PRESENTASI TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id
Transcript of PRESENTASI TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id
PRESENTASI
TUGAS AKHIR PENGARUH PERBANDINGAN JUMLAH POLI(VINIL
ALKOHOL) DAN PATI JAGUNG DALAM MEMBRAN POLI(VINIL FORMAL) TERHADAP PENGURANGAN
ION KLORIDA PADA ELEKTROLISIS LARUTAN NaCl
PENDAHULUAN 1
Sel Merkuri
• Efisiensi arus rendah
• Bahaya bagi lingkungan
Sel Diafragma
• Kemurnian
NaOH rendah, hanya 12-14% wt
Sel Membran
Proses Klor-Alkali
Latar Belakang
Latar Belakang
Poli(vinil formal) Komersial / Kain Kanebo (Jihad, 2012)
Poli(vinil formal) (Muir, 1976)
Poli(eter terphtalate) (Madaeni et al.,
2007)
Nafion (Chikhi et al., 2002)
Poli(stirena-ko-divinilbenzena) (Savari, et al., 2007)
Membran Elektrolisis
Penukar ion
Persen Rejeksi NaCl
21%
Persen Rejeksi NaCl 46%
*) pH larutan anolit dan katolit berbeda *) Warna larutan anolit dan katolit berbeda *) Kadar ion klorida di anolit dan katolit tidak jauh berbeda
Penukar ion
Latar Belakang
Made from
Polivinil Alkohol (PVA)
+ Formaldehida 35% + H2SO4 50% + Pati Jagung
Membran poli(vinil formal)
Tanpa pati jagung
PVA : pati jagung = 25 :75
PVA : pati jagung = 50 : 50
Kain Kanebo Komersil (Nagasaka, dkk. 2002)
PVA : pati jagung = 75: 25
Manakah yang dapat menahan
ion klorida paling
banyak???
Perumusan Masalah *) Bagaimana pengaruh perbandingan berat poli(vinil alkohol) dan pati jagung dalam membran poli(vinil formal) terhadap kadar ion klorida di anolit dan katolit. *) Bagaimana pengaruh perbandingan berat poli(vinil alkohol) dan pati jagung dalam membran poli(vinil formal) terhadap persen rejeksi ion klorida pada membran tersebut.
Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh perbandingan jumlah berat poli(vinil alkohol) dan pati jagung dalam membran poli(vinil formal) terhadap kadar ion klorida di anolit dan katolit, serta untuk mengetahui persen rejeksi ion klorida pada membran poli(vinil formal) tersebut.
Perumusan Masalah dan Tujuan
METODOLOGI dan HASIL PENELITIAN 2
Alat dan Bahan
Sel elektrolisis Neraca analitik Kabel Penjepit buaya Power supply Stopwatch Batang grafit pensil 8B Gelas beker 100 ml Gelas beker 250 ml Gelas beker 500 ml Erlenmeyer 100 ml Erlenmeyer 250 ml Gelas ukur 100 ml Labu ukur 100 ml Labu ukur 250 ml Buret, labu ukur 500 ml
Corong gelas Pipet ukur 1 ml Pipet ukur 10 ml Botol timbang Spatula Kaca arloji Pipet tetes Pro pipet Kertas pH Termometer Penjepit kayu Botol semprot Pengaduk magnetik Hotplate
ALAT
Poli(vinil alkohol) Pati jagung Garam NaCl
Aqua DM Serbuk AgNO3 SerbukK2CrO4
Asam sulfat p.a Formaldehida p.a
NaOH padatan
BAHAN
Pembuatan Membran Poli(vinil formal) Tanpa Pati Jagung (Membran A)
-Ditimbang sebanyak 4,6895 gram -Dilarutkan di dalam 50 mL aqua DM panas -Diaduk dengan kecepatan 600 rpm hingga larut sempurna dan suhu mencapai 50 °C -Ditambahkan 6,25 mL larutan formaldehida 35% -Ditambahkan 6,25 mL larutan asam sulfat 50% -Diaduk dengan kecepatan 400 rpm selama 1 jam -Dituang ke dalam cawan petri -Dipanaskan di dalam oven bersuhu 60 °C selama 12 jam
Polivinil Alkohol (PVA)
Membran Polivinil Asetal Non-Aditif
Prosedur Kerja
Gambar 2.1 Gambar membran A setelah dipanaskan pada suhu 60 °C selama 12 jam
Hasil
Gambar 2.2 Gambar membran A perbesaran 100 kali oleh mikroskop optik. (a) Tampak atas, (b) Tampak bawah
Hasil Foto Morfologi Membran dengan Menggunakan Mikroskop Optik
(a) (b)
