Tugas Menjawab Soal Bab 1-5 Modul Bkk

Soal-soal Modul Bahan konstruksi kimia Chemical Engineering

Department Politeknik Negeri Sriwijaya

Nama : RIDHOLLAHI

Kelas : 4KB

NIM : 0613 3040 0331

SOAL-SOAL BAB 1 KONSEP DASAR

1. Jelaskan perbedaan antara kristalin dan amorf serta berikan contoh!

• Kristalin: memiliki titik leleh yang tajam dan molekulnya tersusun secara berulang dan

teratur dalam rantai yang panjang.

Contoh : grafit, es, dan lain-lain.

• Amorf: tidak memiliki titik leleh yang tajam ataupun satuan ulang yang teratur

(molekulnya tersusun dengan keteraturan yang pendek).

Contoh : gelas, plastik, dan lain-lain.

2. Apa yang dimaksud dengan ikatan kimia , jelaskan perbedaan ikatan kimia yang terjadi

pada benda padat dan berikan contoh!

Ikatan kimia adalah sebuah proses fisika yang bertanggung jawab dalam interaksi

gaya tarik menarik antara dua atom atau molekul sehingga menjadi stabil.

Ikatan Kimia pada benda padat tebagi menjadi tiga jenis, yaitu :

Ikatan ionik, yaitu ikatan yang terjadi gaya tarik elektrostatik antara ion positif dan ion

negatif. Contohnya ikatan Na+ dan Cl- pada kristal NaCl.

Gambar ikatan ion pada kristal NaCl



Ikatan kovalen, yaitu ikatan yang terjadi karena adanya pemakaian bersama elektron-

elektron dari atom-atom yang bersangkutan atau patungan elektron valensi dari kedua

atom. Contohnya pada intan. Karbon membutuhkan 4 elektron agar kulitnya penuh.

Empat elektron ini diperoleh dari pemakaian 4 atom C yang lain, yang dikenal sebagai

intan.

Gambar ikatan kovalen pada intan.

Ikatan Hidrogen, yaitu ikatan antara atom hidrogen suatu molekul dengan atom

oksigen, nitrogen, atau fospor molekul lain. Contohnya ikatan hidrogen dan oksigen

pada kristal es.

Gambar ikatan higrogen pada kristal es

Ikatan logam, yaitu ikatan yang terjadi antara muatan positif dari ion-ion logan dengan

muatan negatif dari elektron-elektron yang bebas bergerak. Bentuk umum kristal

logam adalah base center cubic (bcc) atau face center cubic (fcc). Sebagian berbentuk

hexagonal close packed (hcp). Contohnya ikatan logam pada magnesium

Gambar ikatan magnesium



3. Jelaskan apa yang dimaksud dengan sifat mekanis!

Sifat mekanis merupakan suatu karakteristik yang mencerminkan hubungan antara

rangsangan atau deformasi dengan gaya yang terpakai, contohnya kekuatan, kekerasan,

elastisitas, dan ketangguhan bahan.

4. Sebutkan macam-macam sifat mekanis serta jelaskan secara sederhana !

Macam-macam sifat mekanis :

Elastisitas bahan merupakan kemampuan benda padat untuk kembali ke bentuk semula

setelah gaya yang bekerja pada benda tersebut dihilangkan.

Kekuatan bahan (strength), berhubunngan dengan besar gaya yang mampu ditahan

oleh bahan sampai bahan tersebut pecah atau patah.

Kekerasan (hardness), dapat didefenisikan sebagai kemampuan suatu bahan untuk

tahan terhadap penggoresan, pengikisan (abrasi), identasi atau penetrasi

Ketangguhan (toughness), menyatakan kemampuan bahan untuk menyerap sejumlah

energi tanpa mengakibatkan terjadinya kerusakan

Kekakuan (stiffness), menyatakan kemampuan bahan untuk menerima tegangan/beban

tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk (deformasi) atau defleksi

Kelenturan atau Plastisitas (plasticity) menyatakan kemampuan bahan untuk

mengalami sejumlah deformasi plastik (permanen) tanpa mengakibatkan terjadinya

kerusakan.



SOAL-SOAL BAB 2 LOGAM BUKAN BESI

1. Bandingkan logam besi dan logam bukan besi dari komposisi kimia !

Jawab :

- Logam besi

Logam adalah unsur kimia yang mempunyai sifat-sifat kuat, keras, penghantar

listrik dan panas, serta mempunyai titik cair tinggi. Bijih logam ditemukan

dengan cara penambangan yang terdapat dalam keadaan murni atau bercampur

- Logam bukan besi

Logam non besi merupakan semua unsur logam yang komposisi utamanya bukan

besi. Logam non besi juga sering digunakan walaupun pada umumnya jarang

sekali di industri. Itu karena Logam besi lebih banyak dipakai semua industri.

2. Jelaskan apa yang dimaksud dengan :

- Kuningan

- Perunggu

- Paduan cetak tekan

- Logam paduan

Jawab :

- Kuningan

Kuningan merupakan perpaduan antara tembaga dan seng dengan kadar seng

yang bervariasi antara 10-40%. Kekuatan, kekerasan, dan keuletan paduan

meningkat seiring dengan meningkatnya kadar seng

- Perunggu

Perunggu adalah paduan yang terdiri dari tembaga dan unsur tambahan, tin,

mangan dan beberapa elemen lain. Unsur tambahan dapat meningkatkan

kekerasan, kekuatan dan daya tahan korosi.




Die casting adalah proses pengecoran logam yang ditandai dengan

memaksa logam cair di bawah tekanan tinggi ke dalam rongga cetakan.

Rongga cetakan dibuat dari baja dan bekerja sama

dengan sebuah cetakan. Coran yang dibuat dari logam non-ferrous,

khususnya seng, tembaga, aluminium, magnesium, timah, timah dan

paduan timah.

- Logam paduan

Paduan logam merupakan pencampuran dari dua jenis logam atau lebih untuk

mendapatkan sifat fisik, mekanik, listrik dan visual yang lebih baik. Contoh

paduan logam yang populer adalah baja tahan karat yang merupakan

pencampuran dari besi (Fe) dengan Krom (Cr).

3. Uraikan cara membuat magnesium dari air laut ?

Jawab :

Dolomit diangkut ke dalam furnace (B-130) untuk dikalsinasi hingga

kemudian terbentuk CaO dan MgO dimasukkan ke dalam reaktor 1 (R-210). Pada

reaktor1(R-210) dimasukkan air bersih sehingga terbentuk Ca(OH)2 dan Mg(OH)2

kemudian diangkut kereaktor 2(R-220).

Air laut dipompakan ke reaktor 2 (R-220) pada temperatur 30OC pada

tekanan 1atm dengan pengadukan yang terus menerus dengan waktu tinggal sekitar

1jam sehingga terjadi reaksi yang menghasilkan Mg(OH)2 ,CaCl2 dan CaSO4

kemudian dipompakan ke rotaryfilter (H-310) untuk dipisah antara filtrat dan

residu.

Residu dari rotaryfilter (H-310) dipompakan ke hydroclone (F-320) dan

ditambahkan air bersih untuk memisahkan antara Mg(OH)2 dan CaSO4.

Sedangkan filtrat yang dihasilkan dari rotary filter (H-310) dibuang ke limbah.

Mg(OH)2 yang dihasilkan dari hydrocylone (F-320) dipompakan ke

hydrocylone (F-330) untuk menghasikan Mg(OH)2 murni. Aliran atas dari

hydrocylone (F-330) dibuang ke limbah. Aliran bawah menghasilkan suspensi

Mg(OH)2 dikeringkan dengan spraydryer (DE-340) menghasilkan butiran-butiran



dan diangkut ke tangki penyimpanan (TT-410).

Aliran bawah dari hydroclone (F-320) menghasilkan lumpur CaSO4, yang

dialirkan ke hydroclone (F-350) yang telah ditambahkan air bersih untuk pemisahan

lanjutan supaya diperoleh hasil CaSO4 yang lebih murni. Aliran atas dari hydroclone

(F-350) dibuang sebagai limbah, sedangkan aliran bawahnya merupakan lumpur

CaSO4 yang diangkut ke spray dryer (DE-370) untuk dikeringkan kemudian

diangkut kekristalisator (K-360) untuk diperoleh kristal CaSO4. Kristal CaSO4 yang

telah kering diangkut ke tangki penyimpanan (TT-420)

4. Bagaimana cara pembuatan aluminium?

Jawab :

Proses pengolahan aluminium meliputi :

1. Proses Penambangan Aluminium

2. Proses Pemurnian Aluminium

3. Proses Peleburan Aluminium

PROSES PENAMBANGAN ALUMINIUM

Aluminium ditambang dari biji bauksit yang banyak terdapat di permukaan bumi,

kemudian dilakukan proses pemanasan untuk mengurangi kadar air yang ada dari

penambangan di permukaan bumi. Bauksit yang ditambang untuk keperluan industri

mempunyai kadar aluminium sekitar 40 – 60 %. Setelah ditambang biji bauksit

digiling dan dihancurkan supaya halus dan merata. Selanjutnya bauksit mengalami

proses pemurnian.

