MIXING

I. TUJUAN

Untuk menghomogenkan larutan yang berbeda

Untuk mengetahui kebutuhan energi pengaduk yang digunakan

II. PERINCIAN KERJA

Kalibrasi alat

Penentuan berat jenis dan viskositas larutan

III. ALAT DAN BAHAN

A. Alat yang Digunakan

Tangki berpengaduk

Piknometer

Viskometer Oswald

Erlemeyer 250 ml 10 Buah

Gelas Kimia 2 L dan 1 L 1 Buah

Gelas Kimia 250 ml 1 Buah

Stopwatch

Bola Hisap

Neraca Analitik

Baskom

B. Bahan yang Digunakan

Air

Garam

Aquadest

IV. DASAR TEORI

Pengadukan (mixing) merupakan suatu aktivitas operasi

pencampuran dua atau lebih zat agar diperoleh hasil campuran yang

homogen. Pada media fase cair, pengadukan ditujukan untuk

memperoleh keadaan yang turbulen (bergolak).

Pencampuran merupakan operasi yang bertujuan mengurangi

ketidaksamaan kondisi, suhu, atau sifat lain yang terdapat dalam suatu

bahan. Pencampuran dapat terjadi dengan cara menimbulkan gerak di

dalam bahan itu yang menyebabkan bagian-bagian bahan saling bergerak

satu terhadap yang lainnya, sehingga operasi pengadukan hanyalah salah

satu cara untuk operasi pencampuran. Pencampuran fasa cair merupakan

hal yang cukup penting dalam berbagai proses kimia. Pencampuran fasa

cair dapat dibagi dalam dua kelompok. Pertama, pencampuran antara

cairan yang saling tercampur (miscible), dan kedua adalah pencampuran

antara cairan yang tidak tercampur atau tercampur sebagian (immiscible).

Selain pencampuran fasa cair dikenal pula operasi pencampuran fasa cair

yang pekat seperti lelehan, pasta, dan sebagainya; pencampuran fasa padat

seperti bubuk kering, pencampuran fasa gas, dan pencampuran antar fasa.

Proses Pencampuran

Proses pencampuran dalam fasa cair dilandasi oleh mekanisme

perpindahan mementum di dalam aliran turbulen. Pada aliran turbulen,

pencampuran terjadi pada 3 skala yang berbeda, yaitu:

1. pencampuran sebagai akibat aliran cairan secara keseluruhan (bulk flow) yang

disebut mekanisme konvektif

2. pencampuran karena adanya gumpalan-gumpalan fluida yang terbentuk dan

tercampakkan di dalam medan aliran yang dikenal sebagai eddies, sehingga

mekanisme pencampuran ini disebut eddy diffusion

3. pencampuran karena gerak molekular yang merupakan mekanisme

pencampuran difusi.

Ketiga mekanisme terjadi secara bersama-sama, tetapi yang paling

menentukan adalah eddy diffusion. Mekanisme ini membedakan pencampuran

dalam keadaan turbulen daripada pencampuran dalam medan aliran

laminer.Sifat fisik fluida yang berpengaruh pada proses pengadukan adalah

densitas dan viskositas.

Pengadukan dan pencampuran merupakan operasi yang penting dalam

industry kimia. Pencampuran (mixing) merupakan proses yang dilakukan untuk

mengurangi ketidakseragaman suatu sistem seperti konsentrasi, viskositas,

temperatur dan lain-lain. Pencampuran dilakukan dengan mendistribusikan

secara acak dua fasa atau lebih yang mula-mula heterogen sehingga menjadi

campuran homogen. Peralatan proses pencampuran merupakan hal yang sangat

penting, tidak hanya menentukan derajat homogenitas yang dapat dicapai, tapi

juga mempengaruhi perpindahan panas yang terjadi. Penggunaan peralatan

yang tidak tepat dapat menyebabkan konsumsi energi berlebihan dan merusak

produk yang dihasilkan. Salah satu peralatan yang menunjang keberhasilan

pencampuran ialah pengaduk.