Pembuatan Membran Poli(vinil formal) dengan Perbandingan PVA : Tepung Jagung = 25 : 75 (Membran B)
-Ditimbang sebanyak 2,3446 gram -Dilarutkan di dalam 50 mL aqua DM panas -Diaduk dengan kecepatan 600 rpm hingga larut sempurna dan suhu mencapai 50 °C -Ditambahkan 7,0343 gram tepung jagung yang telah dilarutkan dalam aqua DM -Ditambahkan 6,25 mL larutan formaldehida 35% -Ditambahkan 6,25 mL larutan asam sulfat 50% -Diaduk dengan kecepatan 400 rpm selama 1 jam -Dituang ke dalam cawan petri -Dipanaskan di dalam oven bersuhu 60 °C selama 12 jam
Polivinil Alkohol (PVA)
Membran Polivinil Asetal dengan Perbandingan PVA : Tepung Jagung = 25 : 75
Prosedur Kerja
Gambar 2.3 Gambar membran B setelah dipanaskan pada suhu 60 °C selama 12 jam
Hasil
Gambar 2.4 Gambar membran B perbesaran 100 kali oleh mikroskop optik. (a) Tampak atas, (b) Tampak bawah
Foto Morfologi Membran dengan Menggunakan Mikroskop Optik
(a) (b)
Hasil
Pembuatan Membran Poli(vinil formal) dengan Perbandingan PVA : Tepung Jagung = 50 : 50 (Membran C)
-Ditimbang sebanyak 4,6895 gram -Dilarutkan di dalam 50 mL aqua DM panas -Diaduk dengan kecepatan 600 rpm hingga larut sempurna dan suhu mencapai 50 °C -Ditambahkan 4,6895 gram tepung jagung yang telah dilarutkan dalam aqua DM -Ditambahkan 6,25 mL larutan formaldehida 35% -Ditambahkan 6,25 mL larutan asam sulfat 50% -Diaduk dengan kecepatan 400 rpm selama 1 jam -Dituang ke dalam cawan petri -Dipanaskan di dalam oven bersuhu 60 °C selama 12 jam
Polivinil Alkohol (PVA)
Membran Polivinil Asetal dengan Perbandingan PVA : Tepung Jagung = 50 : 50
Prosedur Kerja
Gambar 2.5 Gambar membran C setelah dipanaskan pada suhu 60 °C selama 12 jam
Hasil
Foto Morfologi Membran dengan Menggunakan Mikroskop Optik
Gambar 2.6 Gambar membran C perbesaran 100 kali oleh mikroskop optik. (a) Tampak atas, (b) Tampak bawah
(a) (b)
Hasil
-Ditimbang sebanyak 7,0345 gram -Dilarutkan di dalam 50 mL aqua DM panas -Diaduk dengan kecepatan 600 rpm hingga larut sempurna dan suhu mencapai 50 °C -Ditambahkan 2,3445 gram tepung jagung yang telah dilarutkan dalam aqua DM -Ditambahkan 6,25 mL larutan formaldehida 35% -Ditambahkan 6,25 mL larutan asam sulfat 50% -Diaduk dengan kecepatan 400 rpm selama 1 jam -Dituang ke dalam cawan petri -Dipanaskan di dalam oven bersuhu 60 °C selama 12 jam
Polivinil Alkohol (PVA)
GAGAL
Prosedur Kerja
Pembuatan Membran Poli(vinil formal) dengan Perbandingan PVA : Tepung Jagung = 75 : 25 (Membran D)
0.0
–2.0
–4.0
–6.0
–8.0
–10.0
–12.0
–14.0
–16.0
Y [µm]
–18.0
0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0
Hasil Foto Morfologi Membran dengan Menggunakan AFM
Hasil
2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00
– 400
– 300
– 200
– 100
0
100
200
300
Position [µm]
Line No: 128 y = 184.786 – 0.159770x + 2.3564988E – 5x2 – 8.6423396E – 10x3
Hasil Foto Morfologi Membran dengan Menggunakan AFM
Hasil
Spektrum IR Poli(vinil alkohol)
Gugus C=O milik poli(vinil asetat)
1700 cm-1
Gugus -OH milik poli(vinil alkohol)
3400 cm-1
Vibrasi ulur alkana 3000-2850 cm-1
Spektrum IR Poli(vinil formal)
Gugus aldehida milik poli(vinil formal) 1666-1600 cm-1
Gugus -OH milik poli(vinil alkohol)
3400 cm-1
Pengujian Kinerja Membran terhadap Penahanan Ion Klorida
200 mL Larutan NaCl 1 M
Membran
200 mL Aqua DM
Sistem ini dibiarkan selama 24 jam, lalu ditentukan kadar ion klorida pada Larutan NaCl 1 M dan Aqua DM sebelum
dan sesudah proses difusi. Penentuan ion klorida dilakukan dengan Metode Mohr.
