PERCOBAAN I
PEMBUATAN GAS HIDROGEN DARI LIMBAH ALUMINIUM
Kamis,
12 September 2013
I.
Pendahuluan
a.
Teori
Aluminium adalah logam
berwarna putih keperakan yang lunak. Aluminum, Al, merupakan anggota golongan
13, berada sebagai aluminosilikat di kerak bumi dan lebih melimpah daripada
besi. Mineral aluminum yang paling
penting dalam metalurgi adalah bauksit, AlOx (OH)3-2x (0 < x <1). Sifat
aluminum dikenal dengan baik dan aluminum banyak digunakan dalam keseharian,
misalnya untuk koin, panci, kusen pintu, dsb. Logam aluminum digunakan dengan
kemurnian lebih dari 99%, dan logam atau paduannya (misalnya duralium) banyak
digunakan.
Aluminium adalah logam
yang paling banyak terdapat di kerak bumi, dan unsur ketiga terbanyak setelah
oksigen dan silikon. Aluminium terdapat di kerak bumi sebanyak kira-kira 8,07%
hingga 8,23% dari seluruh massa padat dari kerak bumi, dengan produksi tahunan
dunia sekitar 30 juta ton pertahun dalam bentuk bauksit dan bebatuan lain
(corrundum, gibbsite, boehmite, diaspore, dan lain-lain) (USGS). Sulit
menemukan aluminium murni di alam karena aluminium merupakan logam yang cukup
reaktif.
Aluminium tahan
terhadap korosi karena fenomena pasivasi. Pasivasi adalah pembentukan lapisan
pelindung akibat reaksi logam terhadap komponen udara sehingga lapisan tersebut
melindungi lapisan dalam logam dari korosi.
Aluminium murni adalah
logam yang lunak, tahan lama, ringan, dan dapat ditempa dengan penampilan luar
bervariasi antara keperakan hingga abu-abu, tergantung kekasaran permukaannya.
Kekuatan tensil aluminium murni adalah 90 MPa, sedangkan aluminium paduan
memiliki kekuatan tensil berkisar 200-600 MPa. Aluminium memiliki berat sekitar
satu pertiga baja, mudah ditekuk, diperlakukan dengan mesin, dicor, ditarik
(drawing), dan diekstrusi.
Resistansi terhadap
korosi terjadi akibat fenomena pasivasi, yaitu terbentuknya lapisan aluminium
oksida ketika aluminium terpapar dengan udara bebas. Lapisan aluminium oksida
ini mencegah terjadinya oksidasi lebih jauh. Aluminium paduan dengan tembaga
kurang tahan terhadap korosi akibat reaksi galvanik dengan paduan tembaga.
Aluminium juga
merupakan konduktor panas dan elektrik yang baik. Jika dibandingkan dengan
massanya, aluminium memiliki keunggulan dibandingkan dengan tembaga, yang saat
ini merupakan logam konduktor panas dan listrik yang cukup baik, namun cukup
berat.
Aluminium murni 100%
tidak memiliki kandungan unsur apapun selain aluminium itu sendiri, namun
aluminium murni yang dijual di pasaran tidak pernah mengandung 100% aluminium,
melainkan selalu ada pengotor yang terkandung di dalamnya. Pengotor yang
mungkin berada di dalam aluminium murni biasanya adalah gelembung gas di dalam
yang masuk akibat proses peleburan dan pendinginan/pengecoran yang tidak
sempurna, material cetakan akibat kualitas cetakan yang tidak baik, atau
pengotor lainnya akibat kualitas bahan baku yang tidak baik (misalnya pada
proses daur ulang aluminium). Umumnya, aluminium murni yang dijual di pasaran
adalah aluminium murni 99%, misalnya aluminium foil.
b.
Tujuan
-
Membuat gas
hidrogen dengan mereaksikan aluminium foil dengan NaOH
-
Membuat reaktor
hidrogen sederhana
-
Menghitung
volume gas hidrogen yang dihasilkan
II.
Metode Praktikum
a.
Alat dan Bahan
Alat
yang digunakan pada praktikum ini diantaranya adalah botol bekas air mineral
330 ml, botol saus, selang diameter 1 cm, gelas piala 600 ml, neraca analitik,
gelas ukur 100 ml, paku, dan cutter.
