PEMBUATAN TAWAS DARI LIMBAH ALUMINIUM

PEMBUATAN TAWAS DARI LIMBAH ALUMINIUM

Kamis, 26 September 2013

I.         Pendahuluan

a.    Teori

Gas hidrogen dapat terbentuk dari reaksi antara aluminium dan NaOH, yang menghasilkan larutan Al(OH)3. Larutan ini berwarna abu-abu kehitaman. Setelah percobaan pembuatan gas ini selesai alangkah baiknya limbah aluminium (AL(OH)3) ini jangan dibuang, melainkan ditampung untuk pembuatan tawas.

Tawas (Alum) adalah kelompok garam rangkap berhidrat berupa kristal dan bersifat isomorf. Kristal tawas ini cukup mudah larut dalam air, dan kelarutannya berbeda-beda tergantung pada jenis logam dan suhu.

Tawas kalium aluminium sulfat dihasilkan dengan mereaksikan logam aluminium (Al) dalam larutan basa kuat (kalium hidroksida) akan larut membentuk aluminat

2Al (s) + 2KOH (aq) + 2H2O(l) -----> 2KAlO2 (aq) + 3H2 (g)

Larutan aluminat dinetralkan dengan asam sulfat mula-mula terbentuk endapan berwarna putih dari aluminium hidroksida [Al(OH)3], yang dengan penambahan asam sulfat enadapan putih semakin banyak dan jika asam sulfat berlebihan endapan akan larut membentuk kation K+, Al3+, dan SO42-, yang jika didiamkan akan terbentuk krital seperti kaca dari tawas kalium aluminium sulfat atau sering disebut alum. Secara singkat reaksi yang terjadi dapat dituliskan sebagai berikut.

2KAlO2(aq) + 2 H2O(l)+ H2SO4(aq) ------> K2SO4(aq) + 2Al(OH)3(s)

H2SO4(aq) + K2SO4 (aq) + 2 Al(OH)3 (s) -------> 2 KAl(SO4)2 (aq) + 6H2O

24 H2O (l) + 2 KAl(SO4)2 -------> 2 KAl(SO4)2.12 H2O (s)

Reaksi keseluruhan

2Al(s) + 2KOH(aq) + 10H2O(l) + 4H2SO4(aq) ----> 2KAl(SO4)2.12H2O(s) + 3H2(g)

Untuk setiap kali pembuatan tawas, sebagian pelarut mungkin perlu dikurangi dengan cara penguapan untuk menghasilkan larutan jenuh yang kemudian menghasilkan kristal tawas pada waktu didinginkan. Untuk mendapatkan kristal yang berukuran besar, pendinginan larutan jenuh harus dilakukan secara pelan-pelan.

b.    Tujuan

-          Mengetahui cara pembuatan tawas dari limbah aluminium

-          Membandingkan tawas hasil praktikum dengan tawas pasar

II.      Metode Praktikum

a.       Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah kertas saring, pemanas, batang pengaduk, magnetic stirrer, gelas piala 500ml, corong, erlenmeyer, buret, statif dan klem, dan timbangan analitik

Bahan yang digunakan yaitu aluminium foil, KOH, aquades, dan H2SO4

b.      Prosedur Kerja

Limbah aluminium hasil pembuatan gas hidrogen pada percobaan lalu yang telah ditampung, kemudian disaring ke dalam erlenmeyer melalui corong dan kertas saring. Kemudian ditambahkan H2SO4 6M sambil diaduk. Ukur pH larutan sekitar 1-2 dan penambahan asam sulfat dihentikan. Panaskan campuran di atas pemanas pada suhu 60-80˚c selama 10 menit. Selanjutnya larutan didinginkan. Kristal tawas yang telah terbentuk lalu dipisahkan dengan corong buncher dan dicuci dengan etanol 20 ml. Endapan yang terdapat dalam kertas saring kemudian dikeringkan dan ditimbang.

Penjernihan Air dengan Tawas Hasil Praktikum dengan Tawas Pasar

Disiapkan 2 gelas piala yang berisi sampel FeCl3. Lalu masing-masing ditambahkan dengan 2 ml aquades. Untuk gelas piala 1 ditambahkan 1 gram tawas hasil praktikum, kedua ditambahkan 1 gram tawas pasar. Diaduk dan didiamkan selama 1 hari. Dilihat perubahan yang terjadi.