PROSES PEMURNIAN ALUMINIUM

Pengolahan aluminium menjadi aluminium murni dapat dilakukan melalui Proses

pemurnian dengan metode Bayer. Proses Bayer adalah sarana industri utama bauksit

pemurnian untuk menghasilkan alumina. Bauksit, bijih paling penting dari

aluminium, berisi alumina hanya 30-54 %, Al2O3, sisanya menjadi campuran dari

silika (SiO2), oksida besi (Fe2O3), dan titanium dioksida (TiO2) dan. Caranya adalah

dengan melarutkan bauksit dalam larutan natrium hidroksida (NaOH).



Proses Bayer adalah satu siklus dan sering disebut Bayer siklus. Ini melibatkan

empat langkah :

Digestion (pencernaan),

Clarification (klarifikasi),

Precipitation (pengendapan), dan

Calcination (kalsinasi).

Digestion (pencernaan)

Pada langkah pertama, bauksit adalah tanah, slurried dengan larutan soda kostik

(natrium hidroksida), dan dipompa ke tank tekanan besar disebut digester,

dikontrol mengalami panas uap 175 °C dan tekanan. natrium hidroksida bereaksi

dengan mineral alumina bauksit untuk membentuk solusi jenuh natrium

aluminat; pengotor tak larut, disebut lumpur merah (RM) , tetap dalam suspensi

dan dipisahkan pada langkah klarifikasi.

Persamaan reaksi :

Al2O3 + 2OH- + 3H2O 2[Al(OH)-4]-

Atau

Al2O3(s) + 2NaOH (aq) + 3H2O (l) 2NaAl(OH)4 (aq)

Clarification (klarifikasi)

Pengotor tak larut yang disebut lumpur merah /Red Mud (RM) , tetap dalam

suspensi dan dipisahkan dengan menyaring dari kotoran padat, selanjutnya

didinginkan di exchangers panas, untuk meningkatkan derajat jenuh dari alumina

terlarut, dan dipompa menuju tempat yang lebih tinggi yaitu presipitator silolike

untuk proses Precipitation (pengendapan).

Precipitation (pengendapan)

Selanjutnya aluminium diendapkan dari filtratnya dengan cara mengalirkan gas

CO2 dan pengenceran.

2NaAl(OH)3 (aq) + CO2 (g) 2Al(OH)3 (s) + Na2CO3 (aq) + H2O (l)



Campuran dari kotoran padat disebut lumpur merah, dan menyajikan masalah

pembuangan. Selanjutnya, solusi hidroksida didinginkan, dan aluminium

hidroksida dilarutkan presipitat sebagai putih solid halus.

Calcination (kalsinasi)

Kemudian dipanaskan sampai 1050 °C (dikalsinasi), aluminium hidroksida

terurai menjadi alumina, memancarkan uap air dalam proses:

2Al(OH)3 (s) Al2O3 (s) + 3H2O (g)

Dan dihasilkan aluminium oksida murni (Al2O3) yang selanjutnya menuju proses

peleburan dengan proses Hall-Héroult untuk menghasilkan material aluminium.

PROSES PELEBURAN ALUMINIUM

Dalam proses Hall-Heroult, aluminum oksida Al2O3 dilarutkan dalam lelehan

kriolit (Na3AlF6) dalam bejana baja berlapis grafit yang sekaligus berfungsi sebagai

katode (-). Sebagai anode (+) digunakan batang grafit.

Selanjutnya elektrolisis dilakukan pada suhu 950 oC. Dalam proses

elektrolisis dihasilkan aluminium di katode dan di anode terbentuk gas O2 dan CO2.

Reaksi yang terjadi:

Al2O3 Al3+ + 3O2-

Katode (-) : Al3+ + 3e- Al x 4

Anode (+) : 2O2- O2 + 4e- x 3

4Al3 + 6O2 4Al + 3O2

Lalu O2 bereaksi dengan C menjadi C02. Jadi hasil akhirnya adalah

3C(s) + 4Al3+ + 6O2- 4Al(l) + 3CO2 (s)

Aluminium yang terbentuk berupa zat cair dan terkumpul di dasar wadah lalu

dikeluarkan secara periodik ke dalam cetakan untuk mendapat aluminium batangan

(ingot). Jadi, selama elektrolisis, Anode grafit terus menerus dihabiskan karena



bereaksi dengan O2 sehingga harus diganti dari waktu ke waktu. Rata-rata Untuk

mendapat 1 Kg Al dihabiskan 0,44 kg anode grafit.

5. Sebutkan sifat-sifat dari logam alumunium, kuningan, magnesium, nikel, seng dan

timah?

Jawab:

Alumunium : Warna biru putih, sifatnya dapat ditempa, liat, bobot ringan,

penghantar panas dan listrik yang baik, mampu dituang. Alumunium

digunakan untuk membuat peralatan masak, elektronik, industri mobil, dan

pesawat terbang

Kuningan : Kuningan adalah paduan logam tembaga dan logam seng dengan

kadar tembaga antara 60-96 % berat. Dalam perdagangan dikenal 2 jenis

kuningan, yaitu :

Kawat kuningan (brass wire) kadar tembaga antara 62-95 % berat

Pipa kuningan (seamless brass tube) kadar tembaga antara 60-90 %

Magnesium : Magnesium merupakan logam yang ringan, putih keperak-

perakan dan cukup kuat. Ia mudah ternoda di udara, dan magnesium yang

terbelah-belah secara halus dapat dengan mudah terbakar di udara dan

mengeluarkan lidah api putih yang menakjubkan.

Nikel: Nikel bisa digunakan untuk menghasilkan magnet permanen karena

sifat ferromagnetiknya. Paduan Ni-36% Fe (Invar) menunjukkan gejala tanpa

ekspansi selama pemanasan; efek ini digunakan untuk menghasilkan material

komposit bimetal.

Seng : Seng adalah logam bukan besi kedua setelah tembaga yang diproduksi

secara besar yang mana lebih dari 75 % produk cetak tekan dari paduan seng.

Logam ini mempunyai kekuatan yang rendah dengan titik cair yang juga

rendah dan hampir tidak rusak di udara biasa. Dan dapat dipergunakan utnuk

pelapisan pada besi,bahan baterai kering dan untuk keperluan percetakkan.

Selain itu seng juga mudah dicetak dengn permukaan yang bersih dan

rata,daya tahan korosi yang tinggi serta biaya yang murah. Dikenal seng

komersial dengan 99,995 seng disebut spesial high grade. Untuk cetak tekan

http://id.wikipedia.org/wiki/Seng

http://id.wikipedia.org/wiki/Tembaga



diperlukan logam murni karena unsur-unsur timah,cadmium,dan tin dapat

menyebabkan kerusakkan pada cetakkan cacat sepuh.

Timah : Timbal apabila timbal terhirup atau tertelan oleh manusia dan

di dalam tubuh, ia akan beredar mengikuti aliran darah, diserap kembali di

dalam ginjal dan otak, dan disimpan di dalam tulang dan gigi. Manusia

menyerap timbal melalui udara, debu, air dan makanan.

6. Jelaskan 3 (tiga) macam logam paduan beserta kegunaannya ?

Jawab :

1. Tembaga dan Paduannya

Tembaga diperoleh dari bijih tembaga yang disebut chalcoporit.

Chalcoporit ini merupakan campuran Cu2S dan CuFeS2 dan terdapat dalam

tambang-tambang dibawah permukaan tanah.

Secara industry sebagian besar penggunaan tembaga dipakai untuk kawat

atau bahan penukar panas karena sifat tembaga yang mempunyai sifat hantaran

listrik dan panas yang baik. Tembaga ini jika dipadukan dengan logam lain akan

menghasilkan paduan yang banyak dibutuhkan oleh manusia. Dan yang paling

sering dipakai adalah campuran antara tembaga dan timah, mangan yang biasa

disebut perunggu digunakan untuk bagian-bagian mesin khusus dimana diperlukan

sifat-sifat yang luar biasa. Paduan antara tembaga dengan unsur-unsur lain dapat

membentuk paduan lain seperti:

1. Brons

Brons adalah paduan antara tembaga dengan timah dimana kandungan dari

timah kurang dari 15% karena mempunyai titik cair yang kurang baik maka brons

biasanya ditambah seng, fosfor, timbal dan sebagainya.

2.Kuningan

Kuningan adalah paduan antara tembaga dan seng, dimana kandungan seng

sampai kira-kira 40%. Dalam ketahanan terhadap korosi dan aus kurang baik

dibanding brons tetapi kuningan mampu cornya lebih baik dan harganya lebih

murah.



3. Brons Alumunium

Brons alumunium ini adalah paduan dari tembaga dan alumunium dengan

tambahan nikel dan mangan. Kandungan alumunium 8-15,5%, nikel kurang

dari6,5% mangan kurang dari3,5% dan sisanya adalah tembaga.

Kegunaan paduan tembaga :

- digunakan untuk bagian-bagian mesin khusus dimana diperlukan sifat-sifat

yang luar biasa.

- Penggunaan tembaga dipakai untuk kawat atau bahan penukar panas karena

sifat tembaga yang mempunyai sifat hantaran listrik dan panas yang baik.

2. Seng dan Paduannya

Seng adalah logam bukan besi kedua setelah tembaga yang diproduksi

secara besar yang mana lebih dari 75% produk cetak tekan terdiri dari paduan seng.

