SIstem Koloid

A. Koloid

      Koloid berasal dari kata "Kolia" yang dalam bahasa Yunani berarti "Lem". Istilah koloid pertama kali diperkenalkan oleh Thomas Graham (1861) berdasarkan pengamatannya pada gelatin yang merupakan kristal tetapi sulit sekali mengalami difusi. Padahal umumnya kristal mudah mengalami difusi. Oleh karena itu, zat semacam gelatin ini kemudian disebut koloid. Koloid atau diisebut juga dispersi dengan ukuran partikel yang lebih besar daripada suspensi.

        Pada umumnya koloid mempunyai ukuran partikel antara 1 nm sampai 100 nm. Beberapa koloid tampak jelas secara fisis misalnya santan, air susu dan lem, tetapi beberapa koloid sepintas tampak seperti lautan, misalnya larutan kanji yang encer, agar-agar yang masih cair, dan air teh. Oleh karena ukuran partikelnya relatif kecil, sistem koloid tidak dapat diamati dengan mata telanjang, tetapi dapat diamati dengan mikroskop dengan tingkat pembesaran yang tinggi (mikroskop ultra).

          Beberapa koloid dapat terpisah bila didiamkan dalam wktu yang teratif lama meskipun tidak semua, misalnya koloid belerang dalam air dan santan. Beberapa koloid yang lain sukar terpisah seperti lem, cat dan tinta. 

         Berdasarkan perbedaan ukuran zat yang terdispersi sistim dibedakan menjadi larutan sejati, koloid dan suspensi

B. Sifat-sifat koloid

   1. Efek Tyndall

                Efek tyndall adalah gejala terlihatnya berkas cahaya ketika melewati dispersi koloid. Hal ini disebabkan karena partikel koloid menghamburkan sinar ke segala arah.

   2. Gerak Brown

                 Gerak brown adalah gerakan acak dan terus menerus karena partikel koloid menumbuk molekul medium pendispersi.

   3. Elektroforesis

                 Elektroforesis adalah bergeraknya partikel koloid yang bermuatan ke salah satu arah elektroda. 

      Kegunaan:

        a. Untuk menentukan muatan koloid

        b. Untuk membersihkan asap pada industri (Pesawat Cottrell)

   4. Adsorpsi

             Adsorpsi adalah penyerapan molekul netral  pada permukaan koloid. Jika koloid menyerap ion, maka koloid menjadi bermuatan.

      Contoh:

        sol Fe(OH)₃ bermuatan positif, karena menyerap ion H⁺

        sol As₂S₃ bermuatan negatif, karena menyerap ion S^2-

      Kegunaan:

        a. Penyembuhan sakit perutoleh serbuk norit.

        b. Penjernihan air minum.

        c. Pemutihan air gula.

        d. Menghilangkan bau badan dengan tawas.

   5. Dialisis

              Dialisis adalah proses pemurnian partikel koloid dari ion-ion pengganggu. Contohnya proses cuci darah.

   6. Koagulasi

                Koagulasi adalah pengumpulan partikel koloid.

      Koagulasi dapat terjadi karena:

         a. Pemanasan, pendinginan dan pengadukan

         b. Penambahan elektrolit

         c. Pencampuran dengan koloid lain yang berbeda muatan

      Contoh:

         a. Pembentukan delta pada muara sungai

         b. Penggumpalan lateks dengan asam format

    7. Koloid Pelindung

                Koloid pelindung adalah koloid yang dapat melindungi koloid dari proses koagulasi.

       Contoh:

         a. Gelatin pada klise film

         b. Kasein pada susu

    8. Koloid Liofil dan Liofob

        a. Koloid liofil adalah koloid yang suka pada cairan, jika medium pendispersinya air disebut hidrofil.

            Contoh: kanji, protein, dan agar-agar

        b. Koloid liofob adalah koloid yang tidak suka pada cairan. Jika mediumnya air, disebut hidrofob.

            Contoh: sol logam, sol sulfida(belerang) dan sol As₂S₃

 

Read More

Konsentrasi Larutan

1. Molalitas

Molalitas menyatakan jumlah mol zat terlarut dalam setiap kg (1.000 gram) pelarut.
Molalitas dapat dirumuskan:

dengan:
    m = molalitas
    n  = mol zat terlarut
    p  = massa zat pelarut

Bila g gram zat terlarut dilarutkan dalam p gram zat pelarut dengan massa rumus relatif (Mr), maka molalitas dapat juga dirumuskan menjadi:

dengan:
   g    = massa zat terlarut (gram)
   p    = massa zat pelarut (gram)
   Mr = massa rumus relatif zat terlarut (gram/mol)

      2. Fraksi Mol
Fraksi mol menyatakan perbandingan mol suatu zat dengan jumlah mol campuran.
Misal a mol zat p dicampurkan dengan b mol zat q, maka:

Read More

Soal-Soal Pilot Plant Teknik Kimia

FALLING FILM EVAPORATOR

I.     PILIHAN GANDA

11.      Suatu proses yang bertujuan untuk  menaikkan  konsentrasi  atau  kadar kepekatan suatu larutan yang terdiri dari zat terlarut  yang tidak mudah menguap dari zat pelarutnya yang relatif mudah menguap adalah proses :

a.       Destilasi

b.      Evaporasi

c.       Humidifikasi

d.      Dehumidifikasi

e.       Separasi

22.      Kinerja suatu evaporator ditentukan oleh beberapa faktor di bawah ini, kecuali :

a.       Konsumsi uap

b.      Ratio penguapan

c.       Persentase produk

d.      Kadar Kepekatan

e.       Kualitas umpan

33.      Berikut merupakan kelebihan dan kelemahan dari Falling Film Evaporator, kecuali :

a.       Aplikasi waktu tinggalnya singkat

b.      Hanya dibutuhkan ruang yang kecil untuk penempatannya

c.       Koefisien perpindahan panas tinggi

d.      Tidak ada kenaikan titik didih yang disebabkan perbadaan tekanan

e.       Digunakan untuk cairan dengan kandungan padatan tinggi

43.      Faktor – faktor yang mempengaruhi proses evaporasi adalah sebagai berikut, kecuali :

a.       Temperatur steam

b.      Tekanan operasi

c.       Laju alir umpan

d.      Laju alir steam

e.       Sifat fisik dan kimia destilat

54.      Rumus yang digunakan untuk menentukan koefisien perpindahan panas pada Falling Film Evaporator adalah :

II.                ESSAY

Gambarkan dan jelaskan diagram alir falling film evaporator dengan proses pemanasan secara langsung pada alat FFE di laboratorium POLSRI.

Jawab

Di dalam kolom FFE terdapat  tube  - tube, pada tube inilah umpan turun secara gravitasional dan terdapat distributor untuk memperbesar luas permukaan dimana umpan yang masuk membentuk lapisan tipis (film) yang membasahi selimut dinding bagian dalam tube.  Feed  dati tangki umpan dimasukan pada  bagian atas ke dalam tube  (Ti7). Sedangkan  steam  yang digunakan untuk memanaskan  umpan  berasal dari boiler disuplai ke FFE,  masuk  dengan  tekanan  tertentu  ke  shell-nya  namun  sama  dari  bagian  atas  (Ti4).  Jadi alirannya searah karena  posisi dari kolom FFE vertikal sehingga kondensat yang dihasillkan turun secara gravitasi.Campuran  yang  keluar  dari  bawah  kolom  kalandria  merupakan  pencampuran  antara  uap pelarut  dengan produk yang mana larutannya lebih pekat kemudian masuk ke dalam tangki separator. Karena di tangki separator itu temperatur yang dioperasikan lebih rendah daripada temperatur yang berada  di bawah kolom, maka sistem pada kolom tersebut akan mengalami tekanan  sehingga  produk  tersebut  akan  terhisap  menuju  tangki  pemisah  (separator)  dimana produk  yang  berupa  larutan  yang  lebih  pekat  (berat)  turun  secara  gravitasi  menuju  tangki pengumpul  produk  dan  uap  dikondensasikan  di  kondensor  dengan  mengontakan  air pendingin yang berasal dari cooling water. Di dalam kondensor digunakan aliran berlawanan arah  dengan  air  mengalir  di tube dan  uap  pelarut  di shell.  Hasil  dari  kondensasi  berupa destilat  yang  berwarna  jernih  dan  ditampung  di  tangki  penampungan  destilat.  Suhu  air pendingin  yang  keluar  dari  kondensor  lebih  tinggi  daripada  suhu  masuk  karena  air  itu menyerap panas dari kondensor.

DEHUMIDIFIKASI

I. Pilihan Ganda

11.      Salah satu alat yang berfungsi untuk memperkecil laju alir udara dan menunjukkan beda tekan yang terdapat pada proses humidifikasi adalah.

a.       Oriffice

b.      Boiler

c.       Elbow

d.      Kompresor

22.      Fungsi packing pada alat dehumidifikasi adalah, kecuali :

a.       Sebagai memperluas bidang kontak

b.      Sebagai penghalang laju alir

c.       Mengurangi energy pada outlet

d.      Sebagai penyaring kotoran

33.      Proses dengan menggunakan bahan kering yang diperlukan untuk menentukan uap  air dalam aliran gas dimana kadar uap air dapat ditingkatkan dengan melewatkan aliran gas diatas cairan yang kemudian akan menguap kedalam aliran gas disebut operasi ?

a.       Destilasi

b.      Humidifikasi

c.       Dehumidifikasi

d.      Evaporasi

44.      Yang bukan merupakan istilah – istilah penting yang digunakan dan berhubungan dengan humidifikasi adalah :

a.       Persen humidity, humidity dan panas humid

b.      humidity, humidity jenuh dan titik embun campuran udara-uap air

c.       panas humid, koefesien panas keseluruhan dan humidity total

d.      campuran udara-uap air, persen humidity, persen humidity

55.      Faktor – faktor yang mempengaruhi proses humidifikasi, kecuali :

a.       laju alir cairan

b.      laju packing

c.       tinggi packing

d.      ukuran partikel

Essay :

