EFEK PERUBAHAN INPUT BERULANG

I. TUJUAN PERCOBAAN

Setelah melakukan praktikum mahasiswa diharapkan dapat :

1. Mengetahui efek perubahan input berulang pada kestabilan proses 3 tangki

2. Menggambarkan kurva perubahan respon konsentrasi tangki bersusun

3. Menjelaskan akibat perubahan input berulang pada kestabilan proses

II. ALAT DAN BAHAN YANG DIGUNAKAN

Alat:

1. 1 set tangki berpengaduk yang disuun seri

2. 1 set konduktometer

3. Stopwatch

4. Gelas kimia 1000 ml

5. Gelas kimia 100 ml

6. Gelas ukur 100 ml

7. Labu takar 50 ml

8. Pengaduk

9. Spatula

10. Neraca analitik

11. Baskom

Bahan:

1. KCl 1 M dalam 50 ml

2. KCl 0,1 M untuk kalibrasi konduktometer

3. Aquadest secukupnya

III.DASAR TEORI

Pengadukan adalah operasi yang menciptakan terjadinya gerakan di dalam

bahan yang diaduk. Tujuan operasi pengadukan yang utama adalah terjadinya

pencampuran. Pencampuran merupakan operasi yang bertujuan mengurangi

ketidaksamaan kondisi, suhu, atau sifat lain yang terdapat dalam suatu bahan.

Pencampuran dapat terjadi dengan cara menimbulkan gerak di dalam bahan itu yang

menyebabkan bagian-bagian bahan saling bergerak satu terhadap yang

lainnya,sehingga operasi pengadukan hanyalah salah satu cara untuk operasi

pencampuran. Pencampuran fasa cair merupakan hal yang cukup penting dalam

berbagai proses kimia. Pencampuran fasa cair dapat dibagi dalam dua kelompok.

Pertama, pencampuran antara cairan yang saling tercampur (miscible), dan kedua

adalah pencampuran antara cairan yang tidak tercampur atau tercampur sebagian

(immiscible). Pengadukan dan pencampuran merupakan operasi yang penting dalam

industri kimia. Pencampuran (mixing) merupakan proses yang dilakukan untuk

mengurangi ketidakseragaman suatu sistem seperti konsentrasi, viskositas,

temperatur dan lain-lain. Pencampuran dilakukan dengan mendistribusikan secara

acak dua fasa atau lebih yang

Mula-mula heterogen sehingga menjadi campuran homogen. Peralatan proses

pencampuran merupakan hal yang sangat penting, tidak hanya menentukan derajat

homogenitas yang dapat dicapai, tapi juga mempengaruhi perpindahan panas yang

terjadi. Penggunaan peralatan yang tidak tepat dapat menyebabkan konsumsi energi

berlebihan dan merusak produk yang dihasilkan. Salah satu peralatan yang

menunjang keberhasilan pencampuran ialah pengaduk. Pencampuran yang baik akan

diperoleh bila diperhatikan bentuk dan dimensi pengaduk yang digunakan, karena

akan mempengaruhi keefektifan proses pencampuran, serta daya yang diperlukan.

Menurut aliran yang dihasilkan, pengaduk dapat dibagi menjadi tiga golongan:

1. Pengaduk aliran aksial yang akan menimbulkan aliran yang sejajar dengan

sumbu putaran.

2. Pengaduk aliran radial yang akan menimbulkan aliran yang berarah

tangensial dan radial terhadap bidang rotasi pengaduk. Komponen aliran tangensial

menyebabkan timbulnya vortex dan terjadinya pusaran, dan dapat dihilangkan

dengan pemasangan baffle atau cruciform baffle.

3. Pengaduk aliran campuran yang merupakan gabungan dari kedua jenis

pengaduk di atas.