III.   Hasil dan Pembahasan

No	Ditambahkan dengan	Hasil	Berat Tawas (gr)
1	Alumnium+KOH 20%	Terbentuk tawas	10,0081
2	Alumnium + NaoH 10%	Terbentuk Tawas	6,677

Percobaan kali ini dilakukan secara duplo. Limbah aluminium hasil pembuatan gas hidrogen disaring dengan tujuan untuk menyaring ion-ion pengganggu, dan yang tersisa hanya tinggal filtratnya. Filtrat ini kemudian diambil, dan ditetesi dengan asam sulfat 6M. Proses penambahan asam sulfat ini dilakukan secara perlahan sambil diaduk, hal ini bertujuan agar semua Al yang berada di dalamnya dapat bereaksi sempurna dengan pembentukan endapan yang sempurna secara teratur. Penambahan asam sulfat secara perlahan juga bertujuan agar dapat mengendalikan pH dengan mengecek pH setiap beberapa tetes sekali, sehingga larutan tidak akan terlalu asam dan tidak terlalu basa, sehingga penambahan H2SO4 dapat dihentikan tepat pada pH 1-2, karena pada pH 1-2 terjadi pengendapan yang sempurna dan dapat mengikat kation K+ dan Al3. Reaksi antar zat yang dihasilkan dari reaksi antar Al dan KOH dengan asam sulfat menghasilkan endapan yang berwarna putih.

2KAlO2 (aq) +2H2O (l) + H2SO4(aq) ————->    K2SO4(aq) + Al(OH)3 (s)

H2SO4(aq) + K2SO4(aq) + 2Al(OH)3 (s)   ————–>        2Kal(SO4)2 (aq) + 6H2O

Larutan pH 1-2 tersebut dipanaskan dengan suhu 60-80˚C. Setelah dipanaskan dan kemudian didinginkan terbentuklah kristal-kristal tawas. Pada percobaan ini pada saat dipanaskan suhunya dikendalikan dengan mengukur setiap beberapa menit sekali dengan termometer. Apabila suhunya terlalu tinggi (>80˚C), maka suhu hotplate diturunkan, kemudian sebaliknya bila suhu larutan rendah untuk mempercepatnya maka suhu hotplate dinaikkan. Kristal-kristal tawas yang telah didinginkan. Pada saat pendinginan ini, larutan dibiarkan diudara terbuka hingga dingin, pada saat ini endapan yang terbentuk adalah Kal(SO4)2.12H2O. Setelah dingin, dilakukan penyaringan dan dibilas dengan air dan alkohol, yang bertujan untuk mencuci endapan dan membilas sisa tawas yang tersisa di erlenmeyer serta fungsi alkoholnya untuk mempercepat penguapan larutan pencuci. Kristal yang terbentuk kemudian disaring dan dikeringkan. Pada percobaan ini tidak dilakukan analisis titik leleh, sehingga hanya dilakukan pembuatan tawas dari aluminium foil saja.

24 H2O + 2Kal(SO4)2 (aq)   ————->      2Kal(SO4)2.12H2O(s)

Dari hasil percobaan yang didapat, tawas yang dihasilkan adalah 10,0081 gram.

Untuk penjernihan air menggunakan tawas hasil praktikum dan tawas pasar, hasil menunjukkan lebih jernih menggunakan tawas yang digunakan pada hasil praktikum.

IV.   Kesimpulan

-          Tawas yang dihasilkan yaitu 10,0081 gram

-          Tawas hasil praktikum lebih jernih dibandingkan dengan tawas pasar

DAFTAR PUSTAKA

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

http://himka1polban.wordpress.com/laporan/kimia-anorganik/laporan-pembuatan-tawas-dari-limbah-aluminium-foil/

Pembuatan Tabung Penyimpanan Hidrogen

PERCOBAAN 2

PEMBUATAN TABUNG PENYIMPANAN GAS HIDROGEN

Kamis, 19 September 2013

I.         Pendahuluan

a.       Teori

Gas hidrogen merupakan gas yang sangat reaktif. Bahkan pada konsentrasi 4-74%, gas hidrogen dapat membentuk campuran eksplosif dengan udara. Campuran tersebut akan spontan meledak karena dipicu oleh api, panas atau sinar matahari. Karena alasan inilah maka penggunaan hidrogen sebagai bahan bakar harus sangat hati-hati. Walaupun densitas energi per gram gas hidrogen lebih besar daripada gasolin, namun densitas energi pervolumenya lebih rendah. Berbagai teknologi penyimpanan gas hidrogen telah dikembangkan dengan mempertimbangkan biaya, berat dan volume, efisiensi, keawetan, waktu pengisian dan pengosongan (charge and discharge), temperatur kerja serta efisiensinya. Berikut ini akan dipaparkan beberapa alternatif penyimpanan gas hidrogen :

1. Tangki bertekanan tinggi

 Merupakan teknologi yang paling umum dan simpel walaupun secara volumetrik dan grafimetrik tidak efisien. Semakin tinggi tekanan, semakin besar energi per unit volume. Hidrogen tidak terkompresi mempunyai densitas energi 10,7 kJ/L, pada saat dikompresi pada tekanan 750 bar, densitas energinya meningkat menjadi 4,7 MJ/L. Namun masih jauh lebih kecil daripada gasoline, yaitu 34,656 MJ/L

2. Tangki hidrogen cair (Cryogenic)

Pada teknologi ini, gas hidrogen dicairkan pada suhu yang sangat rendah. Pada tekanan 1 atm, dibutuhkan temperatur hingga 22 K. Energi untuk mendinginkan hidrogen cukup energi yang besar, hingga mencapai 1/3 dari energi yang disimpan. Densitas energi hingga mencapai 8,4 MJ/L. Walaupun sangat berat, namun volumenya lebih kecil daripada tangki tekanan tinggi sehingga cocok untuk aplikasi statis.