Hal yang penting dari tangki pengaduk dalam penggunaannya antara lain:

1. Bentuk : pada umumnya digunakan bentuk silindris dan bagian bawahnya

cekung

2. Ukuran: yaitu diameter dan tinggi tangki

3. Kelengkapannya:

a. ada tidaknya baffle, yang berpengaruh pada pola aliran di dalam tangki

b. jacket atau coil pendingin/pemanas yang berfungsi sebagai pengendali

suhu

c. letak lubang pemasukan dan pengeluaran untuk proses kontinu

d. kelengkapan lainnya seperti tutup tangki, dan sebagainya.

Skema lengkap dari sebuah tangki berpengaduk sederhana ditunjukkan pada

gambar.

Jenis Pengaduk

Pengaduk dalam tangki memiliki fungsi sebagai pompa yang

menghasilkan laju volumetrik tertentu pada tiap kecepatan putaran dan

input daya. Input daya dipengaruhi oleh geometri peralatan dan fluida

yang digunakan. Profil aliran dan derajat turbulensi merupakan aspek

penting yang mempengaruhi kualitas pencampuran. Rancangan pengaduk

sangat dipengaruhi oleh jenis aliran, laminar atau turbulen. Aliran laminar

biasanya membutuhkan pengaduk yang ukurannya hampir sebesar tangki

itu sendiri. Hal ini disebabkan karena aliran laminar tidak memindahkan

momentum sebaik aliran turbulen [Walas, 1988].

Pencampuran di dalam tangki pengaduk terjadi larena adanya

gerak rotasi dari pengaduk dalam fluida. Gerak pengaduk ini memotong

fluida tersebut dan dapatmenimbulkan arus eddy yang bergerak

keseluruhan sistem fluida tersebut. Oleh sebab itu, pengaduk merupakan

bagian yang paling penting dalam suatu operasi pencampuran fasa cair

dengan tangki pengaduk. Pencampuran yang baik akan diperoleh bila

diperhatikan bentuk dan dimensi pengaduk yang digunakan, karena akan

mempengaruhi keefektifan proses pencampuran, serta daya yang

diperlukan. Menurut aliran yang dihasilkan, pengaduk dapat dibagi

menjadi tiga golongan:

1. Pengaduk aliran aksial yang akan menimbulkan aliran yang sejajar

dengan sumbu putaran

2. Pengaduk aliran radial yang akan menimbulkan aliran yang berarah

tangensial dan radial terhadap bidang rotasi pengaduk. Komponen

aliran tangensial menyebabkan timbulnya vortex dan terjadinya

pusaran, dan dapat dihilangkan dengan pemasangan baffle atau

cruciform baffle

3. Pengaduk aliran campuran yang merupakan gabungan dari kedua jenis

pengaduk di atas. Menurut bentuknya, pengaduk dapat dibagi menjadi 3

golongan:

1. Propeller

Kelompok ini biasa digunakan untuk kecepatan pengadukan tinggi dengan

arah aliran aksial. Pengaduk ini dapat digunakan untuk cairan yang memiliki

viskositas rendah dan tidak bergantung pada ukuran serta bentuk tangki. Kapasitas

sirkulasi yang dihasilkan besar dan sensitif terhadap beban head. Dalam

perancangan propeller, luas sudu biasa dinyatakan dalam perbandingan luas area

yang terbentuk dengan luas daerah disk. Nilai nisbah ini berada pada rentang 0.45

sampai dengan 0.55. Pengaduk propeler terutama menimbulkan aliran arah aksial,

arus aliran meninggalkan pengaduk secara kontinu melewati fluida ke satu arah

tertentu sampai dibelokkan oleh dinding atau dasar tangki.

