Pengendalian Ph
-
Upload
dailydrifter -
Category
Documents
-
view
28 -
download
3
description
Transcript of Pengendalian Ph
LAPORAN PRAKTIKUM
PENGENDALIAN PROSES
PENGENDALIAN pH
OLEH
Nama : Lukman Sukohadi
Nim : 1124401020
Kelas / Kelompok : 3B-RP / II (Dua)
Pembimbing : Elwina, ST, MT
Nip : 19730917 200212 2 001
JURUSAN TEKNIK KIMIA PROGRAM
STUDI TEKNIK KIMIA POLITEKNIK
NEGERI LHOKSEUMAWE
2013
LEMBAR TUGAS
Judul Praktikum : Pengendalian pH
Mata Kuliah : Praktikum Instrumentasi dan Pengendalian Proses
Jurusan/Prodi : Teknik Kimia
Nama Mahasiswa : Lukman Sukohadi
NIM : 1124401020
Kelas/Semester : 3B-RP / V (Lima)
Kelompok : 2 (Dua)
Anggota :
Ahmad Fauzi
Maulizan
Nuraini
Lia Fitri
Uraian Tugas :
1. Buat larutan dengan pH 2, berikan laju alir konstan untuk respon
stabil dengan laju alir 4 liter/menit. Catat data setiap 1 menit selama 10
menit.
2. Berikan respon tidak stabil dengan laju alir 4 liter/menit.
3. Berikan fungsi step pada laju alir 4 liter/menit.
4. Berikan fungsi ramp dengan variasi laju alir 2, 4, 6, 8 dan 10 liter/menit.
5. Berikan fungsi sinus pada laju alir 4 liter/menit.
6. Buat kurva untuk fungsi di atas.
Buket Rata, 27 November 2013
Ka. Laboratorium Dosen Pembimbing
Ir.Syafruddin, M. Si Elwina, ST, MT
NIP. 19650819 199802 1 001 NIP.19730917 200212 2 001
LEMBAR PENGESAHAN
Judul Praktikum : Pengendalian pH
Mata Kuliah : Praktikum Instrumentasi dan Pengendalian Proses
Jurusan/Prodi : Teknik Kimia/Teknik Kimia
Nama Mahasiswa : Lukman Sukohadi
NIM : 1124401020
Kelas/Semester : 3B-RP / V
Dosen Pembimbing : Elwina, ST, MT
NIP : 19730917 200212 2 001
Ka. Laboratorium : Ir. Syafruddin, M.Si
NIP : 19650819 199802 1 001
Tanggal Pengesahan :
Buket Rata, 5 Desember 2013 2013
Ka. Laboratorium Dosen Pembimbing
Ir.Syafruddin, M. Si Elwina, ST, MT
NIP. 19650819 199802 1 001 NIP.19730917 200212 2 001
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Tujuan Percobaan
1. Mengenal komponen-komponen Peralatan Pengendalian pH
2. Dapat dan mampu mengenal proses stabil atau tidak stabil pada
pengendalian pH
3. Dapat memberikan input fungsi step dan fungsi lainya pada pengendalian
pH
4. Mampu membedakan respon yang di timbulkan dari inpu-input yang
di berikan pada pengendalian pH
1.2 Bahan – bahan
1. Air (aquadest)
2. H2SO4
1.3 Alat – alat
1. Seperangkat Pengendalian pH
2. pH meter
3. Beaker glass 5000 ml
4. Kertas pH
5. Tissue
6. Pipet volume
7. Spatula
1.4 Prosedur Kerja
1. Diisi tangki main dengan larutan aquadest
2. Diisi tangki Noise dengan larutan pH yang di berikan pada lembaran tugas
3. Dipasang pH meter pada tangki pencampuran
4. Dihidupkan alat peralatan pengendali pH
5. Dialirkan cairan dari tangki main dengan laju alir sesuai yang di lembaran
tugas dan catat pH ( gunakan kertas pH sebagai pembanding) pada tangki
pencampuran tiap 10 detik sampai keadaan steady tercapai
6. Dialirkan cairan pada tangki noise dengan laju alir sesuai tugas dan catat
pH (gunakan kertas pH sebagai pembanding) pada tangki
pencampuran setiap 10 detik sampai keadaaan steady tercapai
7. Digambarkan grafik dari data yang di peroleh
8. Diberikan masukkan (input) step dan jenis lainya serta catat pH (gunakan
kertas pH sebagai pembanding) pada tangki pencampuran setiap 10 detik
sampai keadaaan steady tercapai
9. Digambarkan grafik – grafik dari data yang diperoleh
BAB II TNJAUAN
PUSTAKA
pH didefinisikan sebagai minus logaritma dari konsentrasi ion
hydrogen dalam larutan. Pengukuran pH dengan menggunakan pH-meter di
lakukan dengan menggunakan elektroda yang peka terhadap ion hydrogen H+,
pH- meter pada dasarnya mengukur tegangan arus dalam volt, bukan
maengukur pH secara langsung, sehingga pH meter harusa dikalibrasi agar dapat
di baca pH. Kalibrasi dilakukan dengan menggunakan larutan dapar pH 7,
kemudian dengan larutan
dapar lainya yang mempunyai pH yang mendekati pH sampel yang di analisa.