Logam ini mempunyai kekuatan yang rendah dengan titik cair yang juga rendah

dan hamper tidak rusak diudara biasa. Dan dapat digunakan untuk pelapisan pada

besi, bahan baterai kering dan untuk keperluan percetakan.

Selain itu seng juga mudah dicetak dengan permukaan yang bersih dan rata,

daya tahan korosi yang tinggi serta biaya yang murah. Dikenal sengkomersial

dengan 99,995 seng disebut special highgrade. Untuk cetak tekan diperlukan logam

murni karena unsure- unsur seperti timah, cadmium dan tin dapat menyebabkan

kerusakan pada cetakan cacat

sepuh.

Kegunaan Paduanseng: banyak digunakan dalam industry otomotif, mesincuci,

pembakar minyak. Lemari es, radio, gramafon,televise, mesin kantor dan

sebagainya.

3. Magnesium dan Paduannya

Paduan magnesium (mg) merupakan logam yang paling ringan dalam hal berat



jenisnya. Magnesium mempunyai sifat yang cukup baik seperti alumunium, hanya

saja tidak tahan terhadap korosi. Magnesium tidak dapat dipakai pada suhu diatas

150°C karena kekuatannya akan berkurang dengan naiknya suhu. Sedangkan pada

suhu rendah kekuatan magnesium tetap tinggi. Magnesium dan paduannya lebih

mahal dari pada alumunium atau baja.

Kegunaan paduan magnesium : digunakan untuk industry pesawat terbang,

alatpotert, teropong, suku cadang mesin dan untuk peralatan mesin yang berputar

dengan cepat dimana diperlukan nilai inersia yang rendah.

7. Bagaimana pengaruh penambahan berbagai unsure pada paduan tembaga?

Jawab:

Pengaruh Unsur Paduan

Penambahan unsur paduan dilakukan untuk memperbaiki sifat dari tembaga

seperti yang dikehendaki. Sifat unsur paduan ini akan mempengaruhi kualitas dari

tembaga . Berikut beberapa pengaruh penambahan unsur paduan dalam tembaga

Tembaga (Cu) Penambahan unsur Cu akan memperbaiki kualitas pengerjaan ,Selain itu,

dengan atau tanpa paduan yang lain akan meningkatkan kekuatandan ketahanan

korosinya serta kekerasannya.

Silikon (Si) Pengaruh paling penting dalam penambahan Silikon adalah sifat

mampu cor.Dalam hal ini yang dapat diperbaiki adalah dengan cara mengurangi penyusutan coran

sampai satu setengah dari penyusutan, meningkatkan daya alirnya selain itu, paduan

Silikon akan meningkatkan ketahanan korosinya, baik ditambah unsurlain ataupun tidak.

Magnesium (Mg) Dipergunakan untuk meningkatkan daya tahan tembaga

Bila dipadukan dengan Silikon maka daya tahan karatnya semakin besar.

Besi (Fe) Penambahan Besi dimaksudkan untuk mengurangi penyusutan. Tetapi

kandungan Besi yang besar juga akan menyebabkan struktur butir yang kasar dan dalam hal ini dapat

diperbaiki dengan menambah sejumlah kecil Mn dan Cr.

Mangan (Mn)Penambahan Mangan akan meningkatkan daya tahan karat

8. Cara pembuatan tembaga Blister?



Jawab :

“Chalcopiri”t adalah bijih tembaga, merupakan campuran antara Cu2 S dan

CuFeS2yang di peroleh dari hasil tambang di bawah permukaan tanah. Gambar

berikut adalah proses mebuat nya.

Alur proses yang ditunjukkan pada gambar diatas adalah dimulai dari bijih

chalcopirit, digiling dan dicampur dengan batu kapur serta bahan fluks silika. Setelah

tepung bijih dipekatkan, lalu dipanggang, sehingga terbentuk campuran FeS , FeO ,

SiO2 dan CuS , campuran inilah yang di sebut: “Kalsin”. Kalsin kemudian di lebur

dengan batu kapur sebagai fluks nya di dalam Dapur Reverberatory, tujuan nya

untuk melarutkan besi (Fe) di dalam terak, sisanya adalah Tembaga-Besi yang

disebut “matte” di tuangkan kedalam konverter.

Dengan menghembuskan udara kedalam konverter untuk selama 4 s/d 5 jam,

maka kotoran-kotoran teroksida dan besi akan membetuk terak yang pada saat-saat

tertentu, dikeluarkan dari konverter.

Karena panas oksidasi cukup tinggi, maka muatan akan tetap cair yang akhir

nya dapat merubah sulfida-tembaga menjadi oksida-tembaga atau yang dikenal

dengan nama: sulfat. Bila kemudian aliran udara dihentikan, maka oksida kupro akan

bereaksi dengan sulfida kupro yang akan membentuk tembaga blister dan dioksida



belerang. Tembaga blister dengan tingkat kemurnian antara 98 % s/d 99 % ini

kemudian dicor menjadi slab untuk kemudian di olah secara elektolitik menjadi

tembaga murni.



SOAL-SOAL BAB 3 LOGAM BUKAN BESI

1. Bandingkan logam besi dan logam bukan besi dari komposisi kimia !

Jawab :

- Logam besi

Logam adalah unsur kimia yang mempunyai sifat-sifat kuat, keras, penghantar

listrik dan panas, serta mempunyai titik cair tinggi. Bijih logam ditemukan dengan

cara penambangan yang terdapat dalam keadaan murni atau bercampur

- Logam bukan besi

Logam non besi merupakan semua unsur logam yang komposisi utamanya bukan

besi. Logam non besi juga sering digunakan walaupun pada umumnya jarang

sekali di industri. Itu karena Logam besi lebih banyak dipakai semua industri.

2. Jelaskan apa yang dimaksud dengan :

- Kuningan

- Perunggu


- Logam paduan

Jawab :

- Kuningan

Kuningan merupakan perpaduan antara tembaga dan seng dengan kadar seng

yang bervariasi antara 10-40%. Kekuatan, kekerasan, dan keuletan paduan

meningkat seiring dengan meningkatnya kadar seng

- Perunggu

Perunggu adalah paduan yang terdiri dari tembaga dan unsur tambahan, tin,

mangan dan beberapa elemen lain. Unsur tambahan dapat meningkatkan

kekerasan, kekuatan dan daya tahan korosi.




Die casting adalah proses pengecoran logam yang ditandai dengan

memaksa logam cair di bawah tekanan tinggi ke dalam rongga cetakan.

Rongga cetakan dibuat dari baja dan bekerja sama

dengan sebuah cetakan. Coran yang dibuat dari logam non-ferrous,

khususnya seng, tembaga, aluminium, magnesium, timah, timah dan

paduan timah.

- Logam paduan

Paduan logam merupakan pencampuran dari dua jenis logam atau lebih untuk

mendapatkan sifat fisik, mekanik, listrik dan visual yang lebih baik. Contoh

paduan logam yang populer adalah baja tahan karat yang merupakan

pencampuran dari besi (Fe) dengan Krom (Cr).

3. Uraikan cara membuat magnesium dari air laut ?

Jawab :

Dolomit diangkut ke dalam furnace (B-130) untuk dikalsinasi hingga

kemudian terbentuk CaO dan MgO dimasukkan ke dalam reaktor 1 (R-210). Pada

reaktor1(R-210) dimasukkan air bersih sehingga terbentuk Ca(OH)2 dan Mg(OH)2

kemudian diangkut kereaktor 2(R-220).

Air laut dipompakan ke reaktor 2 (R-220) pada temperatur 30OC pada tekanan

1atm dengan pengadukan yang terus menerus dengan waktu tinggal sekitar 1jam

sehingga terjadi reaksi yang menghasilkan Mg(OH)2 ,CaCl2 dan CaSO4 kemudian

dipompakan ke rotaryfilter (H-310) untuk dipisah antara filtrat dan residu.

Residu dari rotaryfilter (H-310) dipompakan ke hydroclone (F-320) dan

ditambahkan air bersih untuk memisahkan antara Mg(OH)2 dan CaSO4.

Sedangkan filtrat yang dihasilkan dari rotary filter (H-310) dibuang ke limbah.

Mg(OH)2 yang dihasilkan dari hydrocylone (F-320) dipompakan ke



hydrocylone (F-330) untuk menghasikan Mg(OH)2 murni. Aliran atas dari

hydrocylone (F-330) dibuang ke limbah. Aliran bawah menghasilkan suspensi

Mg(OH)2 dikeringkan dengan spraydryer (DE-340) menghasilkan butiran-butiran

dan diangkut ke tangki penyimpanan (TT-410).