2. Turbine

Istilah turbine ini diberikan bagi berbagai macam jenis pengaduk tanpa

memandang rancangan, arah discharge ataupun karakteristik aliran. Turbine

merupakan pengaduk dengan sudu tegak datar dan bersudut konstan. Pengaduk

jenis ini digunakan pada viskositas fluida rendah seperti halnya pengaduk jenis

propeller [Uhl & Gray, 1966]. Pengaduk turbinmenimbulkan aliran arah radial

dantengensial. Di sekitar turbin terjadi daerah turbulensi yang kuat, arus dan

geseran yang kuat antar fluida. Salah satu jenis pengaduk turbine adalah pitched

blade. Pengaduk jenis ini memiliki sudut sudu konstan. Aliran terjadi pada arah

aksial, meski demikian terdapat pule aliran pada arah radial. Aliran ini akan

mendominasi jika sudu berada dekat dengan dasar tangki.

3. Paddles

Pengaduk jenis ini sering memegang peranan penting pada proses

pencampuran dalam industri. Bentuk pengaduk ini memiliki minimum 2 sudu,

horizontal atau vertical, dengan nilai D/T yang tinggi. Paddle digunakan pada

aliran fluida laminar, transisi atau turbulen tanpa baffle. Pengaduk padel

menimbulkan aliran arah radial dan tangensial dan hamper tannpa gerak vertikal

sama sekali. Arus yang bergerak ke arah horisontal setelah mencapai dinding akan

dibelokkan ke atas atau ke bawah. Bila digunakan pada kecepatan tinggi akan

terjadi pusaran saja tanpa terjadi agitasi.

Gambar 3 Bentuk-bentuk pengaduk

(a) pengaduk paddle (b) pengaduk propeller (c) pengaduk turbine

Disamping itu, masih ada bentuk-bentuk pengaduk lain yang biasanya

merupakan modifikasi dari ketiga bentuk di atas

a. Flate Blade

b. Curved Blade

c. Pitched Blade

Gambar 4 Tipe-tipe pengaduk jenis turbin

a. Standard three baldes

b. Weedless

c. Guarded

Gambar 5 Tipe-tipe pengaduk jenis propeller

a. Basic

b. Anchor

c. Glassed

Gambar 6 Tipe-tipe pengaduk jenis padel

Gambar 7 Pola aliran pada pengaduk jenis propeler

Kecepatan Pengaduk

Kecepatan pengaduk yang umumnya digunakan pada operasi industri

kimia adalah sebagai berikut:

• Kecepatan tinggi, berkisar pada kecepatan 1750 rpm. Pengaduk

dengan kecepatan ini umumnya digunakan untuk fluida dengan

viskositas rendah misalnya air.

• Kecepatan sedang, berkisar pada kecepatan 1150 rpm. Pengaduk

dengan kecepatan ini umumnya digunakan untuk larutan sirup kental

dan minyak pernis. Kecepatan rendah, berkisar pada kecepatan 400

rpm. Pengaduk dengan kecepatan ini umumnya digunakan untuk

minyak kental, lumpur di mana terdapat serat atau pada cairan yang

dapat menimbulkan busa. Untuk menjamin keamanan proses,

pengaduk dengan kecepatan lebih tinggi dari 400 rpm sebaiknya tidak

digunakan untuk cairan dengan viskositas lebih besar dari 200 cP, atau

volume cairan lebih besar dari 2000 L. Pengaduk dengan kecepatan

lebih besar dari 1150 rpm sebaiknya tidak digunakan untuk cairan

dengan viskositas lebih besar dari 50 cP atau volume cairan lebih

besar dari 500 L. Kecepatan pengaduk ditentukan oleh viskositas

fluida dan ukuran geometri sistem pengadukan.

Pola Aliran dalam Tangki Berpengaduk

Pada tangki berpengaduk, pola aliran yang dihasilkan bergantung pada

beberapa faktor antara lain geometri tangki, sifat fisik fluida dan jenis pengaduk

itu sendiri. Pengaduk jenis turbine akan cenderung membentuk pola aliran radial

sedangkan propeller cenderung membentuk aliran aksial. Pengaduk jenis helical

screw dapat membentuk aliran aksial dari bawah tangki menuju ke atas

permukaan cairan. Pola aliran yang dihasilkan oleh tiap-tiap pengaduk tersebut

dapat dilihat pada Gambar 8.