Harga pH merupakan ukuran untuk konsentrasi ion hydrogen dalam
larutan akuatik. Harga pH menentukan apakah larutan bersifat asam atau
basa. Harga pH dapat ditentukan dengan 2 cara yaitu:
1. Pengukuran pH secara elektrometrik
2. Pengukuran ph secara indicator warna
pH- meter adalah suatu peralatan pengukuran voltase yang di rencanakan
untuk di gunakan dalam sel-sel dengan tahanan tinggi. Alat – alat
pembacaan langsung adalah voltameter elektronik dengan tahanan masukkan
yang sangat tinggi, rangkaian tersususun sedemikian hingga memberikan
pembacaan meteran sebanding pH.
Pengoprasian dari suatu pH adalah sangat mudah namun agak sedikit
berbeda dengan masing – masing contoh. Gangguan khusus yang menyebabkan
simpangan. Pembacaan pH meter adalah ion natrium, dalam larutan sampel, bila
pH ≥ 10, maka konsentrasi H+ semakin kecil sehingga ion Na+ akan
menempel pada dinding elektroda kaca.
Lakmus merupakan salah satu jenis indicator untuk membedakan sifat
asam atau basa suatu larutan. Ada 2 jenis lakmus yaitu lakmus merah, dan lakmus
biru.kedua jenis lakmus ini dapat berubah warna, jika lakmus di kenai
larutan yang bersifat asam (misalnya cuka), lakmus berubah menjadi merah tetapi
jika di
[ H+ ]
[ H]
kenai larutan basa (misalnya air kapur),lakmus tidak berubah warna.begitu
juga dengan lakmus merah. Asam dan basa adalah sekelompok senyawa yang
banyak ditemukan didalam kehidupan.
Asam adalah zat yang dapat melepaskan ion H+ jika dilarutkan dalam air
sehingga konsentrasi ion H+ didalam air meningkat.
Contoh :
1. HCL (aq) H+ (aq) +Cl-(aq)
2. HNO(aq) H+(aq) + HNO3- (aq)
3. H2SO4 (aq) 2H+ (aq) +SO4- (aq)
Basa adalah zat yang menghasilkan ion OH- jika dilarutka dalam air
sehingga konsentrasi ion OH- didalam larutan meningkat.
Contoh:
1. NaOH (aq) + H2O(aq) Na+ (aq) + OH–(aq)
2. Ca(OH) 2(s) + H2O(aq) Ca2+ (aq) + 2OH-
Besaran pH dan POH di definisikan sebagai negatif logaritma konsentrasi
molar ion hidroksida. Secara matematis, keduanya di ungkapkan sebagai berikut:
pH = -log
= log [ ]POH = -log
= log [ ]Lambang pH diambil dari bahasa prancis “Pourvior Hydrogen”
artinya eksponensial kekuatan hydrogen. Untuk negative logaritma tetapan
swaionisasi air, yaitu pKW yang memungkinkan nilai pH dan POH di gabungkan.
Kw = [H+] [OH-]
pKW = pH + POH
Kestabilan Proses
Gambar 2.4 memberikan ilustrasi dinamika jawaban (respon)
dinyatakan dengan nilai peubah X suatu proses sewaktu mengalami gangguan.
Pada saat t= to.harga x yang semula konstan mengalami perubahan karena
adanya gangguan (external disturbance) sehingga mengakibatkan osilasi.
Gambar 2.4 Respon Proses yang Stabil
Kebalikan prilaku yang diterapkan di atas terlihat pada gambar 2.5
pada gambar 2.5 terlihat bahwa setelah terjadinya gangguan, peubah Y tidak
dapat kembali ke harga semula (seperti terlihat pada kurva ABC).
Proses yang menunjukkan perilaku semacam ini sewaktu terkena gangguan
disebut proses yang tidak stabil.