Aliran bawah dari hydroclone (F-320) menghasilkan lumpur CaSO4, yang

dialirkan ke hydroclone (F-350) yang telah ditambahkan air bersih untuk pemisahan

lanjutan supaya diperoleh hasil CaSO4 yang lebih murni. Aliran atas dari hydroclone

(F-350) dibuang sebagai limbah, sedangkan aliran bawahnya merupakan lumpur

CaSO4 yang diangkut ke spray dryer (DE-370) untuk dikeringkan kemudian

diangkut kekristalisator (K-360) untuk diperoleh kristal CaSO4. Kristal CaSO4 yang

telah kering diangkut ke tangki penyimpanan (TT-420)

4. Bagaimana cara pembuatan aluminium?

Jawab :

Proses pengolahan aluminium meliputi :

1. Proses Penambangan Aluminium

2. Proses Pemurnian Aluminium

3. Proses Peleburan Aluminium

PROSES PENAMBANGAN ALUMINIUM

Aluminium ditambang dari biji bauksit yang banyak terdapat di permukaan bumi,

kemudian dilakukan proses pemanasan untuk mengurangi kadar air yang ada dari

penambangan di permukaan bumi. Bauksit yang ditambang untuk keperluan industri

mempunyai kadar aluminium sekitar 40 – 60 %. Setelah ditambang biji bauksit

digiling dan dihancurkan supaya halus dan merata. Selanjutnya bauksit mengalami

proses pemurnian.

PROSES PEMURNIAN ALUMINIUM

Pengolahan aluminium menjadi aluminium murni dapat dilakukan melalui Proses

pemurnian dengan metode Bayer. Proses Bayer adalah sarana industri utama bauksit

pemurnian untuk menghasilkan alumina. Bauksit, bijih paling penting dari aluminium,

berisi alumina hanya 30-54 %, Al2O3, sisanya menjadi campuran dari silika (SiO2),



oksida besi (Fe2O3), dan titanium dioksida (TiO2) dan. Caranya adalah dengan

melarutkan bauksit dalam larutan natrium hidroksida (NaOH).

Proses Bayer adalah satu siklus dan sering disebut Bayer siklus. Ini melibatkan empat

langkah :

Digestion (pencernaan),

Clarification (klarifikasi),

Precipitation (pengendapan), dan

Calcination (kalsinasi).

Digestion (pencernaan)

Pada langkah pertama, bauksit adalah tanah, slurried dengan larutan soda kostik

(natrium hidroksida), dan dipompa ke tank tekanan besar disebut digester,

dikontrol mengalami panas uap 175 °C dan tekanan. natrium hidroksida bereaksi

dengan mineral alumina bauksit untuk membentuk solusi jenuh natrium aluminat;

pengotor tak larut, disebut lumpur merah (RM) , tetap dalam suspensi dan

dipisahkan pada langkah klarifikasi.

Persamaan reaksi :

Al2O3 + 2OH- + 3H2O 2[Al(OH)-4]-

Atau

Al2O3(s) + 2NaOH (aq) + 3H2O (l) 2NaAl(OH)4 (aq)

Clarification (klarifikasi)

Pengotor tak larut yang disebut lumpur merah /Red Mud (RM) , tetap dalam

suspensi dan dipisahkan dengan menyaring dari kotoran padat, selanjutnya

didinginkan di exchangers panas, untuk meningkatkan derajat jenuh dari alumina

terlarut, dan dipompa menuju tempat yang lebih tinggi yaitu presipitator silolike

untuk proses Precipitation (pengendapan).

Precipitation (pengendapan)



Selanjutnya aluminium diendapkan dari filtratnya dengan cara mengalirkan gas

CO2 dan pengenceran.

2NaAl(OH)3 (aq) + CO2 (g) 2Al(OH)3 (s) + Na2CO3 (aq) + H2O (l)

Campuran dari kotoran padat disebut lumpur merah, dan menyajikan masalah

pembuangan. Selanjutnya, solusi hidroksida didinginkan, dan aluminium

hidroksida dilarutkan presipitat sebagai putih solid halus.

Calcination (kalsinasi)

Kemudian dipanaskan sampai 1050 °C (dikalsinasi), aluminium hidroksida terurai

menjadi alumina, memancarkan uap air dalam proses:

2Al(OH)3 (s) Al2O3 (s) + 3H2O (g)

Dan dihasilkan aluminium oksida murni (Al2O3) yang selanjutnya menuju proses

peleburan dengan proses Hall-Héroult untuk menghasilkan material aluminium.

PROSES PELEBURAN ALUMINIUM

Dalam proses Hall-Heroult, aluminum oksida Al2O3 dilarutkan dalam lelehan

kriolit (Na3AlF6) dalam bejana baja berlapis grafit yang sekaligus berfungsi sebagai

katode (-). Sebagai anode (+) digunakan batang grafit.

Selanjutnya elektrolisis dilakukan pada suhu 950 oC. Dalam proses elektrolisis

dihasilkan aluminium di katode dan di anode terbentuk gas O2 dan CO2.

Reaksi yang terjadi:

Al2O3 Al3+ + 3O2-

Katode (-) : Al3+ + 3e- Al x 4

Anode (+) : 2O2- O2 + 4e- x 3

4Al3 + 6O2 4Al + 3O2

Lalu O2 bereaksi dengan C menjadi C02. Jadi hasil akhirnya adalah



3C(s) + 4Al3+ + 6O2- 4Al(l) + 3CO2 (s)

Aluminium yang terbentuk berupa zat cair dan terkumpul di dasar wadah lalu

dikeluarkan secara periodik ke dalam cetakan untuk mendapat aluminium batangan

(ingot). Jadi, selama elektrolisis, Anode grafit terus menerus dihabiskan karena

bereaksi dengan O2 sehingga harus diganti dari waktu ke waktu. Rata-rata Untuk

mendapat 1 Kg Al dihabiskan 0,44 kg anode grafit.

5. Sebutkan sifat-sifat dari logam alumunium, kuningan, magnesium, nikel, seng dan

timah?

Jawab:

Alumunium : Warna biru putih, sifatnya dapat ditempa, liat, bobot ringan,

penghantar panas dan listrik yang baik, mampu dituang. Alumunium

digunakan untuk membuat peralatan masak, elektronik, industri mobil, dan

pesawat terbang

Kuningan : Kuningan adalah paduan logam tembaga dan logam seng dengan

kadar tembaga antara 60-96 % berat. Dalam perdagangan dikenal 2 jenis

kuningan, yaitu :

Kawat kuningan (brass wire) kadar tembaga antara 62-95 % berat

Pipa kuningan (seamless brass tube) kadar tembaga antara 60-90 %

Magnesium : Magnesium merupakan logam yang ringan, putih keperak-

perakan dan cukup kuat. Ia mudah ternoda di udara, dan magnesium yang

terbelah-belah secara halus dapat dengan mudah terbakar di udara dan

mengeluarkan lidah api putih yang menakjubkan.

Nikel: Nikel bisa digunakan untuk menghasilkan magnet permanen karena

sifat ferromagnetiknya. Paduan Ni-36% Fe (Invar) menunjukkan gejala tanpa

ekspansi selama pemanasan; efek ini digunakan untuk menghasilkan material

komposit bimetal.

Seng : Seng adalah logam bukan besi kedua setelah tembaga yang diproduksi

secara besar yang mana lebih dari 75 % produk cetak tekan dari paduan seng.

Logam ini mempunyai kekuatan yang rendah dengan titik cair yang juga

http://id.wikipedia.org/wiki/Seng

http://id.wikipedia.org/wiki/Tembaga



rendah dan hampir tidak rusak di udara biasa. Dan dapat dipergunakan utnuk

pelapisan pada besi,bahan baterai kering dan untuk keperluan percetakkan.

Selain itu seng juga mudah dicetak dengn permukaan yang bersih dan

rata,daya tahan korosi yang tinggi serta biaya yang murah. Dikenal seng

komersial dengan 99,995 seng disebut spesial high grade. Untuk cetak tekan

diperlukan logam murni karena unsur-unsur timah,cadmium,dan tin dapat

menyebabkan kerusakkan pada cetakkan cacat sepuh.

Timah : Timbal apabila timbal terhirup atau tertelan oleh manusia dan di

dalam tubuh, ia akan beredar mengikuti aliran darah, diserap kembali di dalam

ginjal dan otak, dan disimpan di dalam tulang dan gigi. Manusia menyerap

timbal melalui udara, debu, air dan makanan.

6. Jelaskan 3 (tiga) macam logam paduan beserta kegunaannya ?

Jawab :

1. Tembaga dan Paduannya

Tembaga diperoleh dari bijih tembaga yang disebut chalcoporit. Chalcoporit

ini merupakan campuran Cu2S dan CuFeS2 dan terdapat dalam tambang-tambang

dibawah permukaan tanah.

Secara industry sebagian besar penggunaan tembaga dipakai untuk kawat

atau bahan penukar panas karena sifat tembaga yang mempunyai sifat hantaran

listrik dan panas yang baik. Tembaga ini jika dipadukan dengan logam lain akan

menghasilkan paduan yang banyak dibutuhkan oleh manusia. Dan yang paling

sering dipakai adalah campuran antara tembaga dan timah, mangan yang biasa

disebut perunggu digunakan untuk bagian-bagian mesin khusus dimana diperlukan

sifat-sifat yang luar biasa. Paduan antara tembaga dengan unsur-unsur lain dapat

membentuk paduan lain seperti:

1. Brons

Brons adalah paduan antara tembaga dengan timah dimana kandungan dari

timah kurang dari 15% karena mempunyai titik cair yang kurang baik maka brons



biasanya ditambah seng, fosfor, timbal dan sebagainya.