Gambar 8 Pola aliran fluida di dalam tangki berpengaduk

(a) flat-blade turbine (b) marine propeller (c) helical screw

Pada dasarnya terdapat 3 komponen yang hadir dalam tangki berpengaduk yaitu:

a. komponen radial pada arah tegak lurus terhadap tangkai pengaduk

b. komponen aksial pada arah sejajar (paralel) terhadap tangkai pengaduk

c. komponen tangensial atau rotasional pada arah melingkar mengikuti putaran

sekitar tangkai pengaduk.

Komponen radial dan tangensial terletak pada daerah horizontal dan

komponen longitudinal pada daerah vertikal untuk kasus tangkai tegak (vertical

shaft). Komponen radial dan longitudinal sangat berguna untuk penentuan pola

aliran yang diperlukan untuk aksi pencampuran (mixing action). Pengadukan pada

kecepatan tinggi ada kalanya mengakibatkan pola aliran melingkar di sekitar

pengaduk. Gerakan melingkar tersebut dinamakan vorteks. Vorteks dapat

terbentuk di sekitar pengaduk ataupun di pusat tangki yang tidak menggunakan

baffle. Fenomena ini tidak diinginkan dalam industri karena beberapa alasan.

Pertama: kualitas pencampuran buruk meski fluida berputar dalam tangki. Hal ini

disebabkan oleh kecepatan sudut pengaduk dan fluida sama. Kedua udara dapat

masuk dengan mudahnya ke dalam fluida karena tinggi fluida di pusat tangki

jatuh hingga mencapai bagian atas pengaduk. Ketiga, adanya vorteks akan

mengakibatkan naiknya permukaan fluida pada tepi tangki secara signifikan

sehingga fluida tumpah.

Upaya berikut ini dapat dilakukan untuk menghindari vorteks, yaitu:

1. menempatkan tangkai pengaduk lebih ke tepi (off-center)

2. menempatkan tangkai pengaduk dengan posisi miring

3. menambahkan baffle pada dinding tangki.

Laju dan Waktu Pencampuran (Rate & Time for Mixing)

Waktu pencampuran (mixing time) adalah waktu yang dibutuhkan

sehingga diperoleh keadaan yang serba sama untuk menghasilkan campuran atau

produk dengan kualitas yang telah ditentukan. Sedangkan laju pencampuran (rate

of mixing) adalah laju di mana proses pencampuran berlangsung hingga mencapai

kondisi akhir [Coulson and Richardson, 1999].

Pada operasi pencampuran dengan tangki pengaduk, waktu pencampuran

ini dipengaruhi oleh beberapa hal,

1. Yang berkaitan dengan alat, seperti:

a. ada tidalnya baffle atau cruciform baffle

b. bentuk atau jenis pengaduk (turbin, propeler, padel)

c. ukuran pengaduk (diameter, tinggi)

d. laju putaran pengaduk

e. kedudukan pengaduk pada tangki, seperti

f. jarak terhadap dasar tangki

g. pola pemasangannya:

- center, vertikal

- off center, vertical

- miring (inciclined) dari atas

- horisontal

h. jumlah daun pengaduk

i. jumlah pengaduk yang terpasang pada poros pengaduk

2. Yang berhubungan dengan cairan yang diaduk:

a. perbandingan kerapatan/ densitas cairan yang diaduk

b. perbandingan viskositas cairan yang diaduk

c. jumlah kedua cairan yang diaduk

d. jenis cairan yang diaduk (miscible, immiscible)

Pertama-tama tangki berpengaduk dikalibrasi

Tangki diisi dengan air sebanyak 8 Liter

Dibuat larutan garam 25 % dalam 2 L aquadest

Larutan garam dimasukkan ke dalam tangki yang telah berisi air

Sebelum diaduk, diambil sebanyak 100 ml larutan ke dalam erlemeyer untuk dianalisa viskositas dan densitasnya.

