorganik bagi tumbuha,. Untuk dapat membuat pupuk buatan ini, diperlukan gas amoniak, dan reaksi yang dilakukan dalam sebuah reactor pada suhu tinggi.Gas amoniak, seagai bahan baku pembuatan pupuk ammonium nitrat, dapat dibuat dengan cara mereaksikan H2 dengan N2, dengan proses yang dikenal dengan nama proses Haber-Bosch. Proses Haber-Bosch adalah salah sati porses yang menerapkan teori kesetimbangan kimia. Proses ini sangat sederhana akan tetapi memiliki beberapa tingkat kesukaran teknis, yang mana untuk menigkatkan jumlah perolehan produk hars mengikuti beberapa prinsip yang dikenal sebagai azas Le Chatelier.1. Senyawa HNO3 merupakan kimia penting yang digunakan sebagai bahan baku untuk peledak seperti TNT (trinitrotoluene). Jenis asam ini dapat menimbulkan ledakan dahsyat. Sebagai mahasiswa teknik kimia, tentunya anda harus tahu sifat-sifat fisika-kimianya dan bagaimana menanganinya, dan berdasarkan sifat-sifatnya ini, berikan analisis kenapa HNO3 dipilih sebagai bahan baku TNT? Dan kenapa efek ledakan hanya terjadi setelah membentuk TNT? Jelaskan pendapat anda!Senyawa kimia asam nitrat (HNO3) adalah sejenis cairan korosif yang tak berwarna, dan merupakan asam beracun yang dapat menyebabkan luka bakar. Larutan asam nitrat dengan kandungan asam nitrat lebih dari 86% disebut sebagai asam nitrat berasap, dan dapat dibagi menjadi dua jenis asam, yaitu asam nitrat berasap putih dan asam nitrat berasap merah.

Asam nitrat murni (100%) merupakan cairan tak berwarna dengan berat jenis 1.522 kg/m. Ia membeku pada suhu -42 C, membentuk kristal-kristal putih, dan mendidih pada 83 C. Ketika mendidih pada suhu kamar, terdapat dekomposisi (penguraian) sebagian dengan pembentukan nitrogen dioksida sesudah reaksi:4HNO3 2H2O + 4NO2 + O2 (72C)yang berarti bahwa asam nitrat anhidrat sebaiknya disimpan di bawah 0 C untuk menghindari penguraian. Nitrogen dioksida (NO2) tetap larut dalam asam nitrat yang membuatnya berwarna kuning, atau merah pada suhu yang lebih tinggi.

Sebagai mana asam pada umumnya, asam nitrat bereaksi dengan alkali, oksida basa, dan karbonat untuk membentuk garam, seperti amonium nitrat. Karena memiliki sifat mengoksidasi, asam nitrat pada umumnya tidak menyumbangkan protonnya (yakni, ia tidak membebaskan hidrogen) pada reaksi dengan logam dan garam yang dihasilkan biasanya berada dalam keadaan teroksidasi yang lebih tinggi.Karenanya, perkaratan (korosi) tingkat berat bisa terjadi. Perkaratan bisa dicegah dengan penggunaan logam ataupun aloi anti karat yang tepat.

