Home » , » Laporan Praktikum Aliran Fluida - Praktikum Proses Teknik Kimia 1 - KA13

Laporan Praktikum Aliran Fluida - Praktikum Proses Teknik Kimia 1 - KA13



BAB II
TINJAUAN PUSTAKA


Konversi  kimia  pada  resin  umumnya  merupakan  reaksi  polimerisasi, dimana molekul molekul sederhana bereaksi membentuk polimer. Reaksi utama pada pembentukan polimer adalah reaksi kondensasi dan adisi. Reaksi kondensasi merupakan reaksi terjadinya pelepasan molekul- molekul kecil, misalnya H2O dan metanol. Sedangkan reaksi adisi adalah pembuatan ikatan rangkap pada reaktan tanpa disertai pembentukan produk samping.
Resin adalah sintesa senyawa  organik dengan berat molekul yang besar yang  dibuat  melaui  reaksi  kimia  antar  dua  molekul  yang  sama  atau  berbeda dengan menggunakan  katalis pada kondisi tertentu. Resin dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu :
1.         Resin Alami

Merupakan campuran dari asam karboksilat yang didapat secara alami di alam, misalnya : damar, karet alam.
2.         Resin Sintesis

Merupakan senyawa polimer yang mempunyai berat molekul yang tinggi yang dihasilkadari reaksi dua senyawa atau lebih. Resin sintesis lebih banyak digunakan dari pada resin alami, karena resin sintetik lebih murah harganya dan mudah untuk dimurnikan. Resin sintetik lebih stabil dan seragam dibandingkan dengan resin alami, karena dibuat dibawah kondisi pengontrolan  sehingga  kemungkinan  untuk  terbentuknya  impuritis  itu sedikit.


2.1       Bahan Baku

Urea-formaldehid resin adalah hasil kondensasi urea dengan formaldehid. Resin jenis ini termasuk dalam kelas resin thermosetting  yang mempunyai sifat tahan terhadap asam, basa, tidak dapat melarut dan tidak dapat meleleh. Polimer
termoset  dibuat  dengan  menggabungka komponen-kompone yang  bersifat




67







saling menguatkan  sehingga  dihasilakn  polimer dengan derajat cross link yang sangat tinggi.
Karena sifat-sifat di atas, aplikasi resin urea-formaldehid yang sangat luas sehingga industri urea-formaldehid berkembang pesat. Contoh industri yang menggunakan industri formaldehid adalah addhesive untuk plywood, tekstil resin finishing, laminating, coating, molding, casting, laquers, dan sebagainya.
Pembuatan  resin  urea-formaldehid  secara  garis  besar  dibagi  menjadi  3, Yang pertama adalah reaksi metiolasi, yaitu penggabungan urea dan formaldehid membentuk  monomer-monomer   yang  berupa  monometilol  dan  dimetil  urea. Reaksi  kedua  adalah  penggabungan  monomer  yang  terbentuk  menjadi  polimer yang lurus dan menghasilkan uap air. Tahap ini disebut tahap kondensasi. Proses ketigadalah  proses curing,  dimana  polimer  membentuk  jaringan  tiga dimensi dengan bantuan pemanasan dalam oven. Reaksi urea-formaldehid pada pH antara
8 sampai 10 adalah reaksi metilolasi, yaitu adisi formaldehid pada gugus amino dan amida dari urea, dan menghasilkan metilol urea.Pada tahap metilolasi , urea dan formaldehid bereaksi menjadi metilol dan dimetil urea
Bahan  baku  yang  digunakan  dalam  membuat  resin  urea-formaldehid adalah urea dan formaldehid (formalin). Urea diproduksi secara besar-besaran melalui  sintesis  amoniak  dan  karbondioksida.  Kedua  reaktan  ini  dicampurkan pada tekanan tinggi menghasilkan ammonium karbamat. Amonium karbamat selanjutnya  dipekatkan  pada  evaporator  vakum  menghasilkan  urea.  Reaksinya adalah sebagai berikut:
2NH3 + CO2 à NH4CO2NH2  Ã H2NCONH2

Formaldehid atau metanal adalah anggota senyawa aldehida yang pertama. Pada kondisi ruangan, formaldehi murni berada dalam fasa gas. Karena itu formaldehid disimpan dalam bentuk larutan yang mengandung 37% hingga 50% berat HCHO. Formaldehid diproduksi secara besar besaran melalui reaksi oksidasi ga alam    (metana)    ata hidrokarbon    alifatik    ringan    (Geankoplis,1999).