Pengaduk dinyalakan dengan kecepatan pengaduk yang konstan

Sampel larutan diambil sebanyak 100 ml setiap 5 menit untuk dianalisa densitasnya.

Untuk selanjutnya faktor-faktor tersebut dapat dijadikan variabel yang

dapat dimanipulasi untuk mengamati pengaruh setiap faktor terhadap karakteristik

pengadukan, terutama terhadap waktu pencampuran.

Kebutuhan Daya

Untuk melakukan perhitungan dalam spesifikasi tangki pengaduk telah

dikembangkan berbagai teori dan hubungan empiris. Para peneliti telah

mengembangkan beberapa hubungan empiris yang dapat memperkirakan

ukuran alat dalam pemakaian nyata atas dasar percobaan yang dilakukan pada

skala laboratorium. Perkiraan kebutuhan daya yang diperlukan untuk

mengaduk cairan dalam tangki pengaduk dapat dihitung atas dasar percobaan

pada skala laboratorium. Persyaratan penggunaan hubungan empiris tersebut

adalah adanya:

1. Kesamaan geometris yang menentukan kondisi batas peralatan, artinya

bentuk kedua alat harus sama dan perbandingan ukuran-ukuran geometris

2. Kesamaan dinamik dan kesamaan kinematik, yaitu terdapat kesamaan harga

perbandingan antara gaya yang bekerja di suatu kedudukan (gaya viskos

terhadap gaya gravitasi, gaya inersia terhadap gaya viskos, dan sebagainya).

V. PROSEDUR KERJA

Setelah densitas yang diperoleh konstan, maka viskositas akhir setiap larutan diukur

Kemudian, diameter tangki diukur untuk penentuan diameter pengaduk serta ketinggian larutan dalam tangki diukur.

Perlakuan sama juga dilakukan untuk larutan garam 50% dalam 2 L aquadest

VI. DATA PENGAMATAN

Penentuan Berat Jenis

Berat piknometer kosong = 22.7112 gram

Berat piknometer + air = 47.8413 gram

1. Larutan Garam 25%

No. t (menit) Bobot pikno+sampel (gram)

1 0 48.7342

2 55 48,6905

3 60 48,7114

4 70 48,706

5 75 48,7051

6 80 48,7048

7 85 48,7047

8 90 48,705

9 95 48,7051

10 100 48,7048

2. Larutan garam 50%

No t (menit) Berat piknometer + sampel (gram)

1 0 49,7689

2 5 49,5586

3 10 49,5261

4 15 49,5159

5 20 49.5119

6 25 49,512

7 30 49,5099

8 35 49,5045

9 40 49,5055

10 45 49,5181

11 50 49,517

12 55 49,5198

13 60 49,5117

Waktu alir air pada viscometer = 1,02 detik

Waktu alir larutan garam 25% pada viscometer awal = 1,04 detik

Waktu alir larutan garam 25% pada viscometer akhir = 1,04 detik

Waktu alir larutan garam 50% pada viscometer awal = 1,07 detik

Waktu alir larutan garam 50% pada viscometer akhir = 1,07 detik

Kecepatan rotasi pengaduk larutan garam 25% = 85rpm=1,4167 rps

Kecepatan rotasi pengaduk larutan garam 50% = 87rpm=1,45 rps

Keliling tangki = 1,06 m

Ketinggian larutan dalam tangki (Zi) = 0,35 m

VII. PERHITUNGAN

Penentuan Densitas

- Berat air = (Berat piknometer + air) – (Berat piknometer kosong)

