SUGENG RAWUH

Selasa, 06 April 2010

REAKTOR (R-01)

Tugas : Mereaksikan asam metakrilat dan butanol menjadi n-butil metakrilat
Jenis : Reaktor alir tangki berpengaduk
Proses : Kontinyu
Kondisi Operasi :
Suhu = 115 º C
Tekanan = 1 atm

Perbandingan mol asam metakrilat dan butanol = 6 : 10
Konversi terhadap asam metakrilat : 99,7%
Reaksi : C4H6O2 + C4H9OH ----------> C8H14O2 + H2O
a + b ----------> c + d

A. Penentuan Nilai Kinetika Reaksi (k)
Dari data example 2 US Patent no. 4698440
Jumlah campuran perbandingan reaktan = 0,59
Komponen Berat (g) Bj (g/ml) Vol (ml) na0 (gmol) Ca0 (gmol/ml)
MA 100 1,0150 98,5222 1,1620 0,0041
Butanol 145 0,8134 178,2706 1,9563 0,0071
A. Sulfat 5 1,8400 2,7174
Hydroquinone 1 1,3320 0,7508
Total 251,00 280,261

t (jam) Berat (g) na (mol) Ca (kmol/L) Ln Ca/Ca0
2 0,4267 0,0049 1,7691E-05 5,45754E
3 0,0276 0,00032 1,1447-06 8,1954E
4 0,0038 4,4E-06 1,5609E-07 10,1879


Dari grafik didapat nilai k = 2,36520 l/kmol.jam
Neraca massa di reaktor dalam 1 jam operasi
MASUK kg/jam BM kmol/jam
Asam Metakrilat 3741.59925 86 43.50697
Butanol 5357.36967 74 72.39689
Air 92.67064 18 5.14837
n-Butil Metakrilat 54.34088 142 0.38268
H2SO4 281.41141 98 2.87154
Hydroquinone 56.28228 110 0.51166
Total 9583.67413 124.81811

? µ Fv ?
w fraction kg/L Cp (L/jam) kgmol/L
0.39041 0.10506 192.80224 35614.76636 0.00122
0.83831 0.09978 177.63693 53692.01553 0.00135
0.01450 0.12813 76.01943 723.26124 0.00090
0.00850 0.10255 317.16884 529.90254 0.00570
0.04403 0.14465 154.24953 1945.50157 0.00148
0.00881 0.10243 237.44841 549.46404 0.00093
1.304569 1155.325389 93054.91127


Viscositas campuran = 238,8702 cP
= 0,2387 kg/m.s
Densitas campuran = massa total/V total
= 0,103 kg/l
= 56,3406
1. Menghitung laju alir volumetrik (Fv):
Fv = massa total/rho campuran

= 93054,9113 l/jam




2. Mencari konsentrasi awal
Fa0 = 43,507 kmol/jam
Ca0 = Fa0/Fv

= 0,00047 kmol/l
Fb0 = 72,3969 kmol/jam
Cb0 = Fb0/Fv

= 0,00078 kmol/l
M = Cb0/Ca0

= 1,6640
3. Menghitung waktu reaksi dalam reaktor
Ca0 = naO/Volbahan

= 0,00047 kmol/l
Ca = na/volbahan

= 0,00001 kmol/l
X = CaO-Ca/CaO
-ra = k.Ca
-ra = 2,3652 (liter/(kmol/jam)x0,00001 kmol/liter
t/Ca0 = xa~0 dXa/kCa
t/Ca0 = xa~0 dxa/kCa(1-Xa)
t/Ca0 = 1/kCa0 xa~0 dXa/(1-Xa)
k = 1/t ln (1/1-Xa)
k = ln (Ca0/Ca)

(Levenspiel, 1962)
B. Perancangan Reaktor
Model matematis Perancangan Reaktor
Asumsi: 1. Isotermal
2. Pengadukan sempurna
3. Laju alir volumetrik tetap
4. Steady state
Neraca massa A
Laju A masuk – Laju A keluar – Laju reaksi A = Laju akumulasi
Fa0 - Fa - (-ra) = 0
(-ra)V = Fv Ca0-Ca)
K.Ca0^2 (1-Xa) (M-2Xa)^2.V = Fv.Ca0.Xa
V/Fv = t = Xa / / (k Ca0^2 (1 - Xa) (M - 2Xa)^2)
Dengan M = Cb0/Ca0 = 1,66403
Dirancang: Xa = 0,99



Optimasi jumlah reaktor


Dirancang: Besarnya volume reaktor dan waktu tinggal sama
V1 = V2 = Vi = VN = V
t1 = t2 = ti = tN = t
Sehingga untuk N buah reaktor:

Algoritma perhitungan optimasi jumlah reaktor :
1. Menentukan jumlah reaktor ( N ) buah
2. Trial konversi ( Xa1 sampai Xa, N-1 )
3. Menghitung t1 sampai tN
4. Jika t1 ~ t2 ~ … ~ tN maka perhitungan sudah benar, jika tidak maka ulangi
perhitungan dari no.2.
5. Hitung volum tiap reaktor.
6. Hitung volum total reaktor.
7. Hitung harga relatif reaktor

Penentuan harga relatif reaktor
Jika untuk 1 buah reaktor yang mempunyai volum V1 harganya C1 maka untuk N buah reaktor :




Maka harga relatif N buah reaktor dengan volum masing-masing Vi adalah :


Menghitung laju alir volumetrik (Fv) dan konsentrasi a mula-mula (Ca0) :
Fv = 93054,91127 l/jam
Ca0 = 0,00047 kmol/l
CA = 0,00001 kmol/l
k = 2,36520 jam.l/kmol

Perhitungan optimasi jumlah reaktor :
Jumlah Reaktor 1
Reaktor ke- Xa,N-1 Xa,N t (jam) error t
1 0 0.99 41,85692542 0
41,85692542 0

N = 1
t, rata-rata = 41,85692542 jam
Vi = t.Fv = 3894992.481 liter
V = N.Vi = 3894992.481 liter
Crelatif = 1



Jumlah Reaktor 2
Reaktor ke- Xa,N-1 Xa,N t (jam) error t
1 0 0,9899 0,211356315 0
2 0.9899 0.99 0,211356771 1 E-06
0,422713086 1E-06

N = 2
t, rata-rata = 0,211356543 jam
Vi = t.Fv = 19667,76434 liter
V = N.Vi = 39335,52867 liter
Crelatif = 0,1439

Jumlah Reaktor 3
Reaktor ke- Xa,N-1 Xa,N t (jam) error t
1 0 0.9799 0.265009211 0
2 0.9799 0.9879 0.26500857 6.4064E-07
3 0.9799 0.9900 0.265008998 2.1325E-07
0.795026779 8.5389E-07
N = 3
t, rata-rata = 0.265008926 jam
Vi = t.Fv = 24660.3821 m3
V = N.Vi = 73981.1463 m3
Crelatif = 0.1439

Jumlah Reaktor 4
Reaktor ke- Xa,N-1 Xa,N t (jam) error t
1. 0.0000 0.9824 0.15819542 0
2. 0.9824 0.9856 0.158195036 3.8452E-07
3. 0.9856 0.9876 0.158195747 3.2677E-07
4. 0.9876 0.9900 0.158195061 2.4944E-08
0.632781264 7.3623E-07

N = 4
t, rata-rata = 0.158195316 jam
Vi = t.Fv = 14720.8511 m3
V = N.Vi = 58883.4044 m3
Crelatif = 0.1408











Jumlah Reaktor 5
Reaktor ke- Xa,N-1 Xa,N t (jam) error t
1. 0 0.7554 1.1057 0
2. 0.7554 0.9375 1.1057 7,1909E-07
3. 0.9375 0.9839 1.1057 4,5250E-07
4. 0.9839 0.9958 1.1057 3,1221E-08
5. 0.9958 0.9989 1.1057 1,8579E-07
5,5286 1,3886E-06

N = 5
t, rata-rata = 0,135421024 jam
Vi = t.Fv = 12601,5913 m3
V = N.Vi = 63007,9567 m3
Crelatif = 0,603

Tabulasi volum reaktor dan harga relatif untuk berbagai jumlah reaktor :
Jmlh Reaktor Waktu Harga Relatif
1. 401,4097 1,0000
2. 12,1221 0,2449
3. 3,4972 0,1743
4. 1,7722 0,1545
5. 1,1057 0,1455