2.2       Reaksi Urea dan Formaldehid

Reaksi antara  urea dan formaldehid  dengan  katalis  basa dapat menghasilkamono-metilol  urea sebagai monomer reaktan reaksi pembentukan polimer urea-formaldehid.  Basa yang digunakan dapat berupa barium hidroksida ataupun kalium hidroksida

Dimetilo urea   jug dapa dibua denga cara   yang   sam tetapi menggunakan  dua buah molekul  formaldehid.  Baik mono-metilol  urea maupun dimetilol  urea  larut  dalam  air  sehingga  reaksi  pembentukannya  dilaksanakan dalam  fasa  pelarut  air.  Tahap  reaksi  pembentukan   mono-metilol   urea  dan dimetilol-urea biasa dikenal dengan sebutan tahap pembuatan intermediate.
Kondensasi   lanjut   akan   menghasilka jembata metile antar dua molekul urea. Jenis kondensasi ini dapat berlanjut terus menghasilkan rantai lurus.

Tahap terakhir adalah proses curing yaitu ketika kondensasi tetap berlangsung,  polimer membentuk rangkaian tiga dimensi yang sangat kompleks dan menjadi resin thermosetting. Resin thermosetting mempunyai sifat tahan terhadap asam, basa, serta tidak dapat melarut dan meleleh.  Temperatur  curing dilakukan pada sekitar temperatur 120oC dan pH < 5
Reaksi  penggabungan  dua  buah  mono-metilol  urea  menghasilkan  suatu

molekul   air Apabil air   tersebut   dikeluarka dari   siste reaksi,   maka kesetimbangan reaksi akan bergeser kearah pembentukan polimer.
Reaksi urea dan formaldehid  pada pH di atas 7 adalah reaksi metiolasi, yaitu   reaks adisi   formaldehid   pada   gugus   amino   dan   amido   dari   urea, menghasilkan metilol urea. Turunan-turunan metilol merupakan monomer reaktan







reaksi polimerisasi kondensasi. Mula-mula polimer yang dihasilkan masih berupa polimer rantai lurus dan larut dalam air. Semakin lanjut reaksi berlangsung, reaksi polimerisasi membentuk polimer tiga dimensi dan kelarutannya dalam air semakin berkurang.  Pada  proses  curing,  reaksi  kondensasi  tetaberlangsung  terus  dan polimer membentuk rangkaian tiga dimensi yang sangat kompleks sehingga terbentuk thermosetting resin (Lievenspiel,1995).
Hasil dan laju reaksi, sangat dipengaruhi oleh faktor-faktor : perbandingan jumlah  mol  reaktan,  katalis  (pH  sistem  reaksi),  temperatur,  dan  waktu  reaksi. Kondisi reaksi ini sangat menentukan jenis produk yang dihasilkan, sehingga pada kondisi yang berbeda akan dihasilkan prouduk yang mempunyai sifat fisik, kimia dan  mekanik  yang  berbeda  pula.  Karena  itu  kondisi  operasi  ditentukan  oleh produk akhir yang dikehendaki.


2.3       Faktor- faktor yang Mempengaruhi Reaksi Urea- Formaldehid

Beberapa faktor yang mempengaruhi nya adalah :

1.         Perbandingan umpan

Umumnya  Perbandingan  mol  umpan  (formalin/urea)  yang  digunakan pada percobaan ini adalah 1,25 dimana perbandingan  umpan berada pada batas standar yang ditentukan,  perbandingan  umpan harus berada dalam range antara
1,25 2,0 hal tersebut dimaksudkan agar larutan resin yang terbentuk tidak kental da tida encer Sehingg mempermuda analisis   baik   analisis   densitas, viskositas,  kadar resin dan formalin  bebasBesarnya  perbandingan  mol umpan formalin   denga urea   sanga mempengaruhi   pada   produk   (polimer)   yang dihasilkan, bila perbandingan umpan kurang dari 1,25 maka resin yang dihasilkan memiliki kadar formalin yang rendah dan menghasilkan polimer yang kekerasan dan kepadatannya rendah ,sedangkan bila perbandingan umpan lebih dari 2 maka resin  yang  dihasilkan  memiliki  kadar  formalin  yang  tinggi  damenghasilkan polimer yang kekerasan dan kepadatannya tinggi.
2.         Pengaruh pH