= (47.8413 –22.7112) g

= 25,1301 g

ρ air = 1 gr/ml

- Volume piknometer =

Berat airDensity air

=

25 , 1301 g1 g /mL

= 25,1301 mL

1. Untuk larutan 25%

Densitas awal = {(Berat pikno+sampel)-(berat pikno kosong)}/ Volume

piknometer

= (48.7342-22.7112) g/ 25.1301 ml

= 1.035531 g/ml = 1035.531 kg/m3

No. t (menit) Bobot pikno+sampel (gram) Densitas (g/ml)

1 0 48.7342 1,035531

2 55 48,6905 1,03379

3 60 48,7114 1,03462

4 70 48,706 1,03440

5 75 48,7051 1,03437

6 80 48,7048 1,03436

7 85 48,7047 1,03435

8 90 48,705 1,03436

9 95 48,7051 1,03437

10 100 48,7048 1,03436

2. Untuk larutan garam 50%

No t (menit) Berat piknometer + sampel (gram) Densitas (g/ml)

1 0 49,7689 1.07672 5 49,5586 1.068333 10 49,5261 1.066634 15 49,5159 1.066475 20 49.5119 1.066476 25 49,512 1.066487 30 49,5099 1.066398 35 49,5045 1.066189 40 49,5055 1.0662210 45 49,5181 1.06671

11 50 49,517 1.0666812 55 49,5198 1.0667913 60 49,5117 1.06647

Penentuan Viskositas

1. Untuk larutan garam 25%

Spesifik grafity

=

Densitas sampelDensitas air

=

1035 ,5 kg/m3

995 , 64 kg/m3

=1,04

Konstanta viscometer (k)

=

μ airsg xt

=

8,5 .10−4 Pa . s1 ,04 x 1 ,02 s

= 0,0008013 Pa

Viskositas sampel = k x sg x t sampel

= 0,0008013 Pa x 1,04 x 1,04 s

= 0,0008664 Pa. s= 0,0008664 kg/m.s

2. Untuk larutan 50%

Spesifik grafity

=

Densitas sampelDensitas air

=

1076 ,7 kg /m3

995 , 64 kg/m3

=1,0814

Konstanta viscometer (k)

=

μ airsg xt

=

8,5. 10−4 Pa . s1, 0814 x 1 ,02 s

= 0,0007706 Pa

Viskositas sampel = k x sg x t sampel

= 0,0007706 Pa x 1,0814 x 1,07 s

= 0,0009 Pa .s= 0,0009 kg/m.s

Penentuan diameter pengaduk

Keliling tabung = 1,06 m

Keliling = 2πr

1,06 m = 2.(3,14) .r

r = 0,169 m

Diameter tangki = 2 x r

= 2 x 0,169 m

= 0,338 m

Diameter pengaduk = 1/3 diameter tangki

= 1/3 x 0,388 m

= 0,113 m

Penentuan Bilangan Reynold

1. Larutan garam 25%

Re= ρ×N×D2

μ❑❑

Re=1035 ,5kg /m3×1 , 4167 Rps×(0 ,113 m)2

0 , 0008664 kg /m . s

Re= 21620,54 (aliran turbulen)

2.Larutan garam 50%

Re= ρ×N×D2

μ

Re=1076 ,7 kg/m3×1 ,45 Rps×(0 ,113 m)2

0 ,0009 kg /m . s

Re = 22150,17 (aliran turbulen)

Dengan nilai bilangan Reynold tersebut, maka dapat ditentukan nilai

dari Po pada grafik bilangan power dan bilangan Reynold (Buku Unit

Operations, GG. Brown hal. 507).