Dari data-data yang ditampilkan oleh data dan grafik terlihat bahwa RATB yang digunakan berjumlah 2 buah, karena perubahan waktu dari 2 ke 3 dan 3 ke 4 dan 4 ke 5 tidak terlalu besar dan nantinya akan menghemat biaya harga 1 buah reaktor, sementara perubahan waktu dari reaktor 1 ke 2 sangat mencolok karena pada waktu itulah terjadi perubahan reaksi di dalam reactor.
Sehingga susunan reaktor yang dipilih :
• 2 buah reaktor disusun secara seri
• Volume masing-masing reaktor = 19667,76434 l
= 19,66776434 m3
= 694,5611972 ft3
• Waktu tinggal di tiap reaktor = 0,211356543 jam

Diketahui, Xa1 = 0.9899
Xa2 = 0.99

Reaktor-01
Komponen BM Umpan Hasil Reaksi
(kg/kmol) Fm (kmol/jam) Fw (kg/jam) Fm (kmol/jam) Fw (kg/jam)
Asam Metakrilat 86 43.50697 3741.59925 0.43942 37.79015
Butanol 74 72.39689 5357.36967 29.32934 2170.37115
Air 18 5.14837 92.67064 48.21592 867.88649
n-Butil Metakrilat 142 0.38268 54.34088 43.45023 6169.93264
H2SO4 98 2.87154 281.41141 2.87154 281.41141
Hydroquinone 110 0.51166 56.28228 0.51166 56.28228
Total 124.81811 9583.67413 124.81811 9583.67413

Reaktor-02
Komponen
BM Umpan Hasil Reaksi
(kg/kmol) Fm (kmol/jam) Fw (kg/jam) Fm (kmol/jam) Fw (kg/jam)
Asam Metakrilat 86 0.43942 37.79015 0.43507 37.41599
Butanol 74 29.32934 2170.37115 29.32499 2170.04919
Air 18 48.21592 867.88649 48.22027 867.96481
n-Butil Metakrilat 142 43.45023 6169.93264 43.45458 6170.55044
H2SO4 98 2.87154 281.41141 2.87154 281.41141
Hydroquinone 110 0.51166 56.28228 0.51166 56.28228
Total 124.81811 9583.67413 124.81811 9583.67413
Baca Selengkapnya..

SPESIFIKASI BAHAN

A. SPESIFIKASI BAHAN BAKU UTAMA
1. Asam Metakrilat
Rumus molekul : C4H6O2
Berat molekul : 86,06
Titik didih normal : 161 0C
Suhu Kritis : 361,4 0C
Tekanan kritis : 49,05 atm
Sp.gr : 1,02
Kenampakan/ bau : Cair dan bening (25 0C, 1 atm), bau menyengat
Kelarutan di air : terlarut
Kemurnian : 98 % (min)

2. Butanol
Rumus molekul : C4H9OH
Berat molekul : 74,12
Titik didih normal : 117 - 118 0C
Suhu Kritis : 289 0C
Tekanan kritis : 45,0 atm
Sp.gr : 0,810 – 0,812
Kenampakan : Cair tidak berwarna (25 0C, 1 atm)
Kelarutan di air : 9 ml/100ml
Kemurnian : 99,5 % min
B. SPESIFIKASI BAHAN PEMBANTU
1. Katalisator Asam Sulfat
Rumus molekul : H2SO4
Berat molekul : 98,02
Titik didih normal : 340 oC
Sp.gr : 1,84
Kenampakan : Cairan (25 0C, 1 atm)
Kelarutan di air : Terlarut
Kemurnian : 93,16 % (66 0Be)
2. Hydroquinone
Rumus molekul : C6H6O2
Mp oC : 172
Bp oC : 285
Sp.gr : 1,332
Kelarutan di air : 7 g/100g

C. SPESIFIKASI PRODUK
n-Butil Metakrilat
Rumus molekul : C8H14O2
Berat molekul : 142,20
Titik didih normal : 160 – 163.5 oC
Sp.gr : 0,896
Kenampakan : Cair dan bening (25 0C, 1 atm)
Kelarutan di air : tidak terlarut
Kemurnian : 99 % (min)
(Chemicalland21.com)
Baca Selengkapnya..

THERMOKIMIA

Adalah bagian dari ilmu kimia yang mempelajari tentang kalor pada suatu reaksi kimia.
Setiap reaksi kimia akan terjadi perubahan zat yang disertai pembebasan/penyerapan energi. Umumnya pada reaksi kimia energi yang dibebaskan/ diserap biasanya dalam bentuk kalor.

Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm
R. Eksoterm adalah reaksi yang disertai pembebasan kalor/mengeluarkan kalor.
R. Endoterm adalah reaksi yang disertai penyerapan kalor/menerima kalor.
Hukum kekekalan energi


------------- Ket: Energi = E
! E = M.C^2 ! massa = m
------------- kec. cahaya (3.10^10) = C

Hukum kekekalan energi
* "Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan"
Sehingga yang berlangsung adalah perubahan dari bentuk energi yang satu ke bentuk energi yang lain.

Entalphi (H)

adalah jumlah energi yang terkandung dalam suatu zat pada tekanan yang tetap. Zat yang menyimpan energi banyak dikatakan memiliki entalphi yang tinggi/besar. Sedangkan zat yang menyimpan energi sedikit dikatakan memiliki Entalphi yang rendah. Karena entalphi masing-masing zat berbeda, maka setiap reaksi kimia, selalu disertai oleh perubahan Entalphi.
Secara matematis dikatakan bahwa setiap reaksi kimia memiliki harga delta H (peubahan Entalphi) tertentu.
Delta H = Entalphi hasil reaksi - entalphi zat yang bereaksi
= H zat ruas kanan - H zat ruas kiri
Misal = A --> B
Jika zat A mempunyai HA yang berubah menjadi zat B dan mempunyai HB, Maka:
Delta H = HB - HA
Ada dua kemungkinan yang dapat terjadi:
1. Jika hasil reaksi mempunyai entalphi yang lebih besar dari zat semula (HB < HA) maka harga delta H = negatif; berarti reaksi tersebut melepaskan kalor/disebut reaksi eksoerm.
2. Jika hasil reaksi mempunyai entalphi yang lebih tinggi dari zat semula (HB > HA), maka harga delta H = positif; berarti reaksi tersebut menerima kalor/disebut reaksi endoterm
*Cara penulisan Reaksi Eksoterm
Misal, ada reaksi zat A dengan zat B, membentuk zat C dan melepaskan kalor sebesar x k kal.
Ada 2 cara dalam menulis reaksinya
a. Dengan menggunakan tanda delta H = A + B --> C delta H = -x k kal
b. tanpa tanda delta H = A + B --> C + k kal
* Cara penulisan reaksi Endoterm
Misal zat A direaksikan dengan zat B menghasilkan zat C dan menyerap/menerima kalor sebesar x k kal.
Cara penulisan reaksinya juga ada 2 yaitu:
a. Dengan tanda delta H = A + B --> C delta H = +X k kal.
b. Tanpa tanda delta H = A + B + x k kal --> C
A + B --> C - x k kal
Catatan:
1. Reaksi Eksoterm adalah reaksi yang melepaskan, membebaskan, mengeluarkan, memberikan, atau menghasilkan kalor.
Sedangkan reaksi Eksoterm adalah reaksi yang menyerap, menerima, membutuhkan, memerlukan, atau menarik kalor.
2. Kalor yang langsung ditulis
kan di ruas kanan pada persamaan reaksi, disebut kalor reaksi/panas reaksi.
Harga kalor reaksi = harga delta H akan tetapi tanda mereka berlawanan.
3. Reaksi eksotor memiliki harga delta H (-) dan kalor reaksinya (+)
Reaksi endoterm memiliki harga delta H (+) dan kalor (-)
4. Satuan energi yang sering dipakai adalah kalori/joule
1 kalori = 4,2 joule
1 joule = 0,24 kalori
1 k kal = 1000 kalori
1 k j = 1000 joule
5. a. Kalau reaksi adalah kalor yang diserap/dibebaskan selama reaksi kimia berlangsung.
Contoh: CH49g) + 2O2(g) --> CO2(g) + 2H2O(l) delta H = -212,8 k kal
untuk reaksi tersebut dibebaskan kalor sebesar 212,8 k kal
Berarti kalor reaksinya = 212,8 k kal.
b. Kalor pembentukan adalah kalor yang diserap/dibebaskan untuk membentuk satu mol suatu senyawa dari unsur-unsurnya.
Contoh: N2(g) + 3H2(g) --> 2NH3(g) delta H = -22,1 k kal
1/2 N2(g) + 3/2H2(g) --> NH3(g) delta H = -11,05 k kal
Jadi kalor pembentukan 1 mol NH3 = 11,05 k kal
c. Kalor pengurai adalah kalor yang dibebaskan/diserap untuk menguraikan 1 mol suatu senyawa menjadi unsur-unsurnya.
Contoh: 2H2O --> 2H2 + O2 delta H = +136,6 k kal
Berarti jika 1 mol H2O terurai menjadi H2 dan O2
H2O --> H2 + O2 delta H = +68,3 k kal
jadi kalor pengurai 1 mol H2O = -68,3 k kal
d. Kalor pembakaran adalah kalor yang dibebaskan untuk membakar satu mol suatu zat.
Contoh: CH4 (g) + O2(g) --> CO2(g) + 2 H2O(g)