2.Kuningan

Kuningan adalah paduan antara tembaga dan seng, dimana kandungan seng

sampai kira-kira 40%. Dalam ketahanan terhadap korosi dan aus kurang baik

dibanding brons tetapi kuningan mampu cornya lebih baik dan harganya lebih

murah.

3. Brons Alumunium

Brons alumunium ini adalah paduan dari tembaga dan alumunium dengan

tambahan nikel dan mangan. Kandungan alumunium 8-15,5%, nikel kurang

dari6,5% mangan kurang dari3,5% dan sisanya adalah tembaga.

Kegunaan paduan tembaga :

- digunakan untuk bagian-bagian mesin khusus dimana diperlukan sifat-sifat yang

luar biasa.

- Penggunaan tembaga dipakai untuk kawat atau bahan penukar panas karena sifat

tembaga yang mempunyai sifat hantaran listrik dan panas yang baik.

-

2. Seng dan Paduannya

Seng adalah logam bukan besi kedua setelah tembaga yang diproduksi

secara besar yang mana lebih dari 75% produk cetak tekan terdiri dari paduan seng.

Logam ini mempunyai kekuatan yang rendah dengan titik cair yang juga rendah dan

hamper tidak rusak diudara biasa. Dan dapat digunakan untuk pelapisan pada besi,

bahan baterai kering dan untuk keperluan percetakan.

Selain itu seng juga mudah dicetak dengan permukaan yang bersih dan rata,

daya tahan korosi yang tinggi serta biaya yang murah. Dikenal sengkomersial

dengan 99,995 seng disebut special highgrade. Untuk cetak tekan diperlukan logam

murni karena unsure- unsur seperti timah, cadmium dan tin dapat menyebabkan

kerusakan pada cetakan cacat

sepuh.

Kegunaan Paduanseng: banyak digunakan dalam industry otomotif, mesincuci,

pembakar minyak. Lemari es, radio, gramafon,televise, mesin kantor dan sebagainya.



3. Magnesium dan Paduannya

Paduan magnesium (mg) merupakan logam yang paling ringan dalam hal berat

jenisnya. Magnesium mempunyai sifat yang cukup baik seperti alumunium, hanya

saja tidak tahan terhadap korosi. Magnesium tidak dapat dipakai pada suhu diatas

150°C karena kekuatannya akan berkurang dengan naiknya suhu. Sedangkan pada

suhu rendah kekuatan magnesium tetap tinggi. Magnesium dan paduannya lebih

mahal dari pada alumunium atau baja.

Kegunaan paduan magnesium : digunakan untuk industry pesawat terbang,

alatpotert, teropong, suku cadang mesin dan untuk peralatan mesin yang berputar

dengan cepat dimana diperlukan nilai inersia yang rendah.

7. Bagaimana pengaruh penambahan berbagai unsure pada paduan tembaga?

Jawab:

Pengaruh Unsur Paduan

Penambahan unsur paduan dilakukan untuk memperbaiki sifat dari tembaga

seperti yang dikehendaki. Sifat unsur paduan ini akan mempengaruhi kualitas dari

tembaga . Berikut beberapa pengaruh penambahan unsur paduan dalam tembaga

Tembaga (Cu) Penambahan unsur Cu akan memperbaiki kualitas pengerjaan ,Selain itu,

dengan atau tanpa paduan yang lain akan meningkatkan kekuatandan ketahanan korosinya

serta kekerasannya.

Silikon (Si) Pengaruh paling penting dalam penambahan Silikon adalah sifat

mampu cor.Dalam hal ini yang dapat diperbaiki adalah dengan cara mengurangi penyusutan coran

sampai satu setengah dari penyusutan, meningkatkan daya alirnya selain itu, paduan

Silikon akan meningkatkan ketahanan korosinya, baik ditambah unsurlain ataupun tidak.

Magnesium (Mg) Dipergunakan untuk meningkatkan daya tahan tembaga

Bila dipadukan dengan Silikon maka daya tahan karatnya semakin besar.



Besi (Fe) Penambahan Besi dimaksudkan untuk mengurangi penyusutan. Tetapi kandungan

Besi yang besar juga akan menyebabkan struktur butir yang kasar dan dalam hal ini dapat diperbaiki

dengan menambah sejumlah kecil Mn dan Cr.

Mangan (Mn)Penambahan Mangan akan meningkatkan daya tahan karat.

7. Cara pembuatan tembaga Blister?

Jawab :

“Chalcopiri”t adalah bijih tembaga, merupakan campuran antara Cu2 S dan

CuFeS2yang di peroleh dari hasil tambang di bawah permukaan tanah. Gambar

berikut adalah proses mebuat nya.

Alur proses yang ditunjukkan pada gambar diatas adalah dimulai dari bijih

chalcopirit, digiling dan dicampur dengan batu kapur serta bahan fluks silika. Setelah

tepung bijih dipekatkan, lalu dipanggang, sehingga terbentuk campuran FeS , FeO ,

SiO2 dan CuS , campuran inilah yang di sebut: “Kalsin”. Kalsin kemudian di lebur

dengan batu kapur sebagai fluks nya di dalam Dapur Reverberatory, tujuan nya untuk

melarutkan besi (Fe) di dalam terak, sisanya adalah Tembaga-Besi yang disebut

“matte” di tuangkan kedalam konverter.



Dengan menghembuskan udara kedalam konverter untuk selama 4 s/d 5 jam,

maka kotoran-kotoran teroksida dan besi akan membetuk terak yang pada saat-saat

tertentu, dikeluarkan dari konverter.

Karena panas oksidasi cukup tinggi, maka muatan akan tetap cair yang akhir

nya dapat merubah sulfida-tembaga menjadi oksida-tembaga atau yang dikenal

dengan nama: sulfat. Bila kemudian aliran udara dihentikan, maka oksida kupro akan

bereaksi dengan sulfida kupro yang akan membentuk tembaga blister dan dioksida

belerang. Tembaga blister dengan tingkat kemurnian antara 98 % s/d 99 % ini

kemudian dicor menjadi slab untuk kemudian di olah secara elektolitik menjadi

tembaga murni.



SOAL –SOAL BAB IV POLIMER

1. Jelaskan apa yang dimaksud bahan polimer dan sifat –sifat umumnya ?

Jawab :

Polimer merupakan makro molekul besar atau makromolekul yang tersusun oleh

unit-unit molekul sederhana yang tersusun secara berulang-ulang. Molekul sederhana

penyusun polimer dinamakan monomer. Monomer merupakan sebarang zat yang

dapat dikonversi menjadi suatu polimer. Sebagai contoh, etilen adalah monomer yang

dapat dipolimerisasi menjadi polietilen. Jika hanya ada beberapa unit monomer (3

hingga 9 monomer) yang tergabung bersama, maka polimer dengan berat molekul

kecil yang terbentuk, polimer hasil penyusunan beberapa monomer ini disebut

oligopolimer.

- Secara umum sifat-sifat dari bahan polimer adalah :

1. Pencetakan yang mudah. Pada temperature relative rendah, bahan dapat

dicetak dengan penyuntikan, penekanan, ekstrusi, dan seterusnya yang

menyebabkan ongkos pembuatan lebih rendah daripada untuk logam dan

keramik.

2. Sifat produk yang ringan dan kuat. Berat jenis polimer rendah dibandingkan

dengan logam dan keramik, yaitu berkisar 1,0 – 1,7 ; yang memungkinkan

membuat produk yang ringan dan kuat.

3. Kurang tahan terhadap panas. Hal ini sangat berbeda dengan logam dan

keramik, karena ketahanan panas bahan polimer tidak sekuat logam dan

keramik pada penggunaannya harus cukup diperhatikan.



4. Produk-produk dengan sifat yang cukup berbeda dapat tergantung pada cara

pembuatannya. Dengan mencampur zat pemplatis, pengisi, dan sebagainya.

Sifat – sifat dapat berubah dalam daerah yang luas. Misalnya plastic diperkuat

serat gelas (FRP = Fiberglass Reinforced Plastics)

5. Baik sekali dalam ketahanan air dan ketahanan zat kimia. Pemilihan bahan

yang baik akan menghasilkan produk yang mempunyai sifat-sifat baik sekali.

6. Banyak diantara polimer isolasi listrik yang baik. Polimer mungkin juga dibuat

konduktor dengan cara mencampurnya dengan serbuk logam, butiran karbon

dan lainnya.

7. Umumnya bahan polimer lebih murah.

8. Kekerasan permukaan yang sangat kurang. Bahan polimer yang keras ada,

tetapi masih jauh dibawah kekerasan logam dan keramik.

9. Kurang tahan terhadap pelarut. Umumnya larut dalam zat pelarut tertentu

kecuali beberapa bahan khusus. Jika tidak dapat larut, mudah retak karena

kontak yang terus menerus dengan pelarut dan disertai adanya tegangan.

10. Mudah termuati listrik secara elektrostatik, kecuali bahan yang khusus dibuat

agar menjadi hantaran listrik.

2. Jelaskan perbedaan polimer termoplastik dan polimer termosseting ?

Jawab :

Perbedaan polimer termoplastik dan polimer termosseting

- Polimer termosetting adalah polimer yang mempunyai sifat tahan terhadap panas.