3. Logam dan alloy

Logam atau paduan logam (alloy) menyerupai sponge yang dapat menyerap hidrogen. Hidrogen akan terabsorpsi pada ruang interstitial pada kisi kristal logam sehingga hidrogen tidak mudah terbakar dan lebih aman. Contohnya: TiFe (1,5 wt%) dan Mg2NiH4 (3,3 wt%).

4. Kimiawi

Pada metode ini, hidrogen disimpan dalam bentuk senyawa kimia lain yang lebih aman. Pada saat akan digunakan, baru senyawa ini diubah menjadi hidrogen melalui reaksi kimia.

a. Metanol

Infrastruktur untuk distribusi metanol sangat mudah karena sama dengan gasolin. Pada saat digunakan, metanol akan diubah menjadi gas H2 dengan melepaskan gas CO dan CO2.

b. Ammonia

Efisiensi volumetrik sedikit lebih tinggi daripada metanol namun bersifat toksik. Harus dikatalisi pada suhu 800-900 oC agar dapat melepaskan hidrogen. Biasanya didistribusikan dalam bentuk cair pada tekanan 8 atm.

c. Hidrida logam

Merupakan senyawa reaktif yang akan segera melepaskan hidrogen apabila bereaksi dengan air. Contohnya adalah NaH, LiH, NaAlH4, NaBH4, LiBH4, dan CaH2

5. Fisisorpsi

Pada metode ini, hidrogen diadsorpsi pada permukaan bahan berpori seperti nanofiber grafit, nanotube karbon, zeolit dan Metal Organic Framework (MOF).

Namun karena keterbatasan waktu dan biaya, praktikan hanya dapat membuat tabung penyimpanan gas hidrogen sederhana, yakni dengan menggunakan barang-barang yang sudah tidak terpakai.

b.      Tujuan Praktikum

-          Membuat tabung penyimpanan gas hidrogen sederhana

II.      Metode Praktikum

a.       Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah kaleng bekas kue, kran, selang diameter 1cm, botol saus, neraca analitik, gelas ukur, gelas arloji, solder, cutter, dan balon.

Bahan yang dipakai yaitu aluminium foil, gabus, 50 ml KOH 3M

b.      Prosedur Kerja

Sisi kaleng dilubangi dengan menggunakan solder. Kemudian masukkan kran ke dalam lubang tersebut. Potong gabus seukuran mulut kran dan dilubangi bagian tengahnya untuk memasukkan selang. Lalu letakkan gabus di mulut keran tersebut. Selanjutnya bagian ujung selang dimasukkan ke mulut botol saus. Langkah selanjutnya yaitu pembuatan gas hidrogen dari 50 ml KOH 3M. Langkah tersebut dapat dilihat di percobaan sebelumnya.

III.   Hasil dan Pembahasan

Percobaan Ke-	Massa Aluminium Foil (g)	Volume KOH (ml)
1	0,2506	50
2	0,4888	50
3	0,4695	50

Percobaan dilakukan sebanyak 3 kali (triplo) dengan massa alumunium yang berbeda-beda. Pada saat pembuatan gas hidrogen, ketika KOH ditambahkan aluminium foil, praktikan dapat melihat gas hidrogen yang dibuat di dalam botol saus mengalir melalui selang ke kaleng. Maka dapat disimpulkan gas hidrogen tersebut tertampung dalam kaleng. Namun ketika dicoba mengisikan hidrogen ke dalam balon, ternyata balon tidak dapat mengembang besar walaupun gas yang tertampung dalam kaleng cukup banyak. Hal ini mungkin disebabkan oleh desain kaleng yang tidak memungkinkan gas untuk keluar dari kaleng tersebut, sehingga gas banyak tertampung pada kaleng tetapi tidak dapat mengalir keluar.

IV.   Kesimpulan

-          Tabung penyimpanan tersebut dapat menampung gas hidrogen tetapi tidak dapat mengalirkan gas tersebut keluar

DAFTAR PUSTAKA

http://material-sciences.blogspot.com/2010/03/teknologi-penyimpanan-hidrogen.html

http://lontar.ui.ac.id/file?file=digital/20306754-D%201296-Material%20penyimpan-full%20text.pdf

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

DAFTAR GAMBAR

	Aluminium foil yang akan direksikan ke dalam KOH
	Voume KOH yang digunakan
	Desain tabung pemyimpanan gas hidrogen sederhana

Percobaan dengan alat