HUKUM-HUKUM THERMOKIMIA

1. Hukum Laplace
Jumlah kalor yang dilepaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian tersebut menjadi unsur-unsurnya.
Contoh:
Reaksi pembentukan CO2 dari unsur karbon dan oksigen akan melepaskan kalor sebanyak 94 k kal dan ternyata reaksi penguraian CO2 menjadi karbon dan oksigen akan memerlukan kalor dalam jumlah yang sama yaitu 94 k kal.
Hal ini dapat di tulis dalam reaksi sbb:
a. C + O2 --> CO2 delta H = -94 k kal
CO2 --> C + O2 delta H = +94 k kal

b. N2 + 3H2 --> 2 NH3 delta H = -22,1 k kal
2NH3 --> N2 + 3H2 delta H = +22,1 k kal

2. Hukum Hess
"Jumlah kalor yang diserap/dibebaskan tidak tergantung dari jalannya reaksi berlangsung tetapi hanya tergantung pada keadaan awal dan akhir reaksi"
Hukum ini dapat diterangkan sbb:
Setiap reaksi memiliki harga delta H yang tetap dan harga delta H tersebut tidak tergantung pada jumlah tahap reaksi, maksudnya, harga delta H suatu reaksi yang berlangsung 1 tahap akan sama dengan harga delta H jika reaksi tersebut berlangsung beberapa tahap.
Contoh:
Reaksi karbon & oksigen untuk membentuk CO2 dapat berlangsung satu tahap/dua tahap, dengan harga delta H yang sama.
* Satu tahap = C + O2 --> CO2 delta H = -94 k kal
* Dua tahap = C + 1/2O2 --> CO delta H = -26 k kal
CO + /2O2 --> CO2 delta H = -68 k kal
-------------------------------------- +
C + O2 --> CO2 delta H = -94 k kal

delta H1
C----------------> CO2 delta H1 = delta H2 + delta H3
! ^
!------->CO------!
delta H2 delta H3

Harga delta H dari beberapa reaksi dapat dijumlahkan sesuai dengan penjumlahan reaksi-reaskinya.
Hukum Hess sangat berguna untuk menghitung harga delta H suatu reaksi berdasarkan beberapa reaksi lain yang delta H-nya sudah diketahui.
Contoh:
1. Diket = S + O2 --> SO2 delta H = -71 k kal
2SO2 + O2 --> 2SO3 delta H = -45 k kal
Berapa delta H untuk reaksi = 2 S + 3O2 --> 2SO3
2. C + 2S --> CS2 + -19,7 k kal
S + O2 --> SO2 +71,2 k kal
C + O2 --> CO2 + 93,8 k kal
CS2 + 3O2 --> CO2 + 2 SO2 + x k kal
Hitung x!
3. C + O2 --> CO2 delta H = -94,1 k kal
2H2 + O2 --> 2 H2O delta H = -136,6 k kal
3C + 4H2 --> C3H8 delta H = -24,8 k kal
Hitung delta H untuk reaksi
C3H8 + 5O2 --> 3O2 + 4H2O
jawab:
1. (S + O2 --> SO2 delta H = -71 k kal)x2
2S + O2 --> 2SO2 delta H = -142 k kal
2SO2 + O2 --> 2SO3 delta H = -45 k kal
--------------------------------------- +
2S + 3O2 --> 2SO3 delta H = -187 k kal

2. CS2 --> C + 2S + 19,7 k kal
2S + 2O2 --> 2SO2 + 142,4 k kal
C + O2 --> CO2 + 93,8 k kal
----------------------------- +
CS2 + 3O2 --> 2SO2 + CO2 + 255,9 k kal

3. C3H8 --> 3C + 4H2 delta H = 24,8 k kal
3C + 3O2 --> 3CO2 delta H = -282,3 k kal
4H2 + 2O2 --> 4 H2O delta H = -273,2 k kal
------------------------------------------ +
C3H8 + 5O2 --> 3CO2 + 4H2O delta H = -530,7 k kal


Baca Selengkapnya..

STOIKIOMETRI

Konsep Mol
Pengertian mol dipergunakan dalam ilmu kimia untuk menyatakan jumlah dari sesuatu yang mengandung satuan kimia tertentu seperti atom, molekul, ion, elektron sebanyak bilangan Avogadro N = h = 6,023x 10^23.
Berat 1 mol dari suatu zat secara matematis adalah merupakan berat atom atau berat molekul zat tersebut dalam gram.
-----------------------------------------------------------------------------
! Berat 1 mol unsur = berat atom unsur tersebut dalam gram !
! Berat 1 mol molekul(senyawa) = berat molekul(senyawa) tersebut dalam gram !
-----------------------------------------------------------------------------


atau jumlah unsur = gram unsur/BA
jumlah mol molekul/senyawa = gram molekul(senyawa)/BM

contoh: 1 mol Na = 23 gram
1 mol Ca = 40 gram
1 mol H2SO4 = (2x1)+(1x32)+(4x16)
= 98 gram
1 mol NaOH = (1x23)+(1x16)+(1x1)
= 40 gram
1/2 mol Ca(OH)2 = 1/2[40+(2x16)+(2x1)] 37 gram

11,5 g Na = 11,5/23
= 1/2 mol
1,24 g Ca3(PO4)2 = 1,24/120+62+(8x16)
= 1,24/310
= 1/25 mol
Hubungan mol dengan jumlah partikel
" setiap satu mol at apa saja mempunyai jumlah partial sebanyak bilangannAvogadro (N) 'partikel'"
Partikel dapat dinyatakan dalam atom, molekul, ion dll.
Contoh: N = 6,03x10^23
1 mol Ca = 6,023x10^23 atom
0,2 mol Cu = 1,2046x10^23 atom
5 mol H2O = 30,115x10^23 molekul
1/2 mol HCl = 3,0115x10^23 molekul
10^2 mol Au = 6,023x10^23 atom
---------------------------
! mol = Jumlah partikel/N ! Jika N = 6x10^23
---------------------------
Hitung:
2x10^23 atom Cu = 1/3 mol
1/3 atom Na = 2x10^23 mol
6x10^23 molekul NaCl = 1 mol
18^23 molekul KNO3 = 2 mol

-------------- ----------------

! Gram massa ! ! Atom/molekul !

-------------- ----------------
! ^ x x ^ !
! !------ ----- ----------! !
! BA/BM ! Mol ! N !
!-------> ----- <-----------!
: :


Hubungan mol dengan volume gas
Untuk gas berlaku

------------ P = tekanan gas (atm); R = tetapan (yang harganya 0,082)
! PV = nRT ! V = volume gas (l); T = Suhu mutlak (R)
------------ n = jumlah mol gas.

Karena wujud gas sangat dipengaruhi oleh tekanan dan suhu maka perlu ditetapkan suatu tekanan tertentu serta suhu tertentu yang disebut keadaan standard gas berdasarkan perjanjian ditetapkan bahwa keadaan standard gas adalah suhu OoC dan tekanan 1 atm
dengan menggunkan umus PV = nRT
Dapat kita hitung volume 1 mol gas pada keadaan standard (0oC = 273oK, 1 atm = 76 cm Hg)

PV = nRT 1xV = 1x0,00822x273 v = 22,4 l
Jadi = 1mol gas apa saja diukur pada keadaan standard mempunyai volume 22,4 liter

-------------------------
! volume gas = molx22,4 !
-------------------------
! mol = volume gas/22,4 !
-------------------------
Baca Selengkapnya..