Jika polimer ini dipanaskan, maka tidak dapat meleleh. Sehingga tidak dapat

dibentuk ulang kembali. Susunan polimer ini bersifat permanen pada bentuk cetak

pertama kali (pada saat pembuatan). Bila polimer ini rusak/pecah, maka tidak

dapat disambung atau diperbaiki lagi. Polimer ini terdiri dari molekul rantai lurus

dengan ikatan yang kuat antar sesamanya.

Sifat polimer termoseting sebagai berikut :

Ketika dipanaskan pada tahap awal, termoset melunak dan mampu mengalir di

dalam cetakan.



Tapi pada temperatur yang tinggi, terjadi reaksi kimia yang mengeraskan

material sehingga akhirnya menjadi padatan yang tidak mampu lebur kembali

(infusible solid).

Jika dipanaskan ulang, tidak mampu melunak kembali melainkan akan

terdegradasi menghasilkan arang.

Keras dan kaku (tidak fleksibel)

Tidak dapat dibentuk ulang (sukar didaur ulang).

Tidak dapat larut dalam pelarut apapun.

Tahan terhadap asam basa.

Mempunyai ikatan silang antar rantai molekul.

Polimer Termoplastik

Polimer termoplastik adalah polimer yang mempunyai sifat tidak tahan terhadap

panas. Jika polimer jenis ini dipanaskan, maka akan menjadi lunak dan didinginkan

akan mengeras. Proses tersebut dapat terjadi berulang kali, sehingga dapat dibentuk

ulang dalam berbagai bentuk melalui cetakan yang berbeda untuk mendapatkan

produk polimer yang baru. Polimer yang termasuk polimer termoplastik adalah jenis

polimer plastik. Jenis plastik ini tidak memiliki ikatan silang antar rantai polimernya,

melainkan dengan struktur molekul linear atau bercabang.

Sifat – sifat Termoplastik :

Berat molekul kecil

Tidak tahan terhadap panas.

Jika dipanaskan akan melunak.

Jika didinginkan akan mengeras.

Mudah untuk diregangkan.

Fleksibel.

Titik leleh rendah.

Dapat dibentuk ulang (daur ulang).

Mudah larut dalam pelarut yang sesuai.

Memiliki struktur molekul linear/bercabang.



3. Berikan tiga contoh bahan polimer yang termasuk termoplastik dan thermosetting ?

Jawab :

- Contoh plastik termoplastik yaitu sebagai berikut :

Polietilena (PE)

Contohnya : Botol plastik, mainan, bahan cetakan, ember, drum, pipa

saluran isolasi kawat dan kabel, kantong plastik dan jas hujan.

Polivinilklorida (PVC)

Contohnya : Pipa air, pipa plastik, pipa kabel listrik, kulit sintetis, ubin

plastik, piringan hitam, bungkus makanan, sol sepatu, sarung tangan dan botol

detergen.

Polipropena (PP)

Contohnya : Karung, tali, botol minuman, serat, bak air, insulator, kursi

plastic, alat-alat rumah sakit, komponen mesin cuci, pembungkus tekstil, dan

permadani.

Polistirena

Contohnya : Insulator, sol sepatu, penggaris, gantungan baju

- Contoh Dari Termosetting

Resin Urea formaldehid (Resin Amino)

Resin Urea formaldehid adalah hasil polimerisasi kondensasi urea

dengan formaldehid. Resin ini termasuk dalam kelas resin thermosetting

yang mempunyai sifat tahan terhadap asam ,basa , tidak dapat melarut dan

tidak dapat meleleh. Karena sifat-sifat tersebut, aplikasi resin urea-

formaldehid yang sangat luas sehingga industri urea-formaldehid

berkembang pesat. Resin urea ini dapat dicetak tekan, memiliki permukaan

yang keras dan mempunyai nilai dielektrik yang tinggi dan dapat diberi

berbagai warna. Contoh industri yang menggunakan industri formaldehid

adalah laminating, coating, tekstil resin finishing. Jenis resin ini banyak juga



digunakan untuk mencegah berkerut dan kusut nya kain katun dan untuk

mencegah menyusutnya kayu.

Fenol-formaldehida/bakelit (Resin Phenol)

Merupakan resin sintetik yang dibuat dengan mereaksikan

phenol denganformaldehida, wujud nya keras, kuat, awet dan dapat dicetak

pada berbegai kondisi.Bahan ini mempunyai daya tahan panas dan air yang

baik dan dapat diberi macam-macam warna,sering digunakan sebagai bahan

pelapis dan laminating, pengikat batu gerinda, pengikat logam ataugelas,

dapat dicetak menjadi kotak, isolator listrik, tutup botol dan tangkai pisau,

plastik yang digunakan untuk peralatan listrik seperti fitting lampu listrik,

steker listrik, peralatan fotografi, radio, perekat plywo.

Melamin-formaldehida.(Resin Amino)

Resin melamin-formaldehida diperkenalkan di Jerman oleh Henkel

pada tahun 1935. Resin ini termasuk dalam golongan resin amino yang

diproduksi melalui reaksi polikondensasi antara melamin dan formaldehida.

Dibandingkan dengan resin urea-formaldehida, resin ini mempunyai

kelebihan yakni transparan; kekerasan(hardeness) yang lebih baik; stabilitas

termal yang tinggi; tahan terhadap air, bahan kimia, dan goresan. Dari

kelebihan ini, penggunaan resin ini sangat luas, seperti pada industri perekat,

tekstil, laminasi, kertas, pelapisaan permukaan ( surface coatings) dan

sebagainya.

Polyesters

Poliester di industri digunakan dalam penguatan ban, tali, kain buat sabuk

mesin pengantar (konveyor), sabuk pengaman, kain berlapis dan penguatan

plastik dengan tingkat penyerapan energi yang tinggi.Serat-serat poliester

juga bisa dicampur dengan serat-serat katun, wol, rayon dan sutera. Sifat-

sifat serat poliester adalah sebagai berikut:

o Tahan kusut, baik untuk pakaian wanita maupun pria.

o Tahan cuci dan tidak kusut kalau dicuci.

o Lebih tahan sinar matahari dari pada nylon.



o Dapat ditekan dengan setrika panas (150° C), hingga terjadi lipatan

tetapi dapat dihilangkan dengan panas yang sama

4. Jelaskan cara pembuatan dan penggunaan bahan polimer poliestirena ?

Jawab :

- Pembuatan Polistirena

Polystyrene terbentuk dengan suatu reaksi polimerisasi adisi terhadap molekul stirena

sebagai monomer dengan melibatkan partikel cis 1-4 polibutadiena, melalui suatu

mekanisme yang disebut grafting. Grafting adalah mekanisme dimana rantai

polistirena terikat secara kimia terhadap rangka polibutadiena. Polimer yang

dihasilkan berwujud padatan yang berwarna putih dan bersifat thermoplastik.

Reaksi :

Tahap penyiapan bahan baku

a. Stirena

Stirena monomer sebagai bahan baku utama disimpan dalam bentuk cair dalam tangki

penyimpan (T-01) pada suhu 30oC dan tekanan 1 atm, dialirkan ke dalam mixer 1

(M-01) untuk dicampur dengan arus recycle dengan menggunakan pompa sentrifugal

P-01 dan selanjutnya dialirkan ke mixer 2 (M-02) yang sebelumnya dipanaskan

terlebih dahulu oleh pemanas HE-01.

b. Etil Benzena

Etil Benzena sebagai pelarut disimpan dalam bentuk cair dalam tangki penyimpan (T-

02) pada suhu 30oC dan tekanan 1 atm, dialirkan ke mixer 1(M-01) dengan

menggunakan pompa sentrifugal P-02 dan selanjutnya bersama stirena dan arus

http://4.bp.blogspot.com/_L_bl7NPyF9U/TVKquLP8HoI/AAAAAAAAALA/3_Tfq6DD5mA/s1600/polpolpol.png



recycle dialirkan ke mixer 2 (M-02) yang sebelumnya dipanaskan terlebih dahulu oleh

pemanas HE-01.

c. Cis 1-4 polibutadiena

Cis 1-4 polibutadiena yang disimpan dalam bentuk padat dalam gudang (G-01) pada

suhu 30oC dan 1 atm, diangkut dengan menggunakan bucket elevator BE-01 menuju

Hammer mill HM-01 untuk direduksi ukurannya dari 2,5 cm menjadi 10 μm,

kemudian polibutadiena yang tidak memenuhi syarat dan yang melebihi ukuran

dipisahkan di screner SC-01. Polibutadiena yang memenuhi syarat dikirim ke mixer 2

(M-02) dengan

menggunakan belt conveyor BC-01, sedangkan yang melebihi ukuran akan menjadi

limbah. Di mixer 2 (M-02) yang dilengkapi dengan pengaduk, polibutadiena

dicampur dengan bahan baku lainnya. Supaya polibutadiena terlarut sempurna, maka

mixer 2 (M-02) dioperasikan pada suhu 105oC dan tekanan 1 atm dengan waktu

tinggal 4,5 jam. (US Patent,1983)

2.Tahap Reaksi

Campuran stirena monomer, Etil Benzena, Polibutadiena dan inisiator Benzoil

Peroksida dimasukkan ke dalam reaktor (R-01) yang berupa tangki berpengaduk.