Gambar 2.5 Perilaku Proses yang tidak Stabil
Respon sistem pada beberapa macam masukkan
1. Masukkan fungsi steep
Fungsi steep dinyatakan dengan persamaan matematis sebagai berikut:
X(t) = A(t) …………………………………………………… (2.1)
Fungsi ini apabila di gambarkan seperti terlihat pada gambar 2.6
Gambar 2.6 Fungsi Step
2. Masukkan fungsi ramp
Fungsi ramp dapat dinyatakan dengan persamaan matematis
sebagai berikut:
X(t) = t U(t)
T merupakan unit step
X = 0, t < 0
X = t , t ≥ 0
Fungsi ini digambarkan seperti terlihat pada gambar 2.7
Gambar 2.7 Fungsi Ramp
3. Masukkan fungsi sinus
Fungsi sinus dapat dinyatakan dalam persamaan matematis
sebagai berikut:
X = 0 ,t < 0
X = A sin ωt ,t≥0
Fungsi sinus dapat digambarkan sebagai berikut :
Gambar 2.8 Fungsi Sinus
Pada kasus thermometer, apabila memperoleh masukkan fungsi sinus
dapat dijelaskan, missal mula-mula thermometer dalam keadaan
setimbang dengan temperature cairan dalam bak X5. Mulai saat t=0, temparatur
cairan dalam bak di ubah mengikuti bentuk fungsi sinus.
BAB III
DATA PENGAMATAN
3.1 Respon Stabil
Tabel 3.1 Hasil pembacaan pH terhadap respon proses stabil pada laju alir
4 L/menit
Waktu (menit)pH yang terbaca
Elektrik Kertas pH1 6.05 52 6.08 53 6.11 54 6.13 55 6.15 56 6.17 57 6.19 58 6.20 59 6.21 510 6.25 5
3.2 Respon Tidak Stabil
Tabel 3.2 Hasil pembacaan pH terhadap respon proses tidak stabil laju alir
4 L/menit
Waktu (menit)pH yang terbaca
Elektrik Kertas pH1 3.16 32 2.70 33 2.41 34 2.27 35 2.21 36 2.15 27 2.12 28 2.10 29 2.10 210 2.08 2
3.3 Respon Terhadap Fungsi Step
Tabel 3.3 Hasil pembacaan pH terhadap respon fungsi step laju alir
4 L/menit
Waktu (menit)pH yang terbaca
Elektrik Kertas pH1 2.09 22 2.14 23 2.25 34 2.43 35 2.58 36 2.76 37 2.96 38 3.15 49 3.40 510 3.50 5
3.4 Respon Terhadap Fungsi Ramp
Tabel 3.4 Hasil pembacaan pH terhadap respon fungsi ramp pada laju alir 2, 4, 6,
8 dan 10 L/menit setiap 2 menit sekali
Laju Alir(L/menit)
pH yang terbaca
Elektrik Kertas pH2 4.68 54 4.82 56 5.34 68 5.70 610 6.01 6
3.5 Respon Terhadap Fungsi Sinus
Tabel 3.5 Hasil pembacaan pH terhadap respon fungsi sinus pada laju alir
4 L/menit
Waktu (menit)pH yang terbaca
Elektrik Kertas pH1 3.40 42 2.91 33 2.63 34 2.51 35 2.4 36 2.36 27 2.32 28 2.31 29 2.30 210 2.29 2
pH t
erba
ca
BAB IV
PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN
4.1 Pembahasan
7
6.5
6
5.5
5
Elektrik
Kertas pH
4.5
0 2 4 6 8 10
Waktu (menit)
Grafik 4.1 Respon Proses Stabil
Dari grafik respon proses stabil di atas memperlihatkan bahwa, perubahan
pH selama berjalannya waktu proses pengendalian berlangsung secara stabil dan
menuju pada pH netral (antara 6 – 7). Hal tersebut dapat dilihat pada grafik 4.1 di
atas dimana hasil pembacaan pH meter (elektrik) mengalami kenaikan yang stabil
menuju pH netral. Tetapi hasil pembacaan pH pada kertas lakmus
berangsur konstan selama waktu 10 menit yaitu pada pH 5, hal tersebut
dikarenakan kertas lakmus kurang spesifik dalam membaca pH dibandingkan
dengan pH meter. Kestabilan proses dan hasil bacaan berupa pH netral di
atas dipengaruhi oleh bukaan tangki main yang berisi aquades pada alat
pengendalian pH. Akibat dari bukaan tangki main tersebut larutan yang keluar
dari tangki memiliki harga pH netral karena konsentrasi larutan aquades
yang mengalir dari tangki main membuat suasana larutan dalam kondisi pH
menjadi netral.