Kondisi reaksi sangat berpengaruh terhadap reaksi atau hasil reaksi selama proses  kondensasi  polimerisasi  terjadi  .  Dalam  suasana  asam  akan  terbentuk






senyawa Goldsmith dan senyawa lain yang tidak terkontrol sehingga molekul polimer  yang  dihasilkan  rendah  . Senyawa  Goldsmith  tidak  diinginkan  karena mempunyai  rantai  polimer  lebih  pendek  tetapi  stabil  terhadap  panas.  Dalam suasana  basa  kuat , formaldehid  akan bereaksi  secara  disproporsionasi  dimana sebagian  akan  teroksidasi  menjadi  asam  karboksilat  dasebagian  tereduksi menjadi alkohol. Reaksi yang terjadi adalah :
2HCOH +OH      ===>          HCOO        +       CH3OH

formaldehid basa kuat           asam karboksilat    alkohol

3.         Katalis

Menurut  JJBerjelius,  katalis  merupakan  senyawa  yang  ditambahkan untuk mempercepat  reaksi tanpa ikut bereaksi. Sedangkan menurut W.Ostwald, katalis merupakasenyawa yang ditambahkan  untuk mempercepat  reaksi tanpa tergabung  dalam  produk.  Artinya  katalis  dapamempercepat  reaksi,  ikut  aktif dalam  reaksi,  tetapi  tidak  ikut  tergabung  didalam  produk.  Untuk  proses  ini digunakan katalis NH3 yang dapat menurunkan energi aktivasi dengan menyerap panas pada saat curing, fungsinya adalah untuk mengatur penguapan agar tidak gosong. Energi aktivasi adalah energi minimum yang dibutuhkan agar molekul molekul yang di dalam larutan bertumbukan, sehingga reaksi menjadi cepat.
4.         Temperatur reaksi

Temperatur reaksi tidak boleh melebihi titik lelehnya karena dimetilol urea yang  terjadi  akan  kehilangan  air  dan  formaldehid  Menurut  Kadowaki  dan Hasimoto  temperatur  optimum  reaksi  adalah  85oC  .  Sedangkan  titik  lelehnya
menurut  De  Chesne  adalah  150oC  .  Dan  menurut    Einhorn  adalah  126oC  .

Kenaikan  temperatur  akan mempercepat  laju reaksi , hal ini dapat ditunjukkan dengan persamaan Arrhenius yaitu : K = A e-Ea/RT
5.         Buffer

Buffer (larutan penyangga)  digunakan untuk menyangga  kondisi operasi pada pH yang diinginkan. Dalam hal ini pH yang diinginkan antar 8 sampai 10. Buffer yang digunakan pada percobaan ini adalah Na2CO3.H2O.







6.         Kemurnian zat umpan

Zat umpan yang digunakan harus murni karena adanya zat pengotor dikhawatirkan  akan mempengaruhi  terbentuknya  polimeatau terjadinya  reaksi samping .
7.         Laju Reaksi

Laju reaksi atau kecepatan reaksi ialah laju atau kecepatan berkurangnya pereaksi atau terbentuknya produk reaksi. Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi ialah konsentrasi, temperatur, katalis dan luas permukaan. Persamaan yang menyatakan laju sebagai fungsi konsentrasi setiap saat yang mempengaruhi  laju reaksi disebut hukum laju atau persamaan laju reaksi.
Konsentrasi merupakan salah satu faktor yang memepengaruhi laju reaksi, dimana sebagai contoh pada reaksi A + B C. Dimana pada waktu reaksi berlangsu ng, zat C terbentuk dan semakin lama jumlahnya semakin banyak sebaliknya zat
A dan zat B berkurang,    da semakin    lam semakin    sedikit Orde   reaksi adalah jumlah pangkat konsentrasi dalam hokum laju bentuk diferensial (Mc.Cabe
,1999).



2.4       Klasifikasi Polimer

Berdasarkan   sifat  polimer  terhadap  pemanasan  dapat  diklasifikasikan sebagai berikut :
1.         Termoplastik polimer

Yaitu  suatu  polimer  dengan  adanya  pengaruh  panas  akan  terjadi  suatu bahan yang lunak dan mudah mencair sehingga mudah dibentuk, jika didinginkan menjadi padat kembali.
Contoh : polietilen, polivinil klorida, poliamida, poliisobutilen, polistirena.

2.         Termosetting polimer

Yaitu suatu polimer yang dengan adanya penambahan panas akan menjadi keras  dan  tidak  bisa  melebur  kembali  dan  tidak  larut  dalam  air  dan  pelarut lainnya. Apabila terus dipanaskan akan mengakibatkan  degradasi menjadi zat zat lain.







