MAKALAHPROSES PEMBUATAN NAOH

Anggota Kelompok :1. Cincin Kusuma Dewi2. Herny Kurniawati3. Widdi

PENDAHULUAN

Penggunaan NaOH cukup banyak digunakan untuk industri minyak goreng, sabun, kertas, bumbu masak dan lain-lain. Hal ini cukup menarik untuk diteliti baik dari segi proses dan juga da.ri segi kinetika reaksi kimia (kinetika kimia). Pada prinsip stoikhiometri memungkinkan untuk menghitung jumlah zat yang dapat dihasilkan dari bahan-bahan kimia yang direaksikan pada suatu reaksi kimia (Ralph H. Petrucci,1994)Reaksi kimia yang diteliti ini, adalah reaksi pembentukan NaOH dari soda ash dan calsium hydroxide sesuai reaksi sebagai berikut:Na2C03 + Ca(OH)z - 2 NaOH + CaC03Sedangkandalam perancangan reaktor-reaktor kimia (chemical reactors) perlu diketahui atau dicari datanya dengan penelitian kinetika reaksi, yaitu mengenai suhu reaksi, tekanan operasi, rate aliran dan waktu reaksi.(Stanley M. Walas, 1998)Selain waktu reaksi dan rate aliran yang sating terkait, dapat pula ditambahkan, yaitu waktu pengisian reaktor, waktu pengosongan, waktu pendinginan, dan waktu pemanasan. Karena data tersebut sangat diperlukan dalam perancangan reaktor kimia, maka hal tersebut yang melatar belakangi mengapa suatu penelitian kinetika reaksi dilaksanakan. (Stanley M. Walas, 1998)Dari data mengenai suhu reaksi, waktu reaksi dan besar slurry Ca(OH)2 yang diperlukan untuk reaksi pembentukan NaOH tersebut, maka dapat dirancang reaktor kimia untuk reaksi antara calcium hydroxide dengan soda ash yang menghasilkan caustic soda dan calcium carbonate.

DESKRIPSIPROSES

Soda Ash Bahan Baku Soda Ash mempunyai komposisi 99% NazC03 dan 1% H20. Sifat-sifat fisika Na2C03 adalah berupa padatan berwama putih, berasap dan berbau menyengat hidung, larut dengan baik dalam air 7,1 gram/100 gram air pada 0C dan 48,5 gram/100 gram air pada 104C, tidak larut dalam alkohol dan ether, density = 2,533 gram!cc, titik leleh 851C (Arthur, 1958).Kegunaan Na2C03 adalah untuk bahan baku pembuatan gelas, bahan baku pembuatan NaOH, industri kertas, industri sabun, tekstil dan lain-lain (Faith and Keyes, 1961) Proses Pembuatan Caustic Soda secara garis besar terdiri antara lain: Proses ElectrolysisSebagai bahan baku digunakan garam NaCl dan HzO dengan menggunakan aliran listrik yang dilewatkan pada larutan NaCl dalam air. Sebagai reaktor yang digunakan Cell yang dibuat secara khusus. Sebagai by product diperoleh gas Hydrogen dan Chlorine yang terbentuk pada Cathode dan Anode. Caustic Soda yang diperoleh berupa larutan 10% NaOH. Adapun reaksi yang tetjadi adalah sebagai berikut: 2 NaCI +2 H20 2 NaOH + Hz + Ch (Faith andKeyes, 1961).

Proses dari Lime dan Soda AshSebagai bahan baku digunakan Lime Stone dan Soda Ash. Lime Stone dibakar dalam Kiln pada suhu 899C, dengan reaksi sebagai berikut: CaC03 + heatCaO + C02 - 766 btu/lb CaC03. Dengan penambahan air akan diperoleh hasil Milk of Lime atau Ca(OH)2 sesuai reaksi sebagai berikut: CaO+ HzOCa(OH)z +heatPada reaktoruntuk pembuatanNaOH, Ca(OH)2 ini direaksikan dengan Na2C03 sesuai reaksi sebagai berikut: Na2C03 + Ca(OH)2 2 NaOH + CaC03 (Faith and Keyes, 1961).NaOH basil berupa larutan 10% dan CaC03 berupa endapan, dipisahkan dengan penyaringan. Selain bahan tersebut, sebagai ganti Ca(OH)2 yang berasal dari Lime Stone, adalah limbah gas asetilin yang mempunyai kandungan Ca(OH)z di atas 90% (kering) yang terjadi sesuai reaksi sebagai berikut : CaCz + 2H20Cz Hz + Ca(OH)2Ca(OH)2, dengan kadar di atas 90% ini dapat pula digunakan untuk pembuatan kalsium karbonat presipitat sesuai reaksi: Ca(OH)2 + C02 CaC03 + HzOReaksi ini yang antara lain dilaksanakan dalam reaktor Venturi Bersirkulasi atau dapat pula dalam reaktor berpengaduk.