RUMUS EMPIRIS DAN RUMUS MOLEKUL

RUMUS EMPIRIS

adalah merupakan perbandingan atom yang bulat dan sederhana dari atom penyusunnya.
rumus yang menyatakan perbandingan terkecil atom-atom dari unsur-unsur yang menyusun senyawa.
ex: Suatu senyawa terdiri dari 2,34 gram N dan 5,34 gram O. Tentukanlah rumus empirisnya.
Mole N = 2,34/14 = 0,167 mole Ar N = 14
Mole O = 5,34/16 = 0,334 mole Ar O = 16

Perbandingan mol N : O = 0,167 : 0,334
Jadi perbandingan atom N : O = 0,167 : 0,334
= 1 : 2
Maka REnya = NO2


--------------------------------------------
!Senyawa !R. Molekul!R. Empiris !
--------------------------------------------
!Air !H2O !H2O !
!Glukosa !C6H12O6 !CH2O !
!Benzena !C6H6 !CH !
!Asetilena (Etuna)!C2H2 !CH !
!Amoniak !NH3 !NH3 !
!Eter !CH3-O-CH3 !CH3O !
!Alkohol !CH3-CH2-OH!CH3O !
--------------------------------------------
Untuk menentukan rumus empiris senyawa perlu diketahui perbandingan berat atau prosentase masing-masing unsur yang menyusun senyawa. Dari data tersebut kita dapat menentukan perbandingan-perbandingan mol masing-masingunsur tersebut. Angka-angka perbandingan mol inilah yang merupakan angka-angka rumus empiris senyawa.

RUMUS MOLEKUL
adalah rumus yang menyatakan jumlah atom-atom dari unsur-unsur yang menyusun 1 molekul senyawa.
Rumus molekul dapat dicari dari rumus empiris tetapi berat molekul harus diketahui:
ex: soal di atas
Mr : 92
Maka (NO2)n = 92
(14 + 16.2)n = 92
46.n = 92
n = 2
RM = (NO2)2 = N2O4
ex: Suatu senyawa mengandung 43,7 % dan 56,3% O. Tentukan REnya.
Jawab
misal: berat senyawa 100 gram
maka berat P = 43,7/100 x 100 gram = 43,7 gram
berat O = 56,3/100 x 100 gram = 56,3 gram
mol P = 43,7/31 (Ar) = 1,41 mol
mol O = 56,3/16 (Ar) = 3,52 mol

Perbandingan mol P:O = 1,41:3,52 = 1:2,5
Perbandingan atom P:O = 1:2,5 = 2:5 maka
RE = P2O5
Soal:
1. Sikopropane C:H = 6:1 (g) dan mengandung 24 g H
a. berapa gram karbon
b. % H dan % C dalam siklopropane
C. Rumus empirisnya
d. Mrnya = 42 => RM ..nya?
jawab
a. C:H = 6:1
H = 24 gram maka C = 6x24 = 144 gram

b. % H = 24/168 x 100% = 85,71%
atom = C:H = 6:1 --> 6+1 = 7
% H = 1/7 x 100% = 14,29%
%C = 6/7 x 100% = 85,71%

c. Perbandingan atom C:H = 6:1
Ar C = 12 6/12:1/1 = 1/2:1 = 1:2
Ar H = 1
Jadi RE nya = CH2

d. RM nya =
(CH2)n = 42
(12 + 2.1)n = 42
n = 42/14 = 3
RM = (CH2)3
RM = C3H6

Diket batu bara (bb) mengandung belerang (S) 3% dan suatu pelet bb = 1/2 kg apabila sehari untuk memasak diperlukan batubara 6 pelet. Berapa liter (STP) SO2 dihasilkan dalam sehari?
Jawab
6 x 1/2 kg = 3 kg = 3000 gram
5 = 3/100 x 3000 = 90 gram
mol S = 90/32(Ar) = mol
Kalau batubara dibakar maka S ikut terbakar sehingga persamaan reaksi dengan O2 karena terjadi reaksi pembakaran
S + O2 --> SO2
90/32 90/32 = 63 liter

PERHITUNGAN BATAS REKATAN
LIMITING-REACTANT CALCULATONS)

2H2 + o2 --> 2H2O
5 mol 1 mol
yang habis O2 --> maka O2 sebagai batas reaktan
N2 + 3H2 --> 2NH3 yang habis H2
5 mol 14 mol ? mol & l
1/3 xx 14 mol 14/3 mol 2/3 x 14
l NH3 = 2/3 x 14 x 22,4 = 28/3 x 22,4 = --l
% hasil = Hasil percobaan/Hasil teoritis x 100%
% hasil = (=RENDEMEN)

Hasil teoritis = hasil perhitungan
ex = 15 ton 5 ton
CaCO3 --> CaO + CO2
kapur gamping
jawab:
15 ton = 15x10^6/100 (Mr) CaCO3 = 15 x 10^4 mol
CaO yang terjadi = 15 x 10^4 mol
gram CaO = 15x10^4 x 56 (Mr CaO)
gram CaO = 40 x 10^4 gram
= 8,4x10^6
= 8,4 ton
% hasil = 5/8,4 x 100%
= 59,5 %

21 gram besi direaksikan dengan 28 gram belerang sehingga terbentuk FeS2. Mana yang bersisa dan sisanya berapa gram?
jawab:
Fe + 2S --> FeS2
21 gram Fe = 21/56 = 3/8
28 gram S = 28/32 = 7/8
S = 2/1 x 3/8 = 6/8
1/8 - 6/8 = 1/8 mol
S yang tersisa: 1/8 x 32 = 4 gram

Baca Selengkapnya..

Redoks

Reaksi Reduksi Oksidasi

Teori lama
Reduksi adalah pelepasan oksigen dari suatu senyawa
Oksidasi adalah bersenyawanya suatu zat dengan oksigen

contoh:
Reduksi: CuO + H2 --> Cu + H2O
FeO + CO --> Cu + CO2
Oksidasi: C + O2 --> CO2
4Fe + 3O2 --> 2Fe2O3

Teori Modern
Oksidasi adalah:
a. Proses pelepasan elektron
b. Naiknya muatan positif
c. Turunnya muatan negatif
contoh: a. K --> K+ + e
b. Zn --> Zn2+ + 2e
c. Fe --> Fe3+ + 3e
d. Fe2+ --> Fe3+ + e
Reduksi
a. Proses penangkapan elektron
b. Naiknya muatan negatif
c. Turunnya muatan positif
contoh: a. Cu2+ + 2e --> Cu
b. Sn4+ + 2e --> Sn2+
c. Cl + 2e --> 2Cl-
Catatan: Melepaskan elektron artinya memberikan elektron kepada atom lain dan menangkap elektron artinya menerima elektron dari atom lain. Oleh karena itu peristiwa pelepasan elektron oleh suatu atom selalu disertai dengan peristiwa penangkapan elektron oleh atom lain. Sehingga peristiwa oksidasi selalu disertai dengan peristiwa reduksi.

contoh
*Reaksi Reduksi
Cu2+ + 2e --> Cu
*Reaksi Oksidasi
Zn --> Zn2+ + 2e
Maka reaksi redoks
Zn --> Zn2+ + 2e
Cu2+ + 2e --> Cu
-----------------------
Zn + Cu2+ --> Zn2+ + Cu

Jika suatu zat mengalami oksidasi atau melepaskan elektron maka zat tersebut menyebabkan zat lain mengalami reduksi atau menerima elektron oleh karena itu zat yang mengalami oksidasi disebut zat pereduksi atau reduktor karena ia mereduksi zat lain. Sebaliknya jika suatu zat mengalami reduksi atau menangkap elektron maka zat tersebut menyebabkan zat lain akan mengalami oksidasi atau melepaskan elektron. Zat yang mengalami reduksi disebut zat pengoksidasi atau oksidator karena ia mengoksidasi zt lain.

Menyetarakan persamaan redoks
Suatu redoks dikatakan setara atau tertulis lengkap jika menemui hal-hal sebagai berikut:
a. Jumlah atom di ruas kiri = jumlah atom di ruas kanan
b. Jumlah muatan di ruas kiri = jumlah muatan di ruas kanan
c. Karena kebanyakan reaksi redoks berlangsung dalam bentuk larutan dan pada suasana asam atau basa maka faktor H+ atau OH- harus dituliskan
Contoh: 1. Fe2+ + MnO4- --> Fe3+ + Mn2+
2. P + NO3- --> PO43- + NO
Reaksi-reaksi tersebut di atas belum setara karena belum memenuhi hal-hal yang disebut di atas.
Cara menyetarakan Redoks (langkah-langkahnya)
1. Tentukan reaksi oksidasi dan reduksi dengan cara melihat perubahan bilangan oksidasi. Tuliskan berapa perubahan bilangan oksidasi tersebut?
2. Samakan jumlah elektron yang diterima dengan cara menambahkan angka koefisien.
3. Samakan jumlah muatan ruas kiri dan jumlah muatan ruas kanan dengan cara
a. Jika muatan di ruas kiri lebih kecil tambahkan H+
b. Jika muatan di ruas kiri lebih besar tambahakan OH-
4. Samakan jumlah atom H di ruas kiri dan di ruas kanan dengan cara menambahkan H2O di ruas kanan.