Alat pengaduk merupakan bagian dari sistem pengaduk, yang selain mencakup

bagian penggerak (biasanya elektro-motor sebagai penggerak tunggal) juga berbagai

rangkaian pengalih (roda gigi, kopling, bantalan) serta seringkali penyekat sumbu

pengaduk. Alat pengaduk yang sebagian telah distandarisasi untuk tangki pengaduk

dipasang pada tutup tangki dengan perantaraan pemegang. Pada bejana pengaduk

terbuka yang kecil seringkali digunakan alat pengaduk yang dapat diatur posisinya

(dapat diangkat dan diturunkan, sebagian juga dapat dibalikkan) atau yang dapat

dijepitkan pada dinding bejana).

Pengaduk berfungsi untuk menggerakkan bahan (cair, cair / padat, cair / cair,

cair / gas, cair / padat / gas) di dalam bejana pengaduk. Biasanya yang berlangsung

adalah gerakan turbulen (misalnya untuk melaksanakan reaksi kimia, proses

pertukaran panas, proses pelarutan). Alat pengaduk terdiri atas sumbu pengaduk dan

strip pengaduk yang dirangkai menjadi satu kesatuan atau dapat dipisah-pisah

menjadi 2 - 3 bagian (pengaduk yang dapat dipisah-pisahkan juga dapat dibongkar

pasang di dalam satu unit tangki pengaduk).

Alat pengaduk dapat dibuat dari berbagai bahan yang sesuai dengan bejana

pengaduknya, misalnya dari baja, baja tahan karat, baja berlapis email, baja berlapis

karet. Suatu alat pengaduk diusahakan menghasilkan pengadukan yang sebaik

mungkin dengan pemakaian daya yang sekecil mungkin. Ini berarti seluruh isi bejana

pengaduk sedapat mungkin digerakkan secara merata, biasanya secara turbulen.

IV. LANGKAH KERJA

1. Mengkalibrasi konduktometer yang akan digunakan sesuai prosedur kalibrasi

2. Mempersiapkan larutan KCL dalam wadah 50 ml dan air aquadest pada

tangki penampung di bagian belakang.

3. Mengisi ke 3 tangki berpengaduk di bagian depan dengan larutan KCL .

4. Menghidupkan pengaduk dan mengatur laju pengadukan pada kecepatan

medium, mengukur konduktivitas ke 3 tangki di depan, memastikan nilai

konduktivitas harus sama. (mematikan pengaduk saat melakukan pengukuran

konduktivitas).

5. Menghidupkan pompa dan mengalirkan aquadest dari tangki penampung ke

gelas ukur 100 ml, menentukan laju alir ke tangki berpengaduk dengan

menggunakan stopwatch.

6. Memasukkan selang berisi aquadest ke tangki berpengaduk 1 dan mencatat

waktu sebagai 0 menit.

7. Mengukur konduktivitas ditangki berpengaduk I, II, III bergantian setiap 1

menit sekali selama 10 menit pertama.

8. Setelah 10 menit, memasukkan 10 ml KCl dari labu ukur 50 ml, ke tangki I,

melanjutkan pengamatan setiap 1 menit hingga 10 menit. Mengulangi

kembali langkah 8 hingga terjadi penambahan 3x10 ml larutan KCl ke tangki

bersusun.

9. Setelah selesai, mengosongkan seluruh tangki penampung dank e 3 tangki

berpengaduk.

10. Mencuci dengan air karena sisa air garam dapat menimbulkan terak pada alat.

V. DATA PENGAMATAN

Konduktivitas awal = 0,09 mS/cm

V = 90ml/10s = 9 ml/s

Tangki I tiap 10 menit ditambah KCl 1 M 10 ml

10 menit pertama

Menit ke- TangkiI II III

0 0.09 0.09 0.091 1.34 0.22 0.122 0.99 0.77 0.373 0.58 0.70 0.534 0.30 0.42 0.505 0.20 0.30 0.406 0.16 0.23 0.327 0.13 0.18 0.258 0.12 0.15 0.219 0.12 0.13 0.1610 0.11 0.11 0.15

10 menit kedua

Menit ke- TangkiI II III

11 1.36 0.55 0.3012 0.87 0.73 0.5013 0.56 0.67 0.5814 0.37 0.56 0.5815 0.26 0.43 0.5416 0.20 0.33 0.4417 0.16 0.25 0.3718 0.13 0.19 0.2919 0.12 0.16 0.2220 0.11 0.13 0.17