Dari waste Ca(OH)2Proses hampir sama dengan lime dan soda, akan tetapi lebih singkat. Sebagai bahan baku digunakan Ca(OH)z limbah pabrik gas asetilin atau dari las karbit sebagai basil reaksi karbit dengan air yang menghasilkan Ca(OH)z dan CzHz gas. CaCz + 2Hz0Ca(OH)2 + C2H2 C2H2 gas digunakan untuk pengelasan, sedangkan Ca(OH)2 berupaendapan yang bercampur dengan air dan impurities digunakan sebagai bahan baku. Waste Ca(OH)2 yang berupa padatan yang mengandung air dibuat slurry dengan kadar30% solid direaksikan di reaktor dengan 20% soda ash (Na2C03) larutan sehingga terjadi reaksi: Ca(OH)z + NazC03 2 NaOH + CaC03.Na2C03 yang bereaksi 95 - 96% dan Ca(OH)z diberikan sedikit berlebihan,sehingga pada basil reaksi terdapat Na2C03 dan Ca(OH)3 lebih rendah dari NaOH, maka sebagian besar NazC03 yang ada akan mengendap, dan dipisahkan dengan filter. Larutan NaOH 50% ditampung sebagai produk utama yang mengandung sedikit impurities Na2C03, sedangkan kristal Na2C03 dan sedikit Na2C03 dan sedikit NaOH yang tertahan di filter dicuci dengaN air pencuci hingga larut semua dan ditampung, dijual sebagai basil samping.Dipilih proses dari lime dan soda ash disebabkan oleh beberapa alasan yang menguntungkan, yaitu:1. Tidak diperlukan energi listriklbahan bakar yang besar.2. Bahan baku Ca(OH)2 cukup murah, karena dari lime stone.3. Proses lebih singkat, sederhana, tak diperlukan banyak alat, maka total capital investmentlebih rendah dari proses lainnya.4. Peralatan proses bisa dibuat dengan baik di dalam negeri.1.

Proses Produksi NaOH dari Elektrolisa GaramPada proses pembuatan NaOH dengan cara elektrolisa, reaksi yang tejadi adalah sebagai berikut:2 NaCl + 2 H2O 2NaOH + H2 + Cl2Adapun tahapan tahapan proses elektolisa garam meliputi:a. Proses pemurnian larutan NaClSebelum NaCl dikonversikan di dalam sel elektrolisa terlebih dahulu NaCl padat tersebut dilarutkan ke dalam sejumlah air sampai konsentrasi tertentu. Setelah itu barulah dilakukan pemurnian larutan garam dari ion ion Mg2+, Ca2+, Fe3+, dan SO42- dengan menambahkan reagen BaCl2, NaOH, dan Na2CO3 dalam bentuk larutan. Dengan demikian ion ion tersebut bereaksi dan menghasilkan endapan yang dibuang pada rotary drum filter.

b. Proses elektrolisa larutan NaClLarutan NaCl dimasukkan ke dalam reaktor sel elektrolisa. Dalam sel elektrolisa larutan garam dialiri arus listrik searah (DC), sehingga akan mengakibatkan terurainya NaCl menjadi Na+ dan Cl-. Dengan penambahan air akan terbentuk NaOH disertai pembentukan gas H2.

Proses elektrolisa sendiri dapat dilakukan dengan 3 macam cara :1. Proses elektrolisa dengan sel diaphragmaDalam sel diphragma yang dipakai sebagai anoda adalah grafit dan sebagai katoda digunakan besi atau platina. Diaphragma dibuat dari asbes mudah dilalui ion ion tapi sukar dilalui oleh molekul. Diaphragma ini memisahkan memisahkan anoda dan katoda. Dengan adanya arus searah, pada anoda diperoleh gas Cl2 dan pada katoda diperoleh gas H2Reaksi: NaCl Na+ + Cl- H2O H+ + OH-Anoda: 2Cl- Cl2 + 2eKatoda: 2H2O + 2e H2 + 2OH- Na+ + OH- NaOHKonsentrasi NaCl yang diizinkan adalah 340 350 g/liter yang pada hakekatnya adalah larutan jenuh. Sel bekerja pada suhu 85 oC (Faith and Keyes, 1972). Diaphragma umumnya diganti setiap empat kali pergantian anoda. Umur anoda biasanya sekitar 365 hari. Pada saat ini telah digunakan diafragma dan elektroda yang telah dimodifikasi sehingga memiliki efisiensi yang lebih tinggi dan umur penggunaan yang lebih lama yaitu mencapai 8-10 tahun. Larutan NaOH yang dihasilkan adalah 11,3 15 %.

2. Proses sel elektrolisa dengan sel membranSel membran memakai membran semipermeabel untuk memisahkan anoda dan katoda. Membran ini hanya mengijinkan ion Na+ untuk melewatinya dan mencegah ion OH-. Pemakaian ini dimaksudkan untuk mencegah ion OH- dan Cl- masuk ke dalam ruangan katoda. Membran terbuat dari bahan polimer seperti perfluoro sulfonie acid polimer dan perfluorocarboxylic acid polimer. Sel membran menghasilkan NaOH yang lebih murni dan lebih tinggi konsentrasinya bila dibandingkan dengan sel diaphragma, yaitu sebesar 28 %. Sel membran ini telah diterapkan dalam industri secara komersiil tetapi terlalu mahal.

3. Proses elektrolisis dengan menggunakan sel merkuriDi dalam sel mercuri, yang dipakai sebagai katoda adalah merkuri yang dialirkan pada bagian dasar sel, sedangkan sebagai anoda dipakai grafit. Larutan NaCl yang telah dimurnikan dialirkan diantara kedua elektroda tersebut dan membentuk NaHg pada katoda dan gas Cl2 padaanoda.Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :Reaksi: NaCl Na+ + Cl-Anoda: 2 Cl- Cl2Katoda: 2 Na+ + Hg+ + 2 e NaHg Larutan NaCl sebagai umpan masuk ke dalam sel elektrolisa pada suhu 60 70o C dengan konsentrasi NaCl 340 350 g/liter. Amalgam (NaHg) yang dihasilkan mengalir ke dekomposer dan dikontakkan dengan air secara counter current sehingga dihasilkan NaOH 50 % dan gas H2.Reaksi : 2 NaHg + H2O 2 NaOH + H2 + Hg

TUGAS NaOH : Herny Kurniawati (2014437041)