Red(5)
+7!----------------! Fe2+ --> Fe3+ +e
Fe3+ + MnO4- --> Fe3+ + Mn2+
!-----------------!
oks(1) x 5

H+ + 5Fe2+ + MnO4- --> 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O

Red (3)x5
+5!----------------!+2
P + NO3- --> PO43- + NO
!-------------!+5
oks (5)x3

P --> PO43- + 5e)x3 = 3P --> 3PO43- + 15e
NO3- + 3e --> NO)x5 = 5NO3- + 15e --> 5 NO
--------------------- +
3P + 5NO3- --> 3PO43- + 5NO

4OH- + 3P + 5NO3- --> 3PO43- + 5NO 2H2O

Baca Selengkapnya..

KADAR LARUTAN

Molaritas : M = n/v (larutan) = (mol/liter)
Molalitas : m = n/1000 g pelarut = n mol/kg pelarut
Normalitas : N = grek/V (liter)
Grek = ekivalen = g/mr
Grek = mole/valensi
Atau
N = M (Molaritas) x valensi = (mole x valensi)/volume
Valensi asam Valensi basa
Hcl valensi : 1 NaoH valensi : 1
H2SO4 : 2 Ca(OH)2 : 2
H3PO4 : 3 Fe(OH)3 : 3


1 eq (grek) H2SO4 = 1 mole H2SO4 (g)/valensi = 98/2 = 49 gram
1 mole H2SO4 = 2 grek H2SO4
1 M H2SO4 = 2 N H2SO4
1 M Fe (OH)3 = 3 N Fe (OH)3


-----------------------------------------
Persen ! Zat terlarut ! Keterangan:
----------------------------------------- v = volume
1. % (b/b) ! Padat ! b = berat
2. % (v/v) ! Cair !
3. % (b/v) ! Padat !
-----------------------------------------
Contoh soal:
1. NaOH b/v 40% sebanyak 1 liter larutan
40/100 x 1000 = 400 gram Mr NaOH = 40
mol NaOH = 400/40 = 10
Ditanya: M = ...?
M = n/v = 10/1000 = 0,01 M

2). NaOH b/v 20 % sebanyak 500 cc larutan
ditanya : Molalitas (m) = ...?
=> 20/100x500 = 100 g -> mol = 100/40 = 2,5
air (pelarut) = 500-100 = 400 g = 0,4 kg
m = n mol/ kg pelarut = 2,5/0,4 = 6,25 m
% = b/v
berat = % x volume
3). 30 % dari 300 gram larutan, tentukan gram pelarutnya terlarut
= 30/100 x 300 = 900 gram
larutan = pelarut + terlarut
Pelarut = 300-90 = 210 gram
4). 40 gram zat terlarut ingin dibuat 40% larutan. Berapa cc pelarutnya?...
=> 40 g = 40/100 x x
40.x = 4000
x = 100 larutan
100 g larutan = pelarut + 40 g terlarut
100 g - 40 g = pelarut
Pelarut = 60 gram
60 g = 60 ml = 60 cc pelarut

Soal:
Larutan H2SO4 perdagangan 80% (b/b) diketahui berat jenis = 1,8 g/cc = 1800 g/liter
a). Hitunglah Molaritas larutan tersebut!
b). Berapa cc air ditambahkan untuk membuat 2 liter larutan H2SO4 5 M dari larutan di atas?
c). Berapa cc larutan H2SO4 pekat (diatas) diperlukan untuk membuat 3 liter larutan H2SO4 10%?
Catatan :
Rumus pengenceran
1). Dalam molar
M1.V1 = M2.V2
M1 = Molaritas pekat
M2 = Molaritas setelah diencerkan
v1 = volume pekat
v2 = volume setelah diencerkan
2). Dalam %
P1.v1 = P2.v2
P1 = % pekat
P2 = % encer

Jawaban
ex: V = 1 liter
1,8 g/cc artinya setiap 1 cc mengandung/terdapat 1,8 gram zat.
Jadi tiap 1 liter terdapat 1800 gram
H2SO4 Mr = 98
80/100 x 1800 = 1440 gram
mol = 1440/98 = 14,69 mol
a). Molaritas = n/v = 14,69/1 liter = 14,69 M
b). V2 = 2 liter = 2000 cc = 2000 ml
M2 = 5 M
M1 = 14,69 M
M1.V1 = M2.V2
14,69.V1 = 5-2
v1 = 0,68073
l = 680,73 cc
x = 2000 - 680,73 cc
x = 1319,27 cc
c). V2 = 3 liter = 3000 cc
P2 = 10 %
P1.V1 = P2.V2
80.V1 = 10.3000
V1 = 375 cc
atau
P1.V1 = P2.V2
80.V1 = 10.3
V1 = 0,375 liter
V1 = 375 cc

Baca Selengkapnya..

SISTEM KESETIMBANGAN DALAM INDUSTRI

Agar suatu zat dihasilkan sebanyak mungkin suatu reaksi kimia harus diusahakan supaya berlangsung ke arah hasil reaksi (ke arah kanan) jika reaksinya merupakan reaksi kesetimbangan, maka faktor-faktor konsentrasi, suhu, tekanan gas, serta katalis harus diperhitungkan agar reaksi itu berlangsung cepat dan ekonomis.
Dalam pasal ini, kita mencoba meninjau dua proses yang sangat penting, dibidang kimia industri, yaitu pembuatan amoniak proses Haber Bosch serta pembuatan asam sulfat menurut proses kontak.
Proses Haber-Bosch

Frite Haber (186-1984) dari Jerman adalah orang yang mula-mula berhasil, mensintesa amoniak dari gas-gas nitrogen dan hidrogen, sehingga ia mendapat hadiah nobel tahun 1918. Proses pembuatan amoniak ini lalu disempurnakan oleh rekan senegaranya, Karl Bosch (1874-1940) yang juga meraih hadiah Nobel tahun 1931. Itulah sebabnya proses pembuatan amoniak dikenal sebagai proses Haber-Bosch.
Reaksi yang berlangsung adalah: N2(g) + 3H2(g) <==> 2NH3(g) + 22 k kal
Pada suhu biasa, reaksi ini berjalan lambat sekali. Jika suhu dinaikkan reaksi akan berlangsung jauh lebih cepat. Akan tetapi, penaikan suhu menyebabkan reaksi bergeser ke kiri (mengapa?), sehingga mengurangi hasil NH3. Dengan memperhitungkan, faktor-faktor waktu dan hasil, maka suhu yang digunakan adalah 500oC.
Untuk mempercepat tercapainya keseimbangan, dipakai katalis oksida-oksida besi. Agar reaksi bergeser ke kanan, tekanan yang digunakan haruslah tinggi. Tekanan 200 atm akan memberikan hasil NH3 15% tekanan 350 atm menghasilkan NH3 30% dan tekanan 1000 atm akan menghasilkan NH3 40%.
Selama proses berlangsung, gas-gas nitrogen dan hidrogen terus-menerus ditambahkan ke dalam campuran apapun, sedangkan NH3 yang terbentuk harus segera dipisahkan dari campuran dengan cara menggemburkannya, sebab titik didih NH3 jauh lebih tinggi dari titik didih N2 dan H2O.
Proses Haber Bosch merupakan proses yang cukup penting dalam dunia industri, sebab amoniak merupakan bahan utama dalam pembuatan berbagai barang, misalnya pupuk urea, asam nitrat dan senyawa-senyawa nitrogen lainnya. Amoniak juga sering dipakai sebagai pelarut, karena kepolaran amonia cair hampir menyamai kepolaran air.