Asam nitrat memiliki tetapan disosiasi asam (pKa) 1,4: dalam larutan akuatik, asam nitrat hampir sepenuhnya (93% pada 0.1 mol/L) terionisasi menjadi ion nitrat NO3 dan proton terhidrasi yang dikenal sebagai ion hidronium, H3O+a. Cara untuk mengontrol kinetika reaksi :Perlu mengetahui terlebih dahulu apa itu kinetika reaksi dalam suatu senyawa organik.kineika reaksi erat hubungannya dengan laju reaksi.Menurut Kami, dalam hal ini laju/kecepatan reaksi senyawa TNT yang digunakan.Dengan cara mengontrol Konsentrasi (M) yang akan digunakan dalam senyawa tersebut. Semakin besar konsentrasi senyawa yang digunakan maka semakin reaktif senyawa nya sehingga terjadi peledakan.Jika ditambahkan dengan bahan lain seperti Campuran Ammonium Nitrat.b. Cara untuk mengontrol termodinamika :Termodinamika berarti kaitannya dengan thermo artinya perhatikan SUHU nya.Menurut Kami, dengan kita melihat suhu yang dipakai dalam senyawa TRINITROTOLUENA (TNT) agar dapat meledak dengan suhu 800C. Oleh karena itu dapat dicontrol suhunya dengan cara menurunkan suhunya. Karena senyawa TNT itu bersifat peledak dengan Tekanan (P) maksimum maka itu mengontrolnya adalah dengan menaikkkan kapasitas jumlah (Volume) senyawa TNT.c. Pendekatan kimia :Satu hal yang harus diperhatikan dalam control kinetika ( kecepatan reaksi) dan kontrol termodinamika (Suhu (T0C ) berasal dari kata termo yang berarti "suhu " dan dinamika yang berarti "gerakan " dari partikel molekul-molekul reaktan yang digunakan dalam mnghasilkan produk yang lebih stabil.Dengan memperhatikan KONSENTRASI (M), VOLUME (V) & TEKANAN (P) Untuk senyawa yang akan digunakan. Bila konsentrasi (M) di perbanyak,maka suhu (T0C).Karena akan diperoleh produk yang stabil.dimana terjadi tumbukan partikel molekul yang lambat karena terlalu banyak konsentrasinya. Bila konsentrasi (M) lebih sedikit,maka suhu (T0C ) dinaikkan untuk memperoleh produk yang lebih stabil. Bila konsentrasinya besar (M),kemudian suhu (T0C ) dinaikkan maka akan berpengaruh pada tekanan,produk yang kita buat ( larutan ) menjadi lewat jenuh maka akan terjadi ledakan.Jika kita menginginkan hal ini terjadi.Adapun Cara kita yang dilakukan agar tidak terjadi ledakan yaitu dengan mengontrol tekanan (P) Pengaruh Tekanan yaitu,bila tekanan (P) tinggi maka akan terjadi ledakan pada larutan.agar supaya tidak terjadi ledakan maka perlu diperhatikannya Volume (V) karena akan menghindari adanya ledakan dan diperoleh lah suatu produk sebanyak-banyaknya yang lebih stabil.2. Bagaimana bentuk reaksi pembentukan pupuk ammonium nitrat? Apa bedanya dengan proses Haber-Bosch? Apa yang anda ketahui tentang reaksi kesetimbangan kimia? Bagaimana kesetimbangan kimia itu dapat terjadi? Factor apa saja yang dapat mempengaruhi kesetimbangan kimia? Apa yang dimaksud dengan konstanta kesetimbangan kimia? Apa bedanya dengan quotient reaksi? Jelaskan!Dalam industri, amonia dibuat dengan dengan mencampur gas N2 yang diperoleh melalui udara dan gas H2 yang diperoleh dari reaksi antara gas metana dan air. Campuran gas N2 dan H2 dengan perbandingan N2 : H2 = 3 : 1 tersebut kemudian dialirkan melalui pompa bertekanan tinggi (250 atm) ke dalam tabung pemurnian gas. Dalam tabung inilah kemudian diperoleh gas N2 dan H2 murni yang dialirkan ke dalam reaktor katalisis. Saat ini, reaktor katalisis ini dilengkapi dengan katalis serbuk besi (Fe) yang diberi promotor Al2O3 dan K2O untuk mempercepat proses kesetimbangan.Reaksi pembuatan amonia merupakan reaksi eksoterm, sehingga untuk menghasilkan amonia dalam jumlah besar, maka reaksi tersebut harus dilakukan pada suhu yang rendah. Akan tetapi, pada suhu rendah reaksi akan berlangsung lambat. Oleh karena itu, untuk mengimbanginya, maka reaksi dalam pembuatan amonia dilakukan pada suhu tinggi (sekitar 500C) dan tekanan yang tinggi (200 400 atm). Suhu dan tekanan tersebut memungkinkan reaksi pembuatan amonia dapat berlangsung cepat dan amonia yang dihasilkannya dalam jumlah besar (reaksi bergeser ke kanan).Jadi, berdasarkan uraian di atas, maka pada reaksi kesetimbangan dalam pembuatan amonia, suhu yang tinggi dan katalis berfungsi untuk mempercepat reaksi, sedangkan tekanan yang tinggi berfungsi untuk menggeser reaksi ke arah hasil reaksi (dalam hal ini amonia).Amonia yang dihasilkan dalam proses industri berupa amonia cair. Hal ini karena campuran gas H2, N2 dan NH3 dialirkan melalui kondensor. Karena NH3 mempunyai titik didih lebih tinggi dibanding H2 dan N2, maka NH3 akan segera mencair dan ditampung dalan bejana tertentu, sedangkan gas H2 dan N2 didaur ulang kembali untuk menghasilkan emonia pada proses berikutnya.Mekanisme produksi amonia yang telah diuraikan di atas pada mulanya dikembangkan oleh dua orang ahli kimia Jerman, Fritz Haber (1868-1934) dan Karl Bosch (1874-1940), sehingga proses pembuatan amonia tersebut di kenal dengan proses Haber-Bosch. Secara umum, proses Haber-Bosch tersebut dapat digambarkan sebagai berikut.Pada tahun 1905.Fritz Haber mulai mempelajari reaksi dalam pembuatan amonia yang menggunakan pemikiran yang diprakarsai oleh Le Chatelier dan ilmuwan-ilmuwan lainnya. Haber menyelesaikan masalah suhu dalam reaksi pembentukan amonia dan unsur-unsurnya dengan mengembangkan katalis yang dapat meningkatkan laju reaksi secara cepat pada suhu-suhu yang lebih rendah. Pencapaian terbesar Haber adalah penemuannya pada tahun 1913, yaitu dia berhasil mensintesis amonia dari gabungan langsung antara nitrogen dan hidrogen yang cukup efektif dengan menggunakan katalis (uranium dan osmium).Sementara itu Karl Bosch adalah seorang ahli kimia dam insinyur Jerman yang dilahirkan di Cologne pada tahun 1874. Bosch memberikan kontribusi penting pada industri kimia termasuk proses komersial pada pengubahan gas hidrogen dan nitrogen menjadi amonia.Karl Bosch melanjutkan penelitian pada proses Haber untuk membuat produksi dapat dikerjakan dengan mudah. Mula-mula dia merencanakan cara untuk membuat hidrogen dan nitrogen dalam jumlah yang banyak. Selanjutnya dia mencoba untuk menemukan katalis yang dapat menggantikan uranium dan osmium ya