Prosedur Kerja
No Jenis Sampel
Kadar Klorida (mg/L) dalam Proses Difusi Selama 24 Jam dengan Menggunakan-
Membran A Membran B Membran C
1 Aqua DM Awal 0 0 0
2 NaCl 1M Awal 35.784 35.500 35.443,20
3 Aqua DM Akhir 6.304,80 13.312,50 1.704
4 NaCl 1M Akhir 24.878,40 18.548,75 33.725
Rejeksi Ion Klorida (%) 82,38 61,90 95,19
Tabel hasil penentuan kadar ion klorida dalam larutan NaCl 1 M dan aqua DM sebelum dan setelah berdifusi melalui membran selama 24 jam
Hasil Pengujian Persen Rejeksi Ion Klorida pada Membran Polivinil Asetal
Hasil
95 mL Larutan NaCl 5 M
Membran
95 mL Aqua DM
DC Anoda (Grafit)
Katoda (Grafit)
Elektrolisis Larutan NaCl dengan Menggunakan Membran Poli(vinil formal)
Elekrolisis dilakukan selama 120 menit. Tiap 20 menit, pH di anolit dan katolit diukur. Kemudian, kadar ion klorida pada anolit dan katolit sebelum dan
sesudah elektrolisis ditentukan dengan Metode Mohr.
Prosedur Kerja
Elektrolisis Larutan NaCl dengan Menggunakan Membran
Prosedur Kerja
Gambar 2.7 Gambar rangkaian sel elektrolisis
Waktu Jenis membran yang digunakan
Membran A Membran B Membran C
Menit ke- pH Anolit pH Katolit pH Anolit pH Katolit pH Anolit pH Katolit
0 7 7 7 7 7 7
20 5 10 2 11 3 8
40 3 11 1 12 1 11
60 1 12 0 14 1 11
80 1 13 0 14 0 12
100 0 14 0 14 0 12
120 0 14 0 14 0 12
Hasil Pengukuran pH pada Anolit dan Katolit dalam Proses Elektrolisis selama 120 Menit
Tabel hasil pengukuran pH dalam proses elektrolisis selama 120 menit
Keterangan : Anolit 95 mL Larutan NaCl 5 M Katolit 95 mL Aqua DM
Hasil
Grafik Hasil Pengukuran pH Anolit dalam Proses Elektrolisis selama 120 Menit
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 20 40 60 80 100 120 140
pH
Waktu (Menit)
pH Anolit dalam Proses Elektrolisis Larutan NaCl 5 M selama 120 Menit
Membran A
Membran B
Membran C
Hasil
Grafik Hasil Pengukuran pH Katolit dalam Proses Elektrolisis selama 120 Menit
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 20 40 60 80 100 120 140
pH
Waktu (Menit)
pH Katolit dalam Proses Elektrolisis Larutan NaCl 5 M selama 120 Menit
Membran A
Membran B
Membran C
Hasil
No Jenis Sampel Kadar Ion Klorida (mg/L)
Membran A Membran B Membran C
1 Anolit Awal 202.350 202.350 202,350
2 Katolit Awal 0 0 0
3 Anolit Akhir 139.958,75 148.390 180.428,75
4 Katolit Akhir 47.215 40.834,23 20.235
Rejeksi Ion Klorida (%) 76,67 79,82 90,00
Tabel hasil pengukuran kadar ion klorida dalam larutan anolit dan katolit sebelum dan sesudah proses elektrolisis selama 120 menit
Hasil Penentuan Kadar Ion Klorida Sebelum dan Sesudah Proses Elektrolisis
Keterangan : Anolit 95 mL Larutan NaCl 5 M Katolit 95 mL Aqua DM
Hasil
KESIMPULAN 3
Kesimpulan
Membran poli(vinil formal) yang diteliti dalam penelitian ini dapat digunakan sebagai penahan ion klorida dalam elektrolisis
larutan NaCl. Membran yang memiliki persen rejeksi ion klorida paling tinggi adalah membran C, yaitu membran poli(vinil
formal) dengan perbandingan komposisi polivinil alkohol (PVA) : pati jagung = 50 : 50. Persen rejeksi ion klorida yang dimiliki
oleh membran ini mencapai 95,19 %. Membran A, B, dan C juga diaplikasikan pada elektrolisis larutan NaCl 5 M selama 120
menit. Persen rejeksi ion klorida paling tinggi pada elektrolisis dimiliki oleh membran C, yaitu 90%.
End of Slides