Maka,

1. Untuk larutan 25%

Po= 0,30

P = Po x Densitas x N3 x D5

P = 0,30 x 1035,5 kg/m3 x (1,4167 rps)3 x (0,113 m)5

P = 0,01625 kW

P = 16,25 W

Jadi, Power Motor = 16,25 W

Untuk mencari power input untuk pengaduk dalam tangki,

Pi=PVolSistem

Pi=P

π4⋅D

2

⋅t

=16 , 25W

(3 , 144)⋅0 ,338 m

2

⋅0 ,35 m

Pi=517 , 7 W /m3

Sedangkan bilangan Freudenya :

NFr=N

2

×D

g

NFr=1 , 4167 m

2

×0 ,113m

9 , 81m

s2

=

NFr=0 , 0231

2. Untuk larutan 50%

Po= 0,30

P = Po x Densitas x N3 x D5

P = 0,30 x 1076,7 kg/m3 x (1,45 rps)3 x (0,113 m)5

P = 0,01812 kW

P = 18,12 W

Jadi, Power Motor = 18,12 W

Untuk mencari power input untuk pengaduk dalam tangki,

Pi=PVolSistem

Pi=P

π4⋅D

2

⋅t

=18 ,12 W

(3 , 144)⋅0 ,338 m

2

⋅0 ,35 m

Pi=577 , 28W /m3

Sedangkan bilangan Freudenya :

NFr=N

2

×D

g

NFr=1 , 45 m

2

×0 ,113m

9 , 81m

s2

NFr=0 , 0242

VIII. PEMBAHASAN

Dari hasil perhitungan densitas dari masing-masing larutan, maka

diperoleh grafik hubungan antara densitas dan waktu dimana grafik ini

menunjukkan bagaimana proses pencampuran berlangsung hingga

diperoleh larutan yang homogen.

Grafik 1 untuk larutan garam 25% yaitu :

Grafik 2 untuk larutan garam 50% :

Dari grafik 1 terlihat bahwa proses homogenitas tidak berlangsung

dengan baik. Dimana larutan garam 25% memerlukan waktu yang

lama untuk mencapai titik konstan. Hal ini disebabkan oleh

konsentrasi dari larutan garam yang rendah sehingga molekul-

molekulnya sukar untuk berpindah dari larutan garam dan

memerlukan waktu yang lama untuk dapat tercampur dengan baik.

Sesuai dengan konsep perpindahan massa, suatu zat akan lebih mudah

berpindah dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah.

Sedangkan untuk grafik 2, proses homogenitas berlangsung dengan

cepat karena konsentrasi larutan garam lebih tinggi dibandingkan

larutan garam 25%. Sehingga molekul-molekul dari larutan garam

50% berpindah dengan cepat ke konsentrasi air yang rendah.

Kedua grafik menunjukkan bahwa densitas awal kedua larutan

lebih tinggi dibandingkan dengan densitas setelah terjadinya

homogenisasi. Secara teori, larutan air memiliki densitas yang lebih

50 60 70 80 90 100 1101.03321.03341.03361.0338

1.0341.03421.03441.03461.0348

Grafik hubungan antara waktu dan densitas larutan 25%

waktu (menit)

dens

itas (

g/m

l)

0 10 20 30 40 50 60 701.06

1.062

1.064

1.066

1.068

1.07

1.072

1.074

1.076

1.078

Grafik hubungan antara waktu dan densitas larutan 50%

waktu (menit)

dens

itas (

g/m

l)

rendah daripada larutan garam sehingga jika dilakukan pengambilan

sampel untuk analisa densitas awal maka densitas awal harus lebih

rendah dari pada densitas selanjutnya karena letak air yang berada di

bawah dan larutan garam berada di bagian atas sebelum pengadukan.

Serta sebelum pengadukan air dan larutan garam belum tercampur

maksimal hanya antar permukaan saja yang selanjutnya akan pelan-

pelan tercampur dan meningkatkan densitas dari larutan hingga

konstan.

Salah satu penyebab tingginya densitas awal yakni keran tangki

belum bersih secara menyeluruh sehingga masih memiliki sisa-sisa

garam hasil praktikum sebelumnya. Sehingga pada saat pengambilan

sampel awal ada molekul garam yang terikut.

