laporan sedimentasi

BAB I PENDAHULUAN

1. 1 Latar Belakang Pada industri kimia proses pemisahan sangat diperlukan, baik dalam penyiapan umpan ataupun produk. Umumnya memisahkan dari campuran produk yang keluar dari reaktor. Berbagai cara pemisahan dapat digunakan, teknik pemisahan yang umumnya banyak dipakai adalah; sedimentasi, kristalisasi, distilasi, ekstraksi, absorpsi, adsorpsi, filtrasi dan penukar ion. Dalam percobaan ini teknik yang dilakukan adalah dengan cara sedimentasi. Proses sedimentasi itu sendiri dilakukan dengan cara mengendapkan partikel zat padat yang tersebar atau tersuspensi dalam cairan dalam waktu tertentu sehingga cairan jernih dapat dipisahkan dari zat padat yang menumpuk didasarnya. Teknik pemisahan dengan cara ini selain lebih mudah dalam pengoperasiannya, dilihat dari segi ekonomi juga jauh lebih murah. 1. 2 Tujuan Percobaan ●

Mampu melakukan peneraan pada neraca.

● Dapat mengetahui kecepatan pengendapan kapur (CaCO3) dalam cairan dengan menggunakan kolom sedimentasi. ● Mampu membandingkan konsentrasi suspensi dengan percobaan dan dengan menggunakan hukum Kynch dengan mengggunakan hukum Kynch. ●

Mampu menganalisis keberlakuan hukum Stokes.

●

Mempelajari faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan pengendapan.

1. 3 Ruang Lingkup Proses pemisahan suatu suspensi dapat dilakukan dengan berbagai macam cara diantaranya dengan filtrasi, kristalisasi, distilasi, ekstraksi, sedimentasi, adsorpsi, absorpsi, dan penukar ion. Pada percobaan ini teknik pemisahan yang dilakukan yaitu dengan cara sedimentasi. Sedimentasi itu sendiri ialah turunnya partikel zat padat yang menumpuk didasarnya.partikel zat padat yang digunakan adalah kapur (CaCO3). Proses sedimentasi ini dilakukan bertujuan untuk menghitung besarnya kecepatan pengendapan partikel zat padat yaitu dengan mengukur jarak turunnya lapisan atas (ZB) dan jarak naiknya lapisan bawah (ZD) terhadap waktu.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2. 1 Peneraan neraca Alat analitik yang biasa digunakan pada percobaan memiliki kesalahan alat yang biasa disebut ketelitian atau ketidaksamaan. Seperti pada termometer, ketelitian neraca juga terletak pada bagian garis skala terkecil. Pada neraca analitik ketelitiannya adalah 1/10 mg. Pada muatan yang lebih berat, ketelitiannya akan berkurang. Dalam peneraan neraca, langkah-langkah yang biasa digunakan adalah sebagai berikut : 1. Cawan porselin dipanaskan dalam oven pemanas Tujuannya adalah agar uap air yang melekat pada cawan tersebut hilang sehingga cawan porselin benar-benar bebas uap air. 2. Memasukkan cawan porselin kedalam eksikator Tujuannya adalah agar cawan porselin tidak kontak langsung dengan udara disekitar. 3. Peneraan dimulai dengan penimbangan yang dilakukan sampai beratnya konstan dengan empat angka dibelakang koma. Hal ini disebabkan kontak dengan udara luar yang mengandung H2O dan pada saat penimbangan berat yang diperoleh bukan benar-benar berat dari cawan tersebut. 2. 2 Sedimentasi Sedimentasi adalah suatu peristiwa turunnya partikel zat padat yang tersebar atau tersuspensi dalam cairan karena gaya berat sehingga cairan jernih dapat dipisahkan dari zat padat yang menumpuk didasarnya. Berdasarkan kemampuan untuk mengendap, sedimentasi dibedakan menjadi: 1. Plain sedimentasi Adalah proses pengendapan dimana partikel-partikelnya memiliki kemampuan untuk mengatasi gaya apung.