10 menit ketiga

Menit ke- TangkiI II III

21 1.31 0.58 0.3422 0.52 0.66 0.7123 0.33 0.54 0.6524 0.24 0.39 0.5425 0.18 0.29 0.4226 0.15 0.22 0.3227 0.14 0.18 0.2528 0.14 0.15 0.2029 0.13 0.14 0.1730 0.12 0.15 0.1531 0.11 0.13 0.1432 0.10 0.11 0.1233 0.10 0.10 0.1134 0.10 0.10 0.1035 0.10 0.10 0.1036 0.10 0.10 0.10

VI. PERHITUNGAN

1. Pembuatan Larutan KCl 1 M 50 ml

m = M x V x BM

= 1 mol/l x 0,05 l x 74,55 gr/mol

= 3,727 ≈ 3,73 gr

2. Pembuatan larutan KCl 0,1 M 100 ml

m = M x V x BM

= 0,1 mol/l x 0,1 l x 74,55 gr/mol

= 0,7455 ≈ 0,74 gr

3. Kecepatan aliran

v = 90 ml

t = 10 s

V = v/t

= 90ml/10s = 9 ml/s

4. Penentuan Konstanta Cell untuk Kalibrasi

Persamaan: y = 6,758 + 0,245 (x), dimana

y = Konstanta Cell teori

x = Suhu

(sumber:http://www.himka1polban.wordpress.com/laporan/elektroanalisis/pengukura

n-tds-dan-konduktometri/)

y = 6,758 + 0,245 (30)

= 14,11 cell constan/cm

Nilai K = nilai K teori/nilai K terukur

= 14,11/11,81

= 1,194

GRAFIK

VII. ANALISA PERCOBAAN

Setelah melakukan percobaan mengenai efek yang ditimbulkan akibat input

berulang pada tangki berpengaduk dapat diketahui fluida yang digunakan adalah

aquadest dan input atau gangguan yang diberikan berupa larutan KCl 1 M

sebanyak 10 ml tiap 10 menit pengadukan.

Pada percobaan di 10 menit pertama pada tangki satu terlihat ada peningkatan

konduktivitas yang terjadi karena adanya gangguan yang diberikan berupa KCL

1 M tetapi karena adanya penambahan aquadest yang konstan menggunakan

pompa maka nilai konduktivitas cepat membaik dan normal kembali. Begitu pula

yang terjadi pada tangki kedua dan ketiga.

Perbedaan nilai saat penurunan konduktivitas disebabkan oleh waktu

keterlambatan yang direspon dari gangguan yang diberikan. Saat tangki pertama

mendekati konduktivitas awal, tangki kedua ikut turun perlahan namun pada

tangki ketiga, konduktivitas berjalan lambat sehingga saat gangguan berikutnya

dimasukkan, pada tangki ketiga konduktivitas masih menurun sedangkan tangki

lainnya mulai naik karena gangguan yang diberikan. Hal tersebut dikarenakan

adanya jarak antara masing-masing tangki sehingga ada waktu jeda antara tangki

pertama dengan yang kedua, dan tangki kedua dengan yang ketiga. Karena itulah

terjadi osilasi yang berbeda pada grafik yang disebabkan oleh gangguan, jarak

tangki dan waktu yang diperlukan.

IX. KESIMPULAN

Dari percobaan yang dilakukan, dapat disimpulkan bahwa:

- Osilasi pada grafik disebabkan oleh waktu yang dibutuhkan gangguan untuk

mempengaruhi tangki berikutnya yang disebabkan oleh jarak antar tangki dan

interval ganguan yang diberikan.

- Gangguan yang diberikan berupa KCL 1 M sehingga lonjakan terjadi begitu

besar.

-

GAMBAR ALAT

Peralatan DS-3

DAFTAR PUSTAKA

Lestari, Sutini Pujiastuti. 2013. Penuntun Praktikum Pengendalian Proses.

Palembang: Politeknik Negeri Sriwijaya.