Contoh : melanin, urea formaldehid,  fenol formaldehid,  polietilen, resin epoksi, resin silikin.
Berdasarkan monomer, dapat diklasifikasikan sebagai berikut :

1.         Hopolimer

Yaitu  polimer  yang  terbentuk  dari  susunan  ulang  satu  monomer  saja. Contoh : polietilen, polistirena, poliester.
2.         Kopolimer

Yaitu polimer yang terbentuk dari beberapa jenis monomer saja. Contoh : urea formaldehid, fenol formaldehid, vinil asetat stirena kopolimer Berdasarkan  proses pembentkannyan  polimer dapat diklasifikasi  sebagai
berikut :

1.         Polimerisasi kondensasi

Yaitu   prose penggabunga monome  monome menjadi   polimer melalui pembebasan molekul sederhana. Contoh : air, metanol, dan lain- lain.
2.         Polimerisasi adisi

Yaitu polimerisasi penggabungan monomer-monomer    menjadi    polimer tanpa  pembebasan  molekul  sederhana,  teta terjdi  pemutusan  ikatan rangkap (Mc.Cabe,1999).






BAB III METODELOGI PRAKTIKUM


3.1       Alat dan Bahan

3.1.1    Alat

1.         Labu leher tiga

2.         Gelas ukur

3.         Kondensor

4.         Erlenmeyer

5.         Beker gelas

6.         Corong

7.         pH meter

8.         Piknometer

9.         Pipet tetes

10.       Pipet volume

11.       Termometer

12.       Pengaduk

13.       Buret



3.1.2    Bahan

1.         Urea

2.         Ammonia

3.         Asam klorida

4.         Etanol

5.         Indikator Pp

6.         Air

7.         Natrium karbonat

8.         Natrium sulfat dan

9.         Formalin.














3.2       Cara Kerja

1.         Kedalam labu leher empat dimasukkan formalin yang tertentu jumlahnya.

2.         Kepala larutan ini ditambahkan  katalis (amoniak pekat) dari massa total campuran yang ditambahkan buffering agent (Na2CO3) dari massa katalis.
3.         Diaduk  campuran  sampe  rata dan diambil  sebanyak  ml sample  sebagai

sample no 0 untuk dianalisa.

4.         Dimasukkan  urea  yang tertentu  jumlahnya  kedalam  labu leher 4 secara berlahan-lahan kemudian diaduk sampe rata.
5.         Diambil 10 ml sampel nomor 1 dianalisa.

6.         Dipanaskan campuran sampe mendidih dan diambil sebanyak ml sample nomor 2 untuk dianalisa.
7.         Diatur pengambilan  sample sebanyak ml dengan selang waktu beberapa menit.
8.         Dihentikan pengambilan sample pada saat kadar formaldehid bebas telah konstan


Prosedur Analisa Sampel

3.2.1    Analisa Densitas

1.         Piknometer kosong ditimbang massanya.

2.         Pikno kosong diisi air dan kembali ditimbang massanya.

3.         Pikno kosong diisi sampel dan kembali ditimbang massanya.

4.         Dan densitas dihitung.



3.2.2    Analisa pH

1.         Larutan sampel dimasukkan ke dalam beaker glass.

2.         Diukur pH menggunakan pH meter.



3.3.3    Analisa Kadar Formaldehid Bebas

1.         Sampe sebanya m ditambahkan    2- tete phenolphthalein    dan ditambahkan 5 ml etanol 96%.
2.         Ditambahkan 25 ml Na2SO4 dan diaduk sampai homogen.







3.         Larutan dititrasi dengan HCl.

4.         Kemudian dilakukan titrasi blanko.

5.         Kadar formaldehid bebas dihitung.


0 comments:

PopAds.net - The Best Popunder Adnetwork

Popular Posts - Last 30 days

 

Dapatkan Hosting dengan Diskon Hingga 20%


Selesaikan misinya dan dapatkan hingga ratusan dolar per hari


Download Aplikasinya dan Dapatkan Promo Menarik


Get paid to share your links!
Support : Chemical Engineering | Himatemia Unimal 2014/2015 | Teknik Kimia
Copyright © 2018. Berkah Mencari Ilmu - All Rights Reserved
Contact us +6281288573161
Published by Mhd Haris lazuar Saragih Saragih | Linda Ratna Sari
Proudly powered by Berkah mencari Ilmu