pH t
erba
capH
ter
baca
3.5
3
2.5
2
Elektrik
Kertas pH
1.5
0 2 4 6 8 10
Waktu (menit)
Grafik 4.2 Respon Proses tidak Stabil
Dari grafik respon tidak stabil di atas memperlihatkan bahwa harga
pH selama berjalannya waktu menuju suasana asam. Hal ini dikarenakan larutan
asam dalam tangki noise dialirkan. Sehingga menyebabkan larutan yang
mengalir menjadi bersifat asam. Pada hasil pembacaan pH meter (elektrik)
penurunan harga pH menuju suasana asam dari pH 3,16 menuju pH 2,08
berlangsung secara teratur selama berjalannya waktu dibandingkan dengan
harga pH yang ditunjukan oleh kertas lakmus, hal ini dikarenakan pembacaan
pH meter (elektrik) lebih spesifik
dibandingkan dengan kertas lakmus.
6
5
4
3 Elektrik
2 Kertas pH
1
0 2 4 6 8 10
Waktu (menit)
Grafik 4.3 Respon Fungsi Step
pH T
erba
ca
Dari grafik respon fungsi step di atas menunjukan bahwa
selama berjalannya waktu harga pH mengalami kenaikan dari suasana asam kuat
menuju suasana asam lemah, yaitu dari pH 2 menuju ke pH 3,5. Hal ini
dipengaruhi oleh bukaan pada tangki main, sehingga aquades mengalir selama
berjalannya waktu dan menyebabkan larutan yang awalnya memiliki harga
pH 2 menjadi pH 3,5. Pada grafik juga bisa dilihat bahwa perbandingan antara
hasil pembacaan pH pada
pH meter (elektrik) lebih spesifik dibandingkan dengan kertas lakmus.
6.5
6
5.5
5
4.5
Elektrik
Kertas pH
4
0 2 4 6 8 10
Laju Alir (L/menit)
Grafik 4.4 Respon Fungsi Ramp
Pada fungsi ramp tangki noise dan tangki main keduanya terbuka dan laju
alir kedua tangki tersebut sama yaitu 2, 4, 6, 8 dan 10. Artinya larutan asam yang
keluar dari tangki noise dan larutan aquades yang keluar dari tangki main
memiliki laju yang sama. Dari grafik terlihat bahwa semakin besar laju alir kedua
tangki maka harga pH semakin naik yaitu dari pH 4,68 menjadi pH 6,01 (untuk pH
meter) dan dari pH 5 menjadi pH 6 (untuk kertas lakmus). Kenaikan tersebut
dipengaruhi oleh konsentrasi larutan aquades yang keluar dari tangki main lebih
mendominasi dibandingkan dengan konsentrasi larutan asam yang keluar dari
tangki noise sehingga harga pH menjadi besar.
pH t
erba
ca 5
4
3Elektrik
2 Kertas pH
1
0 2 4 6 8 10
Waktu (menit)
Grafik 4.5 Respon Fungsi Sinus
Dari grafik respon fungsi sinus di atas terlihat bahwa selama berjalannya
waktu harga pH semakin menurun (menuju suasana asam), yaitu dari harga
pH
3,40 menjadi pH 2,29 (untuk pH meter) dan dari pH 4 menjadi pH 2 (untuk kertas
lakmus). Hal tersebut dipengaruhi oleh tangki noise yang terbuka, sehingga
larutan asam dari tangki noise mengalir keluar menuju tempat pengukuran
pH. Akibatnya harga pH yang terukur menjadi semakin rendah dan bersifat asam.
4.2 Kesimpulan
Adapun kesimpulan yang dapat di ambil dari pratikum pengendalian pH
adalah:
1. Pengukuran pH menggunakan pH meter lebih akurat dan
spesifik dibandingkan dengan pengukuran pH menggunakan kertas
lakmus.
2. Pada respon proses stabil harga pH selama berjalanya waktu cenderung
stabil.
3. Pada respon proses tidak stabil harga pH selama berjalanya waktu
cenderung menurun dan menuju harga pH asam.
4. Pada respon fungsi step harga pH selama berjalanya waktu
cenderung mengalami kenaikan menuju harga pH yang netral.
5. Pada respon fungsi ramp harga pH semakin berbanding lurus dengan laju
alir.
6. Pada respon fungsi ramp semakin besar laju alir maka harga pH semakin
besar.
7. Pada respon fungsi sinus harga pH selama berjalanya waktu cenderung
mengalami penurunan menuju harga pH dengan suasana lebih asam.