1.      Apa yang dimaksud dengan

a.       Humidity campuran uap-air

b.      Humidity jenuh

c.       Panas humidity

d.      Titik Embun campuran udara-uap air

Jawaban ;

a.       Humidity campuran uap-air merupakan masa uap air dalam satu kilo udara kering

b.      Humididy jenuh merupakan udara dalam uap air yang setimbang dengan air pada tekanan dan temperature tertentu.

c.       P anas humidity merupakan jumlah panas dalam J(KJ) yang dibutuhkan untuk menaikan temperature 1 kg udara kering + uap air yang dibawahnya sebesar 1 K atau 1 ^oC.

d.      Titik Embun campuran udara-uap air merupakan temperature pada saat gas telah jenuh oleh uap.

                                                          LEACHING

PILIHAN GANDA

11.      Faktor – faktor yang mempengaruhi laju ekstraksi, kecuali ?

a.       Ukuran partikel

b.      Pelarut

c.       Temperatur

d.      Pengadukan dari fluida

e.       Tekanan

22.      Unsur apakah yang memiliki nilai dalam tabel volume atomis 0,0299 vol m³/kmol ?

a.       Karbon

b.      Udara

c.       Hidrogen

d.      Bromine

e.       Nitrogen

33.      Proses dimana suatu komponen tidak diinginkan, dihilangkan dari solid dengan menggunakan air disebut dengan proses ?

a.       Leaching

b.      Ekstraksi

c.       Washing

d.      Cleaning

e.       Bleaching

44.      Dalam proses leaching terdapat deretan tangki bertekanan yang dioperasikan dengan aliran pelarut dengan arus lawan arah yang dinamakan ?

a.       Aki

b.      Baterai difusi

c.       Baterai transmisi

d.      Elevator

e.       Agitator

55.      Ada beberapa hal sifat pelarut yang mencakup proses leaching diantaranya, kecuali ?

a.       Selektivitas

b.      Kapasitas

c.       Kemudahan untuk dipisahkan

d.      Konduktifitas

e.       Sifat – sifat fisik pelarut

ESSAY

1.      Jelaskan 4 jenis metode yang digunakan dalam operasi leaching ?

Jawab :

a.       Operasi dengan Sistem Bertahap Tunggal.

Dengan metoda ini, pengontakan antara padatan dan pelarut dilakukan sekaligus, dan kemudian disusul dengan pemisahan larutan dari padatan sisa. Cara ini jarang ditemukan dalam operasi industri karena perolehan solut yang rendah.

Gambar 1 Sistem operasi ekstraksi bertahap tunggal

b.      Operasi dengan sistem bertahap banyak dengan aliran sejajar atau aliran silang.

Operasi ini dimulai dengan pencampuran umpan padatan dan pelarut dalam tahap pertama;kemudian aliran bawah dari tahap ini dikontakkan dengan pelarut baru pada tahap berikutnya, dan demikian seterusnya. Larutan yang diperoleh sebagai aliran atas dapat dikumpulkan menjadi satu seperti yang terjadi pada sistem dengan aliran sejajar, atau ditampung secara terpisah, seperti pada sistem dengan aliran silang.

Gambar 2 Sistem bertahap banyak dengan aliran sejajar

Gambar 3 Sistem bertahap banyak dengan aliran silang

c.       Operasi secara kontinu dengan aliran berlawanan.

Dalam sistem ini, aliran bawah dan atas mengalir secara berlawanan. Operasi dimulai

pada tahap pertama dengan mengontakkan larutan pekat yang merupakan aliran atas

tahap kedua, dan padatan baru. Operasi berakhir pada tahap ke-n (tahap terakhir), dimana terjadi pencampuran antara pelarut baru dan padatan yang berasal dari tahap

ke-n (n-1). Dapat dimengerti bahwa sistem ini memungkinkan didapatkannya

perolehan solut yang tinggi, sehingga banyak digunakan di dalam industri.

Gambar 4 Sistem bertahap banyak dengan aliran berlawanan

d.      Operasi secara batch dengan sistem bertahap banyak dengan aliran berlawanan.

Sistem ini terdiri dari beberapa unit pengontak batch yang disusun berderet atau dalam lingkaran yang dikenal sebagai rangkaian ekstraksi (extraction battery). Di dalam sistem ini, padatan dibiarkan stationer dalam setiap tangki dan dikontakkan dengan beberapa larutan yang konsentrasinya makin menurun. Padatan yang hampir tidak mengandung solut meninggalkan rangkaian setelah dikontakkan dengan pelarut

baru, sedangkan larutan pekat sebelum keluar dari rangkaian terlebih dahulu dikontakkan dengan padatan baru di dalam tangki yang lain.

Langkah pertama                                                        Langkah kedua

Gambar 5 Operasi batch bertahap empat dengan aliran berlawanan

 

 

Read More