PROSES KONTAK
Proses kontak merupakan proses pembuatan asam sulfat secara besar-besaran. Dalam industri modern, banyak sekali digunakan asam sulfat antara lain sebagai: pada pembuatan pupuk amonium sulfat dan pada proses pemurnian minyak tanah, pada industri baja untuk menghilangkan karat besi sebelum bajanya dilapisi timah atau seng, pada pembuatan zat warna, obat-obatan, pada proses pemurnian logam dengan cara elektrolisa, pada industri tekstil, cat, plastik, akumulator, bahan peledak, dll. Pendeknya, banyaknya pemakaian asam sulfat disuatunegara telah dipakai sebagai ukuran kemakmuran negara tersebut.
Pada pembuatan asam sulfat menurut proses kontak bahan yang dipakai adalah belerang murni yang dibakar di udara. S(s) + O2(g) --> SO2(g)
SO2 yang terbentuk di oksidasi di udara dengan memakai katalisator. Reaksinya terbentuk kesetimbangan : 2SO2(g) + O2(g) <==> 2SO3(g) + 45 k kal.
Dahulu dipakai serbuk platina sebagai kontak. Tetapi sekarang dipakai katalis V2O5 (Vanadium penta oksida) yang lebih murah.
Menurut kesetimbangan di atas, makin rendah suhunya makin banyak SO3 yang dihasilkan. Akan tetapi, sama seperti pembuatan amoniak pada suhu rendah reaksi berjalan lambat. Dengan memperhitungkan faktor-faktor waktu dan hasil dipilih suhu 400oC, dan hasilnya yang diperoleh pada suhu ini kira-kira 98%. Itulah sebabnya reaksi ini tidak perlu dilaksanakan pada tekanan tinggi.
Oleh karen gas SO2 agak sukar larut dalam air, maka SO3 dilarutkan dalam H2SO4 pekat. Jadi pada pembuatan H2SO4, bahan yang ikut digunakan juga H2SO4 SO3 + H2SO4 --> H2S2O7 asam pirosulfat Asam pirosulfat kemudian disirami air : H2S2O7 + H2O --> 2H2SO4

KECEPATAN REAKSI(LAJU REAKSI)
Pada umunya reaksi-reaksi berlangsung dengan kecepatan yang berbeda-beda. Ada reaksi yang berlangsung sangat cepat, ada pula reaksi yang berlangsung sangat lambat. Untuk menyatakan lambat cepatnya suatu reaksi dikemukakan konsep-konsep kecepatan reaksi atau laju reaksi. Kecepatan reaksi/laju reaksi adalah perubahan konsentrasi pereaksi/hasil reaksi persatuan waktu. Contoh: A --> B
Pada awal reaksi zat B belum ada dalam campuran setelah reaksi berjalan. Konsentrasi B semakin bertambah. Sedangkan knsentrasi A semakin berkurang.

K^ _____________
o!\ /konsentrasi B
n! \ /
s! \/
n! /\
t! / \ konsentrasi A
r!/ \_____________
a!
s!
i!-------------------->

Kecepatan reaksi dapat diukur dengan menghitung pertambahan konsentrasi B tiap satuan waktu tertentu dengan menggunakan pengurangan konsentrasi zat A tiap satuan waktu tertentu.
Waktu
----------------------- ------------------------
! V = delta (B)/delta t ! atau ! V = -delta (A)/delta t !
----------------------- ------------------------
ket: V = kecepatan reaksi
(A) = konsentrasi A (mol/liter)
(B) = konsentrasi B (mol/liter)
t = waktu

Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan reaksi:
a. Luas permukaan zat
Suatu zat yang berbentuk serbuk mempunyai permukaan yang lebih luas dibandingkan dengan zat tersebut dibentuk kepingan/bengkahan. Jika zat tersebut direaksikan dengan zat lain maka bentuk serbuk akan memiliki bidang sentuhan yang luas untuk bertabrakan dengan zat lain.
b. Konsentrasi
Jika zat yang direaksikan berupa larutan maka faktor yang harus diperhatikan adalah konsentrasi suatu larutan yang pekat tentu mengandung molekul-molekul yang lebih banyak dibandingkan dengan yang encer. Jumlah molekul yang banyak tentu lebih mudah dan lebih sering bertabrakan dibandingkan dengan molekul-molekul yang jumlahnya sedikit. Sehingga makin besar konsentrasi suatu larutan yang direaksikan maka makin besar pula kecepatan reaksinya.
c. Suhu
Dengan menaikkan suhu berarti menambah energi. Sehingga energi kinetik molekul-molekul yang bereaksi menjadi lebih efektif untuk mengadakan tabrakan. Hal ini berarti bahwa memperbesar suhu akan mengakibatkan reaksi berlangsung lebih cepat.
d. Katalis
Katalis adalah zat-zat yang merubah kec. reaksi suatu reaksi kimia tanpa ia sadari mengalami perubahan yang bersifat fermanen.
Ada dua jenis katalis (katalisator), yaitu:
1. Katalis positif, yaitu katalis yang mempercepat reaksi.
2. Katalis negatif, yaitu katalis yang memperlambat reaksi
Umumnya yang disebut katalisator adalah katalis positif.

Hubungan antara kapasitas reaksi dengan konsentrasi
Kecepatan reaksi sangat ditentukan oleh konsentrasi at yang bereaksi, makin besar konsentrasi zat yang direaksikan, maka makin cepat pula reaksinya. Akan tetapi hubungan aantara kecepatan reaksi dengan konsentrasi zat padat bermacam-macam, ada reaksi yang berlangsung dua kali lebih cepat jika konsentrasi pereaksi dinaikkan dua kali dari konsentrasi sebelumnya. Dengan kata lain kecepatan reaksi sebanding dengan harga [zat] tetapi ada pula zat yang jika konsentrasinya dinaikkan dua kali maka kecepatan reaksi akan bertambah 4x. Jadi kecepatan reaksi sebanding dengan harga[zat]2 bahkan ada juga reaksi yang kecepatannya sebanding dengan harga [zat]3. Bilangan pangkat yang menyatakan hubungan konsentrasi zat dengan reaksi kecepatan reaksi disebut orde reaksi atau tingkat reaksi. Harga orde reaksi hanya dapat ditentukan melalui percobaan/eksperimen.
Untuk reaksi umum: A + B --> hasil reaksi, maka kecepatan reaksi ditentukan oleh konsentrasi A dan konsentrasi B.
Persamaan kecepatan reaksinya secara umum ditulis sbb:
-------------------
! V = k [A]^m.[B]^n !
-------------------
ket: V = Kecepatan reaksi (mol/l/detik)
k = tetapan kecepatan reaksi
[A] = konsentrasi zat A (mol/l)
[B] = konsentrasi zat B 9mol/l)
m = orde reaksi terhadap zat A
n = orde reaksi terhadap zat B

Hal-hal yang perlu diperhatikan
a. Jika konsentrasi suatu zat dinaikkan sebesar ax dan ternyata kec. reaksi bertambah sebesar bx maka berlaku:
a^x = b, x = orde reaksi terhadap zat tersebut.
b. Dalam menentukan harga orde reaksi terhadap suatu zat secara eksperimen konsentrasi zat tersebut dinaikkan sedangkan konsentrasi zat-zat yang lain harus dibuat tetap.

Baca Selengkapnya..

HUKUM-HUKUM DASAR DALAM KIMIA

1. Hukum Kekekalan Massa (Lavoisier)
artinya: massa zat sebelum reaksi sama dengan massa zat sesudah reaksi.
ex: A+B --> AB
Berat A + Berat B = Berat AB
akibatnya:
-persamaan reaksi timbul
-koefisen reaksi
-penulisan rumus molekul
->valensi atom
->bilangan oksidasi
ex: (2)C + O2 --> 2CO2
N2 + (3)H2 --> 2NH3
2, 3 --> koefisien
mole N2; mole H2; mole NH3 = 1:3:2


Dalam suatu persamaan reaksi ratio mol zat = ratio koefisien rekasi

2. Hukum Proust
Low of definite proportions (composition). Hukumnperbandingan tertentu/tetap.
ex: yang namanya karbon dioksida
C:O selalu 1:1

3. Hukum perbandingan berganda
(The Law of multiple proportions)
Apabila 2 unsur membentuk lebih dari satu macam senyawa/persenyawaan, apabila unsur ke-2 selalu mempunyai perbandingan berat yang bulat dan sederhana.
ex:
a. 2C(6 gram) + O2(8 gram) --> 2CO
1/2 mol 1/4 mol 1/2 mol
C(6 gram) + O2(16 gram) --> CO2
1/2 mol 1/2 mol 1/2 mol
mol = g/Ar = W/M = gram/(Mr/Ar)
mol C = 6/12
= 1/2 mol
O2 --> Ar = 2x16 = 32
W = M.n = 32.1/4 = 8 gram
(O2)1 : (O2)2 = 8:16 = 1:2

b. N + O2 --> NO2
1/2 mol 1/2 mol
2N + O2 --> 2NO
1/2 mol 1/4 mol
4N + 5O2 --> 2N2O5
1/2 mol 5/4x1/2=5/8 mol
mol N = 7/14 = 1/2 mol
Jadi (O)1 : (O)2 : (O)3 = 16 : 8 : 20 = 4 : 2 : 5