2. Koagulasi Partikel-partikelnya halus, sulit mengatasi gaya apung(sulit mengendap) sehingga proses koagulasi dilakukan untuk memperbesar diameter partikelnya agar mudah mengendap. Berdasarkan ukuran partikel, sedimentasi dibedakan menjadi : 1. Discrete particle Selama proses pengendapan bentuk, ukuran, dan densitas partikel tidak berubah. 2. Flacentate particle Selama proses pengendapan bentuk, ukuran, dan densitas partikel berubah. Berdasarkan pengaruh dari partikel lain, sedimentasi dibedakan menjadi: 1. Free settling Partikel bergerak tidak dipengaruhi oleh partikel lain, dapat diperoleh jika konsentrasinya rendah atau encer. 2. Hinder settling Partikel bergerak mendapat pengaruh oleh partikel lain.Percepetan Hinder settling dipengaruhi oleh : 

Floculated settling (pembentukan flok)



Zona settling (pembentukan zona)



Compressing settling (partikel atas menekan partikel dibawahnya) Kecepatan pengendapan pada tiap partikel selalu berubah-ubah tergantung

ukuran partikel yang terdistribusi dalam larutan, partikel yang berukuran lebih besar memiliki kecepatan pengendapan yang lebih besar daripada partikel yang berukuran lebih kecil. 2. 3 Hukum Stokes Setiap benda yang bergerak dalam suatu fluida akan mendapat gaya geser yang disebabkan oleh kekentalan fluida tersebut. Gerak butiran partikel pada proses pengendapan fluida diam dipengaruhi oleh gaya-gaya :

1.

Gaya apung (Fa) Gaya apung yang bekerja berdasarkan gaya Archimedes dan benda dicelupkan kedalam zat cair akan mendapat gaya keatas sebesar zat cair kedalam yang dipindahkan oleh benda yang dicelupkan.

2.

Gaya seret (Fd) Gaya yang timbul akibat adanya gerakan partikel yang bersinggungan dengan fluidanya.

3. Gaya berat (Fg) Merupakan gaya yang bekerja dipengaruhi oleh gaya berat tiap-tiap partikel. Ketiga gaya tersebut merupakan suatu gaya luar partikel : Fa

Fd

Fg 

Gaya apung Fa   w .g .V p



Gaya seret  w C d Vt 2 A p Fd  2



Gaya gravitasi Fg  m.g   p .V p .g

Partikel jatuh mengalami dua periode : 1. Period of acceleration fall Suatu periode singkat dimana berlangsung percepatan yaitu selama waktu kecepatan itu meningkat dari nol sampai kecepatan terminalnya 2. Period of constant velocity fall (terminal settling velocity)

Periode dimana partikel itu berada dalam kecepatan terminalnya, dalam pengendapan dibawah pengaruh oleh gaya gravitasi selalu konstan. Gaya seret selalu meningkat bersamaan dengan kecepatan. Percepatan berkurang menurut waktu dan lama-lama menuju nol. Partikel akan segera mencapai suatu kecepatan tetap (kecepatan maksimal), pengendapan dibawah pengaruh gaya gravitasi membuat dV/dt =0.

F  F

g

 Fa  Fd

m.dV / dt  Fg  Fa  Fd  0 0   p .V p .g   w .g .V p 

C d .Vt 2 . w . A p 2

...............(1)

Untuk partikel yang berbentuk bola : 

m p  V p . p 3

= = 

Ap 

4  1   D p  . p 3  2 

 6

D 3p . p ................( 2)

1  .D p2 ...........(3) 4

Substitusi persamaan (2) & (3) ke persamaan (1), maka : Vt 2 

4.g .D p .  w   p  3.C d .  w

Cd = f (NRe) Cd = Koefisien hambatan NRe = ρw.Dp.vt NRe = Bilangan Reynold Nre = ρw.D μ

Untuk aliran



Laminer : NRe < 1 Cd 



Transisi : 1