Bahan
yang dipakai yaitu aluminium foil, balon, NaOH 3M sebanyak 50 ml, dan air.
b.
Prosedur Kerja
-
Pembuatan
Reaktor Sederhana
Botol
bekas air mineral dilubangi bagian atas dan bawahnya menggunakan paku, kemudian
potong selang sepanjang 50 cm. Lalu hubungkan selang kedalam tutup botol air
mineral dan kedalam tutup botol saus. Reaktor pun siap digunakan.
-
Pembuatan Gas
Hidrogen
Air
dimasukkan kedalam botol air mineral pada reaktor yang telah dibuat sebanyak
setengah botol. Kemudian botol tersebut dimasukkan kedalam gelas piala.
Selanjutnya NaOH 3 M diukur sebanyak 50 ml dengan gelas ukur, lalu dimasukkan
ke dalam botol saus. Setelah itu, aluminium foil ditimbang dan dipotong
kecil-kecil. Lalu dimasukkan ke dalam botol saus berisi NaOH, kemudian botol
saus tersebut ditutup rapat. Gas H2 yang terbentuk lalu diamati dan diukur
volumenya. Untuk percobaan menggunakan balon, selang pada tutup botol air
mineral dilepas dan dipasangkan pada balon. Langkah selanjutnya sama seperti
yang telah diuraikan di atas.
III.
Hasil dan
Pembahasan
Perlakuan
|
Hasil
pengamatan
|
· Aluminium
foil di timbang dan di potong kecil-kecil
· 50 ml
larutan NaOH 3M dimasukkan ke dalam botol
· Aluminium
foil yang sudah dipotong dimasukkan kedalam botol dan ditutup rapat
· Reaksi
yang terjadi pada botol air mineral dan gelas piala
· Volume
hidrogen yang dihasilkan
Ø
Ø
|
· Massa
aluminium foil 0,2049 gram
· Larutan
NaOH berwarna bening
· Larutan
tersebut berubah warna menjadi keabuan disertai adanya gelembung dan botol
terasa panas (eksoterm)
· Mulanya
air pada gelas piala berisi 600 ml. Ketika gas mengalir air yang ada didalam
botol perlahan-lahan turun, dan air yang ada digelas piala naik hingga volume
800 ml
· Volume air
awal (v1) = 600 ml
Volume air setelah dialiri H2 (v2)
= 800 ml
Volume H2 yang dihasilkan
ΔV=(800-600) ml = 200 ml
|
Pembuatan hidrogen
menggunakan balon
Perlakuan
|
Hasil
pengamatan
|
· Aluminium
foil di timbang dan di potong kecil-kecil
· 50 ml
larutan NaOH 3M dimasukkan ke dalam botol
· Aluminium
foil yang sudah dipotong dimasukkan kedalam botol dan ditutup rapat
· Reaksi
yang terjadi pada balon
· Gas yang
dihasilkan diuji menggunakan api
Ø
|
· Massa
aluminium foil 0,2049 gram
· Larutan
NaOH berwarna bening
· Larutan
tersebut berubah warna menjadi keabuan disertai adanya gelembung dan botol
terasa panas (eksoterm)
· Balon
bertambah besar
· Balon yang
berisi gas H2 berbunyi nyaring ketika meledak dan menghasilkan api berwarna
orange
|
|
Percobaan
ke-
|
Massa
Aluminium
|
V1
(ml)
|
V2
(ml)
|
ΔV
(ml)
|
|
1
|
0,2049
|
600
|
800
|
200
|
|
2
|
0,2049
|
Diameternya
48cm
|
||
K = 2ᴫ r
48 = 2 x 3,14 x r
48 = 6,28 r
r = 7,64 cm
V = 4/3 ᴫ r3
= 4/3 . 3,14 . (7,64)3
= 1867, 02 cm3
= 1,9 L
Pada praktikum ini aluminium foil dimasukkan ke dalam larutan asam klorida, terbentuk gas hidrogen yang ditandai dengan tidak berwarna dan timbulnya gelembung-gelembung gas. Reaksi ini tergolong reaksi redoks.