3. Hukum Avogadro untuk gas (PT sama)
Perbandingan mole : perbandingan volume
Jumlah volume = mole sama
- Pada STP (OoC dan 1 atm)
1 mole gas = 22,4 et
ex ------------- PT sama
!A B ! Perbandingan vol A : B : C = 2 : 4 : 5
!2et 4et ! mol A : B : C = 2 : 4 : 5
! C !
! 5et !
-------------
ex : 1 mole H2 = 22,4 et (PT)
1/2 mol H2 = 11,2 et.1/2 mol NH3 = 11,2 et
1 mol gas apa saja = vol sama
Pada P dan T berbeda

PV = n.R.T P = ekanan (atm)

n = mol V = volume (l)
R = 0,082 T = temperature/suhu(kelvin)

Atom Molekul dan Mol
-> Postulat teori atom Dalton (1803)
1. Materi tersusun dari partikel yang tidak dapat dipecah lagi yang disebut atom.
2. Semua atom dari suatu unsur adalah identik, tetapi berbeda dari atom dari unsur yang berbeda.
3. Suatu senyawa imia tersusun dari atom di dalam perbandingan yang tetap, bulat dan sederhana.
4. Suatu atom tidak dapat diuraikan atau diciptakan dari reaksi kimia.

-> Perkembangan teori atom membatalkan teori atom Dalton
1. Penemuan proton, neutron dan elektron membatalkan teori Dalton no 1
2. Penemuan isotop membatalkan teori alton 2
3. Penemuan kimia zat padat untuk keperluan sistem elektronik membatalkan teori Dalton 3
4. Penemuan reksi Nuklir membatalkan teori Dalton 4

ex: Peluruhan sinar alfa, beta, gam radiasi uranium menghasilkan unsur lain.
Isotop adalah atom yang mempunyai no atom yang sama tetapi mempunyai no massa yang berbeda.
contoh: H dengan massa atom 1,2,3
dengan nomor atom sama yaitu 1
Konsep Mole
n = W/M = (g)/(Mr/Ar)
n = V/22,4
n = Jumlah partikel/6,02 x 10^23
1 atom C + 1 atom O --> 1 molekul CO
NA atom C + NA atom O --> NA molekul CO
NA = Bilangan Avogadro = 6,02 x 10^23
1 lusin = 12 buah
1 mole zat = 6,02x10^23 molekul
ex: 1 mole = 6,02x10^23 partikel
10^12 partikel = ... mol?
10^12 partikel = 10^12/6,02x10^23 mol
10^12 partikel = 1/6,02x10^-11
ex: C2H5OH + 3O2 --> @CO2 + 3 H2O
Berapa mole oksigen diperlukan untuk membakar 1,8 mole C2H5OH (etanol)
A --> B
C2H5OH + 3O2 --> 2 CO2 + 3H2O
1,8 mol 5,4 mol
koefisien O2 = 3
Jadi 1,8 x 3 = 5,4 mol
Jadi oksigen yang diperlukan = 5,4 mol

Gram Gram
! !
Molar -----! !---- Molar
Mole A ------> Mole B
^ ^
Liter -----! !---- Liter
! !
Partikel Partikel

Langkah-langkah perhiungan kimia
Reaktan
gram -> (n = g/mr mole)
Molaritas -> M x V = Mole A ------------------------->Mole ------> gram = n x Mr
^ !------> Vol (l) STP = 22,4 l
Volume larutan -> Partikel/NA = 6,)2x10^23 mole->! !------->partikel NA = 6,02x10^23
!---->Vol = mole/M; M = n/V; V = n/M
Cara Menjawab pertanyaan/soal
1. Tentukan koefisien rekasi
2. Dijadikan mol
3. Setarakan mol pada semua senyawa dalam rekasi disesuaikan dengan koefisien reaksi
4. Kembalikan ke satuan yang di tanya
n = W/M; M = Mr = Ar -----------------
! Mr = sigma Ar !
-----------------

Baca Selengkapnya..

EVALUASI EKONOMI

A. PENDAHULUAN
Harga peralatan akan selalu berubah setiap saat tergantung pada kondisi ekonomi. Untuk mengetahui harga peralatan yang pasti pada setiap tahun sangat sulit, sehingga diperlukan suatu metode untuk memperkirakan harga suatu alat dari data peralatan serupa pada tahun sebelumnya. Persamaan pendekatan yang digunakan untuk memperkirakan harga alat adalah :
(Aries, 1955)
Dimana :

Ex = harga alat untuk tahun x
Ey = harga alat untuk tahun y
Nx = nilai indeks untuk tahun x
Ny = nilai indeks untuk tahun y
Apabila suatu alat dengan kapasitas tertentu ternyata tidak memotong kurva spesifikasi. maka harga alat dapat diperkirakan dengan persamaan :
Eb = Ea
Dimana :
Ea = harga alat a
Eb = harga alat b
Ca = Kapasitas alat a
Cb = Kapasitas alat b
Se = size exponent

1. Harga alat diambil dari :
a. CE index 2003 = 390,6 (http:\\www.che.com)
b. CE index 2010 = 420,7 (http:\\www.che.com)

2. Harga dalam Rupiah dibulatkan ratusan ribu terdekat
Harga dalam Dollar dibulatkan dalam satuan terdekat
Kurs Dollar Februari 2009. $ 1 = Rp. 11.000,00

3. Upah Buruh :
a. Buruh Asing = $ 20,00 / man hour
b. Buruh Lokal = Rp. 20.000 / man hour
c. Perbandingan Man hour asing = 3 man hour lokal
B. Dasar Perhitungan
Kapasitas produksi = 50.000 ton/tahun
Harga produk = $ 1,80 /kg
Satu tahun operasi = 330 hari
Pendirian pabrik = tahun 2010
Nilai kurs US $ = Rp.11.000,00

C. Perhitungan Biaya

1. Capital Investment
Capital investment adalah banyaknya pengeluaran-pengeluaran yang diperlukan untuk mendirikan fasilitas-fasilitas pabrik dan untuk mengoperasikannya.
Capital investment terdiri dari :

a. Fixed capital investment
Yaitu biaya yang diperlukan untuk mendirikan fasilitas-fasilitas pabrik.

b. Working capital investment
Yaitu biaya yang diperlukan untuk mengoperasikan suatu pabrik selama waktu tertentu.

2. Manufacturing Cost
Manufacturing cost adalah biaya yang diperlukan untuk pembuatan produk dari bahan dasar yang merupakan jumlah dari direct, indirect dan fixed manufacturing cost.

a. Direct cost
Yaitu pengeluaran yang bersangkutan khusus dalam pembuatan produk antara lain raw material, labor (buruh), supervisi, maintenance, plant supplies, royalties and patent, utilitas.

b. Indirect cost
Yaitu pengeluaran-pengeluaran sebagai akibat tidak langsung karena operasi pabrik. Yang termasuk dalam indirect cost adalah payroll overhead, laboratory, plant overhead, packaging, shipping.

c. Fixed manufacturing cost
Yaitu harga yang berkaitan dengan fixed capital cost dan pengeluaran yang bersangkutan dimana harganya tetap, tidak tergantung dari waktu dan tingkat produksi. Yang termasuk fixed manufacturing cost yaitu depreciation (penyusutan), property taxes (pajak) dan insurance.