Selain itu untuk konsentrasi larutan garam 50% penyebab lain

densitas awal yang lebih tinggi dibandingkan densitas selanjutnya

yakni pada saat pembuatan larutan garam 1 kg dalam 2 L air terjadi

kejenuhan dari garam yang dibuat. Sedangkan volume yang

diinginkan dalam tangki adalah 10 L sehingga larutan garam 50%

yang telah larut dimasukkan ke dalam tangki dan garam yang jenuh

tadi ditambahkan air dari dalam tangki agar volume tidak berubah

yang dilakukan berulang hingga garam larut semua. Hal itulah yang

menyebabkan tingginya densitas awal untuk larutan garam 50%.

Molekul dari konsentrasi tinggi merembes ke molekul air yang

berkonsentrasi rendah dan pencampuran terjadi sebelum pengaduk

dinyalakan walaupun belum maksimal.

Pada perhitungan data yang telah dilakukan dapat dilihat bahwa

densitas dan viskositas sangat mempunyai pengaruh yang besar

terhadap penentuan bilangan Reynold, power motor dan power input

dari masing-masing larutan.

Konsentrasi larutan yang tinggi menyebabkan larutan tersebut

memiliki viskositas (kekentalan) yang tinggi pula sehingga

mempengaruhi bilangan Reynoldnya. Walaupun viskositas berbanding

terbalik dengan bilangan Reynold, tetapi dengan densitas yang besar

maka bilangan reynoldnya akan bertambah. Dengan bilangan Reynold

maka akan diketahui bilangan powernya melalui grafik.

Dari bilangan Reynold dapat dilihat perbandingan antara

kebutuhan energi untuk menghomogenkan larutan dengan konsentrasi

rendah dan larutan dengan konsentrasi tinggi. Adanya peningkatan

konsentrasi dari larutan yang akan dicampur maka dibutuhkan energy

yang lebih dibanding mencampur larutan dengan konsentrasi rendah.

Energi yang dibutukan pengaduk lebih besar karena larutan dengan

viskositas yang tinggi memiliki momentum yang berpindah akibat

tumbukan antara molekul-molekul yang bergerak secara acak dari

lapisan yang satu kelapisan lain yang berbeda kecepatan dibanding

dengan larutan dengan kekentalan lebih rendah sehingga

membutuhkan energy yang besar untuk merenggangkan gaya antar

molekul tersebut agar lebih tercampur dengan merata.

IX. KESIMPULAN

Adanya peningkatan konsentrasi dari larutan yang akan dicampur,

maka akan memperbesar energy yang dibutuhkan oleh pengaduk

Peningkatan kecepatan pengadukan akan meningkatkan kebutuhan

energy pengaduk

Konsentrasi larutan yang tinggi lebih cepat terhomogenkan

dibandingkan dengan konsentrasi yang rendah

Homogenisasi bergantung pada viskositas zat, kecepatan

pengadukan, jenis pengadukan, berat jenis zat, konsentrasi zat,

ketinggian zat di dalam tangki, ada tidaknya baffle, ukuran

pengaduk, dan jenis zat.

X. SARAN

Sebelum melakukan praktikum, sebaiknya tangki dibersihkan

hingga benar-benar bersih dari kotoran yang tersisa agar tidak

menggangu pada analisa densitas.

Untuk pembuatan larutan garam dengan konsentrasi 50%,

dilakukan pemanasan selain pengadukan karena jumlah garam

yang berlebihan dibandingkan pelarutnya dan mengakibatkan

kejenuhan. Sehingga mempengaruhi analisa densitas awal zat.

XI. DAFTAR PUSTAKA

Petunjuk Praktikum Laboratorium Satuan Operasi I. Politeknik Negeri

Ujung Pandang. Jurusan Teknik Kimia.

Panduan Pelaksanaan Laboratorium Instruksional I/III. Departemen

Teknik Kimia ITB.

Brown, dkk. Unit Operations Fourteenth Printing. 1978. Tokyo :

Charles E. Tuttle Co.