REAKSI :
2 Al(s) + 2 NaOH(aq) +
6 H2O(l) → 2 NaAl(OH)4(aq) + 3 H2(g)
2 Al(s) + 2 OH-(aq) + 6
H2O(l) → 2 Al(OH)4-(aq) + 3 H2(g)
Pada percobaan pertama menggunakan reaktor dimasukkan aluminium foil 0,249 gram kedalam botol berisi NaOH 50ml 3M timbul gelembung-gelembung gas hidrogen serta reaksi berlangsung secara eksoterm yang menyebabkan air naik dari 600 ml menjadi 800 ml. Sehingga diperoleh gas hidrogen yang dihasilkan sebesar 200 ml. Pada percobaan kedua menggunakan balon, 0,249 gram aluminium foil direaksikan dengan 50 ml NaOH 3M yang menyebabkan balon mengembang sebesar 48cm, sehingga diperoleh volume gas hidrogen sebesar 1,9L
Al membentuk ion Al(OH)4- berarti bilangan oksidasinya berubah dari nol menjadi +3. Sedang bilangan oksidasi H dari +1 menjadi nol. Berarti baik dalam asam maupun basa, reaksi redoks yang terjadi sebagai akibat dari sifat keamfoteran Al, ternyata perubahan bilangan oksidasinya sama.
Pengikisan permukaan
logam aluminium dianggap sebagai tolok ukur, sehingga semakin banyak pengikisan
permukaan logam aluminium oleh larutan perendaman maka semakin banyak
nuklida-nuklida aktif yang ikut lepas. Namun pada pelaksanaannya pengikisan
permukaan juga dibatasi, dari segi teknis maksimum tebal pengikisan permukaan
yang diperbolehkan adalah 0,50 mm. Kelarutan kerapatan alumnium terhadap
perendaman menggunakan larutan perendam NaOH yang menunjukkan bahwa dengan
semakin meningkatnya konsentrasi NaOH dan waktu proses perendaman maka dapat
menaikkan kelarutan aluminium. Hal ini menunjukkan semakin banyak logam
aluminium yang terkikis berarti semakin banyak nuklida-nuklida yang menempel di
logam yang terlepas.
Hidrogen juga dapat
menyebabkan reaksi pembakaran, contohnya adalah ketika balon berisi gas
hidrogen disulut dengan api. Gas hidrogen sangat mudah terbakar dan akan
terbakar pada konsentrasi serendah 4% H2 di udara bebas. Entalpi pembakaran
hidrogen adalah -286 kJ/mol. Hidrogen terbakar menurut persamaan kimia:
2 H2(g) + O2(g) → 2
H2O(l) + 572 kJ (286 kJ/mol)
Ketika dicampur dengan
oksigen dalam berbagai perbandingan, hidrogen meledak seketika disulut dengan
api dan akan meledak sendiri pada temperatur 560 °C. Lidah api hasil pembakaran
hidrogen-oksigen murni memancarkan gelombang ultraviolet dan hampir tidak
terlihat dengan mata telanjang. Oleh karena itu, sangatlah sulit mendeteksi
terjadinya kebocoran hidrogen secara visual. Karakteristik lainnya dari api
hidrogen adalah nyala api cenderung menghilang dengan cepat di udara, sehingga
kerusakan akibat ledakan hidrogen lebih ringan dari ledakan hidrokarbon. H2
bereaksi secara langsung dengan unsur-unsur oksidator lainnya. Ia bereaksi
dengan spontan dan hebat pada suhu kamar dengan klorindan fluorin, menghasilkan
hidrogen halida berupa hidrogen klorida dan hidrogen fluorida.
IV.
Kesimpulan
-
Gas hidrogen
dapat terbentuk dari persamaan 2 Al(s) + 2 NaOH(aq) + 6 H2O(l) → 2
NaAl(OH)4(aq) + 3 H2(g)
-
Volume gas
hidrogen yang diperoleh dari aluminium foil + NaOH sebanyak 200 ml
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR GAMBAR
 |
Reaktor
hidrogen sederhana
(gelas
piala, botol air mineral 330 ml, botol saus, selang diameter 1 cm)
|
 |
Berat
aluminium foil yang digunakan
|
 |
Pembuatan
gas hidrogen dengan media balon
|
 |
Balon berisi
gas hidrogen
|
 |
Tidak ada komentar:
Posting Komentar