3. General Expense
General expense meliputi pengeluaran-pengeluaran yang berkaitan dengan fungsi-fungsi perusahaan yang tidak termasuk manufacturing cost. General expense terdiri dari :

a. Administrasi
Yang termasuk dalam biaya administrasi adalah management salaries, legal fees and auditing, biaya peralatan kantor. Besarnya biaya administrasi diperkirakan 2-3% hasil penjualan atau 3-6% dari manufacturing cost.

b. Sales
Pengeluaran yang dilakukan berkaitan dengan penjualan produk, misalnya biaya distribusi dan iklan. Besarnya biaya sales diperkirakan 3 - 12% harga jual atau 5 - 22% dari manufacturing cost. Untuk produk standar kebutuhan sales expense kecil dan untuk produk baru yang perlu diperkenalkan sales expense besar.

c. Riset (penelitian)
Penelitian diperlukan untuk menjaga mutu dan inovasi ke depan. Untuk industri kimia dana riset sebesar 2,8% dari hasil penjualan.
d. Finance

4. Analisa Kelayakan
Untuk mendapatkan keuntungan yang diperoleh cukup besar atau tidak sehingga dapat dikategorikan apabila pabrik tersebut potensial didirikan atau tidak, maka dilakukan analisa atau evaluasi kelayakan.
Beberapa cara yang digunakan untuk menyatakan kelayakan yaitu :
a. Return of investment (ROI)
% ROI merupakan salah satu cara atau pernyataan yang umum dipakai untuk menunjukkan hubungan antara laba tahunan yang dapat diperoleh dalam rangka usaha pengembalian modal investasi.

b. Pay out time (POT)
POT = fixed capital investment/profit+(0,1 x fixed capital investment)

c. Shutdown point
SDP = 0,3 Ra/Sa-Va-(0,7.Ra) x 100%

d. Break even point
BEP = ra/z = Fa+(0,3 x Ra)/Sa-Va-(0,7 x Ra) x 100%

e. Discounted cash flow
(WC+FCI) . (1+i)10/CF = [(1+i)10+(1+i)9+(1+i)8+...+(1+i)1] + (WC+SV)/CF
R = S


1. Capital Invesment

a. Fixed Capital Investment (FCI)
Tabel 10.1. Komponen Fixed Capital Investment
No. Komponen US $
1. PEC 12.089.459,64
2. Harga alat sampai ditempat 4.108.632,12
3. Instalasi 2.191.489,32
4. Pemipaan 6.785.483,98
5. Instrumentasi 3.063.029,46
6. Isolasi 472.587,97
7. Listrik 1.355.484,87
8. Bangunan 4.320.000,00
9. Tanah dan perbaikan 4.469.318,18
10. Utilitas 1.086.267,21
11. E&C 44.326.011,29
12. Contractor’s Fee 4.432.601,13
13. Contingency 11.081.502,82
Total FCI 119.989.671

b. Working capital (WC)
Tabel 10.2. Komponen Working Capital
No. Komponen US $
1. Raw material inventory 1.030.164,0965
2. In proces inventory 38.608,9640
3. Product inventory 4.633.075,68
4. Available cash 9.266.151,36
5. Extended credit 6.000.000,00
Total WC 20.968.000,10

c. Total Capital Investment
Tabel 10.3. Komponen Capital Investment
No no Komponen US $
1 FCI (Modal Tetap) 63.910.213,25
2 WCI (Modal Kerja) 20.968.000,10
Total CI 84.878.213,35

2. Manufacturing Cost (MC)
a. Direct manufacturing cost (DMC)
Tabel 10.4 Komponen Direct Manufacturing Cost
No. Komponen US $
1. Bahan baku & Pembantu 49.447.876,6327
2. Gaji karyawan 122.181,82
3. Supervisi 103.636,36
4. Maintenance 12.782.042,65
5. Plant Supplies 1.917.306,40
6. Royal. dan Patt 1.440.000,00
7. Utilitas & UPL 13.271.893,00
Total DMC 79.084.937,23

b. Indirect manufacturing cost (IMC)
Tabel 10.5 Komponen Indirect Manufacturing Cost
No. Komponen US $
1. Payroll Overhead (15 % Labour.) 24.436,36
2. Laboratorium ( 16 % Labour.) 24.436,36
3. Pack dan Storage ( 20 % Sales ) 14.400.000,00
4. Plant Overhead ( 70 % Labour.) 85.527,27
Total IMC 14.534.400,00

c. Fixed manufacturing cost (FMC)
Tabel 10.6 Komponen Fixed Manufacturing Cost
No. Komponen US $
1. Depresiasi (10 % FCI) 6.391.021,32
2. Property taxes (2 % FCI) 1.278.204,26
3. Asuransi (1 % FCI) 639.102,13
Total FMC 8.308.327,72

d. Total Manufacturing Cost (MC)
Tabel 10.7 Komponen Manufacturing Cost
No Komponen US $
1 DMC 79.084.937,23
2 IMC 14.538.400,00
3 FMC 8.308.327,72
Total MC 101.927.664,96

3. General Expense (GE)
Tabel 10.8 Komponen General Expense
No. Komponen US $
1. Administrasi ( 5 % Manu. Cost ) 222.800,00
2. Sales ( 10 % Manu. Cost ) 5.096.383,25
3. Finance ( 2 % Manu. Cost ) 16.536.158,41
4. Riset ( 6 % Manu. Cost ) 3.567.468,27
Total GE 25.422.809,93

4. Keuntungan(Profit)
a. Total penjualan produk = Rp. 1.584.000.000.000,00
b. Total cost = Rp. 1.400.855.223.750,4
c. Keuntungan sebelum pajak = Rp. 183.144.776.249,6
d. Keuntungan setelah pajak = Rp. 91.572.388.124,8

5. Analisa Kelayakan
a. Prosentase keuntungan sebelum pajak
= Keuntungan sebelum pajak/fixed capital investment x 100%
= 26 %

b. Prosentase keuntungan setelah pajak
= Keuntungan setelah pajak/fixed capital investment x 100%
= 13 %

c. %ROI sebelum pajak
= profit/fixed capital investment x 100%
= 26 %

d. %ROI setelah pajak
= profit after tax/fixed capital investment
= 13 %

e. POT sebelum pajak
POT = fixed capital investment/profit+(0,1 x fixed capital investment)
= 2,77 tahun

f. POT setelah pajak
= fixed capital investment/profit + (0,1 x fixed capital investment)
= 4,34 tahun
g. Break even point
BEP = Fa + 0,3 Ra/sa-va-0,7 Ra x 100%
= 54,97 %
h. Shutdown point
SDP = 0,3 Ra/Sa-Va-(0,7.Ra) x 100%
= 32,61 %
i. Discounted cash flow
(WC+FCI) . (1+i)10/CF = [(1+i)10+(1+i)9+(1+i)8+...+(1+i)1] + (WC+SV)/CF
R – S = 0
Dengan trial didapat nilai i = 40,36 %

Baca Selengkapnya..

BILANGAN OKSIDASI (BO)

Konsep bilangan oksidasi atau tingkat oksidasi dikemukakan untuk memudahkan dalam menentukan peristiwa oksidasi redoks. Setiap atom diberikan suatu harga yang disebut bilangan oksidasi. Berdasarkan konsep ini telah disusun beberapa aturan atau perjanjian sbb:
1. Dalam unsur-unsur dan molekul-molekul yang beratom sejenis misalnya: Na; Fe; N2;

O2; N dst. Setiap atom mempunyai bilangan oksidasi sama dengan nol (0).
2. Atom H di dalam senyawa memiliki bilangan oksidasi +1 kecuali dalam senyawa-senyawa hidrida ( adalah senyawa antara logam denganhidrogen seperti: NaH; KH; CaH2; BaH2; MgH2; dll). Atom H mempunyai bilangan oksidasi sama dengan -1.
3. Atom O dalam senyawa memiliki bilangan oksidasi -2 kecuali
a. dalam FeO bilangan oksidasi O = +2
b. dalam peroksida seperti
4. Atom logam dalam senyawa memiliki bilangan oksidasi positif yang sesuai dengan valensi logam tersebut.
Contoh: AgCl : bilangan oksidasi Ag = +1
ZnSO4 : Zn = +2
Fe2O3 : Fe = +3
AuCl : Au = +1
CaSO4 : Ca = +2
5. Jumlah total bilangan oksidasi seluruh atom dalam suatu senyawa netral = 0
6. Jumlah total bilangan oksidasi seluruh atom dalam suatu ion = muatan ion tersebut.
contoh:
Tentukan bilangan oksidasi dari
S dalam H2S
N dalam NH4+
P dalam PO43-
Cr dalam K2Cr2O7
Jawab
S dalam H2S = 2(+1) + x = 0
x = -2
N dalam NH4+ = x + 4.1 = +1
x + 4 = +1
x = +5
P dalam PO43- = x + 4.(-2) = -3
x - 8 = -3
x = +5
Cr dalam K2Cr2O7= 2.1 + 2x + 7(-2)= 0
2 + 2x + -14 = 0
2x + -12 = 0
x = -6

Baca Selengkapnya..