Reaksi yang terjadi adalah reaksi eksotermis sehingga diperlukan pendingin dengan

menggunakan jaket pendingin. Sebagai pendingin digunakan air yang masuk pada

suhu 30oC dan keluar pada suhu 45oC. Kondisi operasi dalam reaktor dipertahankan

pada suhu 137oC dan tekanan 1 atm selama 7,6 jam untuk mencapai konversi sebesar

85% (US Patent,1976).

3. Tahap Akhir

Produk yang keluar dari reaktor berbentuk slurry dengan menggunakan pompa

sentrifugal P-05 dialirkan ke devolatilizer yang dioperasikan pada suhu 150oC dan

tekanan vacuum 0,5 atm untuk memisahkan sisa pereaktan dengan produk High

Impact Polystyrene berdasarkan titik didihnya. Sisa pereaktan yang berupa Stirena

monomer, Etil Benzena dikondensasikan di kondensor (C-01) dan hasil kondensasi



direcycle kembali sebagai bahan baku Produk High Impact Polystyrene yang telah

terpisah dari sisa pereaktan dengan suhu 150oC didinginkan terlebih dahulu di cooler

(C-02) sampai suhu 30oC. Kemudian dimasukkan ke Rotary Dryer (RD) untuk

dikeringkan dengan efisiensi 72%. Selanjutnya dalam pellet mill (PM) strand

dipotong menjadi bentuk pellet, kemudian HIP akan di teruskan ke screner (SC-02)

untuk mendapatkan keseragaman ukuran dan selanjutnya HIP akan dimasukkan ke

dalam unit pengantongan pada gudang (G–03).

Kegunaan poliestirena

- Bahan pembuatan foam

- Bahan packaging pada industri makanan

- Bahan pengerat pada kertas

- Bahan pembuatan piringan CD.

-

5. Jelaskan cara pembuatan dan penggunaan bahan polimer polivinikolrida ?

Jawab :

- Pembuatan PVC

PVC dihasilkan dari dua jenis bahan baku utama: minyak bumi dan garam dapur

(NaCl). Minyak bumi diolah melalui proses pemecahan molekul yang disebut

cracking menjadi berbagai macam zat, termasuk etilena ( C2H4 ), sementara garam

dapur diolah melalui proses elektrolisa menjadi natrium hidroksida (NaOH) dan gas

klor (Cl2). Etilena kemudian direaksikan dengan gas klor menghasilkan etilena

diklorida (CH2Cl-CH2Cl). Proses cracking/pemecahan molekul etilena diklorida

menghasilkan gas vinil klorida (CHCl=CH2) dan asam klorida (HCl). Akhirnya,

melalui proses polimerisasi (penggabungan molekul yang disebut monomer, dalam

hal ini vinil klorida) dihasilkan molekul raksasa dengan rantai panjang (polimer):

polivinil klorida (PVC), yang berupa bubuk halus berwarna putih. Masih diperlukan

satu langkah lagi untuk mengubah resin PVC menjadi berbagai produk akhir yang

bermanfaat.

Penampakan resin PVC sangat mirip dengan tepung terigu. Dan resin PVC memang

dapat dianalogikan seperti tepung terigu: keduanya tidak dapat digunakan dalam

bentuk aslinya. Seperti halnya tepung terigu yang harus diolah dengan mencampurkan



berbagai kandungan lain hingga menjadi kue tart dan berbagai jenis roti yang

menarik, resin PVC juga harus diolah dengan mencampurkan berbagai jenis zat aditif

hingga dapat menjadi berbagai jenis produk yang berguna dalam kehidupan sehari-

hari.

Klik untuk memperbesar

a. Produksi klorin

Garam (natrium klorida) yang diperoleh dari laut kering prasejarah dilarutkan dalam

air untuk membentuk solusi yang disebut air garam. Solusi ini ditempatkan dalam

sebuah sel dan sebuah arus listrik yang melewatinya.gelembung gas Klorin off di

salah satu bagian dari sel dan logam natrium diproduksi di lain. natrium bereaksi

dengan air untuk membentuk soda kaustik (sodium hidroksida) dan gas

hidrogen. Kedua yang memiliki kegunaan komersial penting.

Generasi gas klorin melibatkan merkuri logam cair (senyawa-senyawa yang beracun)

dan dapat menyebabkan efek buruk pada lingkungan. Salah satu contoh seperti itu di

tahun 1950-an di Jepang di Teluk Minamata di mana melarikan diri dan

terkontaminasi merkuri ikan dan memasuki rantai makanan yang menyebabkan

kematian banyak penduduk lokal. Oleh karena itu tanaman industri sangat berhati-hati

dalam mencegah merkuri dari melarikan diri namun selalu ada beberapa merkuri yang

hilang mengapa metode baru untuk membuat klorin sekarang digunakan. Metode baru

ini melibatkan diafragma asbes di sel yang berpori dan memungkinkan arus listrik

http://2.bp.blogspot.com/_L_bl7NPyF9U/TVKmuyixHcI/AAAAAAAAAK4/nQnLEDDEYx0/s1600/pembuatan+PVC.png



untuk mengalir serta menolak korosi dari klorin dan soda kaustik.Metode ini lebih

aman karena tidak ada asbes hilang dan ketika diafragma diganti dapat dibuang secara

aman dan mudah. Namun, satu kejatuhan dari metode ini adalah bahwa ia membentuk

lebih encer larutan soda kaustik sehingga memerlukan uap pemanasan untuk

menghilangkan kelebihan air dan membuatnya lebih terkonsentrasi sebelum dapat

dijual di untuk penggunaan komersial.

Pembuatan akun PVC 30% dari klorin yang dihasilkan industri. Kehadiran klorin

membuat PVC kompatibel dengan berbagai bahan lain yang membuat PVC sangat

fleksibel. Juga, klorin membuat flame retardant PVC dan memungkinkan PVC harus

dibedakan ketika menyortir plastik untuk didaur ulang. Namun klorin itu sendiri

sangat korosif dan adalah gas mematikan.Hal ini berbahaya untuk menangani dan

orang tewas dalam insiden industri yang melibatkan klorin. langkah-langkah

keamanan yang ketat karena itu diambil di mana klorin yang bersangkutan termasuk

dalam pengangkutan kimia ini

b. Produksi Ethylen

Ethylene berasal dari minyak atau gas alam yang halus dan 'retak' dengan

memanaskan etana, propana atau butana atau naptha dari minyak. Misalnya proses

pemecahan untuk metana dapat hadir sebagai berikut:

2CH 4 --> C 2 H 2 + 3H 2

Hasil dari proses ini termasuk hidrogen dapat dibakar untuk menyediakan energi dan

propylene yang direklamasi seperti yang berharga. Merupakan hasil reaksi yang mudah

terbakar tetapi tidak beracun atau menyebabkan kanker.

c. Produksi PVC

Ethylene dan klorin yang dikombinasikan untuk membentuk dichloride, ethylene cair

(i) yang kemudian dipanaskan untuk memberikan vinil klorida (ii) yang kemudian

disuling off dan memberikan gas hidrogen klorida;

H 2 C = CH 2 + ClH 2 C-CH 2 Cl --> H 2 C = CHCl + HCl (I) (ii)



Reaksi samping juga terjadi untuk membentuk senyawa organoklorin beberapa yang d

ikumpulkan karena mereka memiliki penggunaan komersial. Sisanya oleh-produk

yang dibakar untuk merebut kembali klorida hidrogen, yang dapat didaur ulang dan

bereaksi dengan ethylene dichloride lebih untuk membentuk etilen baru.

Vinyl chloride gas kurang berbahaya daripada klorin Namun kanker hati

angiosarcoma disebut telah dikaitkan dengan orang-orang yang bekerja dengan vinil

klorida. Pekerja yang terpapar itu sekarang dilindungi dan kebocoran dan kerugian gas

vinil klorida dalam tanaman menurun ke minimum mutlak dan jejak sisa dalam produk

PVC dikeluarkan sejauh mungkin. Perbaikan ini memastikan bahwa masyarakat umum

tanpa resiko sama sekali dari kimia ini.

Tekanan diterapkan pada vinil klorida (terdispersi dalam air sebagai suspensi atau

emulsi) di ruang tekanan tinggi pada suhu 50-70 ° C. Peran air adalah untuk

menghapus dan mengontrol panas yang dilepaskan dalam proses polimerisasi. PVC

bentuk partikel kecil yang tumbuh dan ketika mereka mencapai ukuran yang

diinginkan reaksi dihentikan dan setiap vinil klorida tidak bereaksi disuling off dan

digunakan kembali. PVC dipisahkan off dan dikeringkan untuk membentuk serbuk

putih.

- Pemrosesan Menjadi Produk Akhir

Satu tahap penting lagi sebelum resin PVC bisa ditransformasikan menjadi berbagai

produk akhir adalah pembuatan compound/adonan (compounding). Compound adalah

resin PVC yang telah dicampur dengan berbagai aditif yang masing-masing memiliki

fungsi tertentu, sehingga siap untuk diproses menjadi produk jadi dengan sifat-sifat

yang diinginkan. Sifat-sifat yang dituju meliputi warna, kefleksibelan bahan, ketahanan

terhadap sinar ultra violet (bahan polimer/plastik cenderung rusak jika terpapar oleh

sinar ultra violet yang terdapat pada cahaya matahari), kekuatan mekanik transparansi,

dan lain-lain. PVC dapat direkayasa hingga bersifat keras untuk aplikasi-aplikasi seperti

pipa dan botol plastik, lentur dan tahan gesek seperti pada produk sol sepatu, hingga

bersifat fleksibel/lentur dan relatif tipis seperti aplikasi untuk wall paper dan kulit

imitasi. PVC dapat juga direkayasa sehingga tahan panas dan tahan cuaca untuk

penggunaan di alam terbuka. Dengan segala keluwesannya, PVC cocok untuk jenis



produk yang nyaris tak terbatas dan setiap compound PVC dibuat untuk memenuhi

kriteria suatu produk akhir tertentu.

Compound PVC kemudian dapat diproses dengan berbagai cara untuk memenuhi

ratusan

- Kegunaan polivinil klorida

polivinil klorida banyak dipergunakan untuk untuk membuat pipa, selang keras,

lapisan lantai, piringan hitam, dan lain-lain.

6. Jelaskan fungsi penambahan aditif pada pembuatan polimer ?

Jawab :

Berdasarkan fungsinya, bahan tambahan atau zat aditif polimer dapat dikelompokkan

menjadi :

1. bahan pelunak (plasticizer);

2. bahan penyetabil (stabilizer);

3. bahan pengisi (filler);

4. pewarna (colorant).

1. Plasticizer, fungsinya untuk mengubah sifat mekanik polimer, Semakin tinggi

modulus young maka akan semakin kaku, karena itu ditambahkan plastisizer untuk

menurunkan kakauan dan temperatur transisi glass (Tg).

2. Stabillizer, berfungsi untuk mempertahankan produk plastik dari kerusakan, baik

selama proses, dalam penyimpanan, maupun aplikasi produk.

Ada 3 jenis bahan penyetabil yaitu:

· penyetabil panas (heat stabilizer), menghambat degradasi thermal, energi

(panas) yang terserap dapat memicu radikal bebas yang dapat menimbulkan reaksi

oksigen dan membentuk senyawa karbonil, hal ini yang dapat menimbulkan warna

kuning atau kecoklat-cokltan pada produk akhir.



· penyetabil terhadap sinar ultra violet (UV stabilizer), matahari memiliki panjang

gelombang sampai di permukaan bumi sekitar 3000-4000 A, hal ini dapat

memecahkan senyawa kimia terutama senyawa organik.

· dan antioksidan, mengurangi krusakan produk dari peroses oksidasi yang dapat

memutuskan rantai polimer. Tanda yang terlihat apabila produk plastik telah

teroksidasi adalah:

- polimer menjadi rapuh

- kecepatan alir polimer tidak stabil dan cenderung menjadi lebih tinggi.

- sifat kuat tariknya berkurang

- terjadi retak-retak pada permukaan produk

- terjadi perubahan warna

3. Filler, menurut fungsi dapat diklasifikasikan menjadi tiga, yaitu:

· Dapat memperkuat polimer dan meningkatkan sifat mekanik.

· Digunakan untuk mengisi ruang dan mengurangi jumlah resin yang digunakan

dalam proses produksi (hemat resin).

· Meningkatkan slektivitas listrik.

4. Colorant, berfungsi untuk meningkatkan penampilan dan memperbaiki sifat

tertentu dari bahan plastik. Pertimbangan yang perlu diambil dalam memilih warna

yang sesuai

7. Sebutkan dan jelaskan jenis-jenis aditif yang sering digunakan pada pembuatan

polimer. ?

Jawab :

Beberapa jenis zat aditif yang ditambahkan pada suatu plastik antara lain yaitu:

1. Plasticizer (pemlastis) yang digunakan untuk membantu proses melancarkan

proses dan membuat polimer plastik menjadi lentur.



2. Stabilizer digunakan untuk mencegah terurainya polimer apabila terkena panas

atau sinar UV.

3. Antioksidan digunakan untuk mencegah proses oksidasi yang tidak diinginkan.

4. Slip dan antistatic additive. Slip additive berfungsi untuk mengurangi pergesekan

pada permukaan plastik dan untuk meningkatkan sifat dari produk akhir.

Sedangkan antistatic additive berfungsi menurunkan daya hantar listrik dari

plastik. Kedua jenis bahan ini biasanya digunakan bersamaan.

5. Coloring agent digunakan untuk mewarnai bahan plastik.

8. Jelaskan perbedaan dyes dan pigmen pada pembuatan polimer ?

Jawab :

Dyes, bahan ini larut dalam bahan plastik sehingga menjadi satu sistem dan

terdispersi secara merata setelah melalui proses pencampuran. Dyes mempunyai

light fastness dan ketahanan panas kurang baik dan dapat mengalami migrasi

(bergerak ke permukaan) sehingga mengurangi daya tarik dan kadang-kadang

dapat meracuni kulit. Penggunaan dyes dalam plastik jumlahnya terbatas.

Pigment, bahan ini tidak larut dalam bahan plastik tetapi hanya terdispersi diantara

rantai molekul bahan plastik tersebut. Pencampuran bahan tersebut dengan bahan

plastik kadang-kadang memerlukan teknologi dan peralatan khusus. Derajat

dispersi pigmen dalam bahan plastik tergantung pada suhu, waktu pencampuran

dan alat pencampur serta ukuran partikel pigmen dan berat molekul bahan plastik.



SOAL-SOAL BAB 5 KERAMIK

PERTANYAAAN

1. Sebutkan sifat-sifat bahan keramik !

2. Sebutkan bahan-bahan utama pembentuk keramik dan jelaskan fungsinya masing-

masing !

3. Jelaskan perbedaan keramik putih dengan porselen !

4. Apa yang dimaksud dengan refraktori dan berikan contoh !

5. Jelaskan fungsi email dan berikan 3 (tiga) contoh !

JAWAB :

1. Sifat-sifat bahan keramik

RumusKaolinit Feldspar Pasir dan flin

Al2O3.2SiO2.2H2O K2O.Al2O3.6SiO2 SiO2

Plastisitas Plastik Non plastik Non plastik

Fusibilitas ( keleburan ) Refraktori* Perekat mudah lebur Refraktori*

Titik cair 17850 C 11500 C 17100 C

Ciut pada pembakaran Sangat cuit Lebur Tidak ciut

- Tidak melebur pada suhu tertinggi api batubara ( 14000 C )

2. Bahan utama pembentuk keramik dan fungsinya

Lempung ( clay mineral )

Perbedaan kandungan tanah liat memberikan sifat yang berbeda-beda. Sifat tanah

liatyang penting untuk pembuatan keramik :

Plastisitas : kemampuan untuk dibentuk tanpa mudah retak

Fusibilitas : kemampuan untuk dilebur

Feldspar : berfungsi sebagai pemberi sifat fluks dalam formulasi keramik



Pasir atau flin berfungsi sebagai bahan pengikat dan berguna untuk

menurunkan temperatur pembakaran

3. Perbedaan keramik putih dan porselen

- Keramik putih adalah nama umum yang diberikan untuk sejenis produk keramik yang

biasanya berwarna putih dan mempunyai tekstur ( jaringan ) halus. Keramik ini dibuat

dari bahan dasar lempung kualitas terpilih dan fluks dalam jumlah bervariasi yang

dipanaskan pada suhu cukup tinggi ( 1200 sampai 15000C ) di dalam tanur ( kiln ).

- Porselen adalah keramik vitrifikasi translusen dengan glasir sedang dan tahan

terhadap abrasi pada tingkat maksimum.

4. Refraktori secara umum dapat didefinisikan sebagai suatu bahan tahan terhadap suhu

tinggi yang berbentuk bata dan bubuk (powder), sedangkan refraktori menurut ilmu

material adalah bahan anorganik yang tidak meleleh atau melebur pada suhu tinggi,

sering juga disebut high temperature material. Dalam industri, refraktori merupakan

bahan anorganik dalam konstruksi peralatan yang digunakan untuk memanaskan,

membakar, atau melebur bahan industri.

- Contoh dari refraktori

1. Refraktori semen tahan api

2. Refraktori alumina tinggi

3. Refraktori batu bata silika

4. Refraktori magnesit

5. Refraktori khromit

- Refraktori Khrom- magnesit, yang biasanya mengandung 15-35 persen Cr2O3 dan

42-50 persen MgO

- Refraktori Magnesit-khromit, yang mengandung paling sedikit 60 persen

MgO dan 8-18 persen Cr2O3

6. Refraktori zirkonia

7. Refraktori oksida (Alumina)

8. Refraktori monolitik



5. Fungsi email adalah sebagai bahan dekorasi yang indah, penggunaan dalan suku-suku

pipa, perabotan rumah tangga, peralatan industri, baja berlapis email kaca untuk

penggunaan di bidang kimia, dipakai di bidang lampu elektro-luminisensi dan dalam

industri kendaraan bermotor.

- Contoh dari email : emas, perak dan tembaga

Tugas Menjawab Soal Bab 1-5 Modul Bkk

Documents

Transcript of Tugas Menjawab Soal Bab 1-5 Modul Bkk