CFC-12 Dichloro Difluoro Carbon

metode adsorpsi menggunakan logam magnesium sebagai adsorben Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri UPN “Veteran” Jawa Timur 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

II.1. CFC-12 Dichloro Difluoro Carbon

1.1.1 Pengertian CFC-12 Dichloro Difluoro Carbon Proses pendinginan atau refrigerasi pada hakekatnya merupakan proses pemindahan energi panas yang terkandung di dalam ruangan tersebut. Sesuai dengan hukum kekekalan energi maka kita tidak dapat menghilangkan energi hanya dapat memindahkannya dari satu substansi ke substansi lainnya. Untuk keperluan pemindahan energi panas ruang maka dibutuhkan suatu fluida penukar kalor yang selanjutnya disebut sebagai : refrigeran. Untuk keperluan mesin refrigerasi maka refrigeran harus memenuhi persyaratan tertentu agar diperoleh performa mesin refrigerasi yang efisien. Disamping itu bahan refrigeran juga tidak beracun dan tidak mudah terbakar. Oleh karena itu pada masa lalu pemilihan refrigeran hanya didasarkan atas sifat fisik, sifat kimiawi dan sifat thermodinamik yang memenuhi persyaratan yang tersebut di atas, yaitu : I. titik penguapan yang rendah 2. kestabilan tekanan 3. panas laten yang tinggi 4. mudah mengembun pada suhu ruang 5. mudah bercampur dengan oli pelumas dan tidak korosif 6. tidak mudah terbakar 7. tidak beracun Diantara berbagai jenis refrigeran yang ada maka jenis yang paling terkenal dan hampir memenuhi beberapa syarat diatas adalah refrigeran yang dikenal dengan CFC klorofluorokarbon yang ditemukan oleh seorang peneliti berkebangsaan amerika yang bernama : Thomas Midgely dari general motor pada Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. metode adsorpsi menggunakan logam magnesium sebagai adsorben Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri UPN “Veteran” Jawa Timur 5 tahun 1982. pada awalnya CFC tersebut digunakan sebagai bahan pendingin generator sebagai bahan pendingin generator sebagai pengganti amonia. Tetapi pada tahap berikutnya digunakan sebagai refi-igeran. Sebagai refrigeran CFC merupakan bahan kimia yang unik dan ajaib. Karena disamping mempunyai sifat thermodinamik yang bagus juga tidak beracun dan tidak mudah terbakar oleh karena itu pemakaian CFC lebih luas dibandingkan dengan jenis lainnya. Tetapi setelah mengabdi pada kehidupan manusia selama lebih setengah abad maka CFC harus menerima kenyatan dihapuskan dari peredarannya karena terbukti tidak ramah lingkungan yakni merusak lapisan ozon di stratosfir dan mempunyai kontribusi tinggi terhadap efek pemanasan global. CFC adalah Idorofluorokarbon, yaitu senyawa-senyawa yang mengandung atom karbon dengan klorin dan fluorin terikat padanya. Struktur CFC yang umum adalah: CFC-12 CCL2F2 II.2 Sifat Fisik dan Termodinamika CFC Tabel 2.1 Sifat Fisika dan Thermodinamika CFC No Parameter CFC 1 Normal boiling point, °C -29.75 2 Temperatur kritis, °C 111,97 3 Tekanan Kritis, psia 599,9 4 Panas jenis cairan jenuh pada 37,8 1,026 F C Cl C Cl F Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. metode adsorpsi menggunakan logam magnesium sebagai adsorben Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri UPN “Veteran” Jawa Timur 6 o C,kjkgk 5 Panas jenis uap jenuh pada 37, o C,kjkgk 0,7493 6 Tekanan cairan jenuh pada 37,8 o C,psia 131,7 7 Kerapatan cairan jenuh pada 37,8 o C,kgm 3 1263 8 Kerapatan uap jenuh pada,kgm 3 51,46 9 Kerapatan uap jenuh pada NBP,kgm 3 6,29 10 Konduktifitas termal cairan jenuh 37,8 o C,wm k 0,0628 11 Konduktivitas termal uap jenuh 37,8oC,uP-s 0,0112 12 Viscositas cairan jenuh pada 37,8oC,uPa-s 166,5 Tabel 2.2 Bahaya dari CFC NO PARAMETER HAZARDS CFC 1. MSDS ICSC 0048 2. EU indeks Tidak tercantum 3. Bahaya utama Merusak ozon pelindung bumi 4. Titik nyala Tidak menyala Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. metode adsorpsi menggunakan logam magnesium sebagai adsorben Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri UPN “Veteran” Jawa Timur 7 II.2.Adsorpsi Adsorpsi adsorption penyerapan adalah proses pemisahan dimana komponen tertentu dari suatu fase fluida berpindah ke permukaan zat padat yang menyerap adsorbent `adsorben. Biasanya partikel-partikel kecil zat penyerap ditempatkan di dalam suatu hamparan tetap, dan fluida lalu dialirkan melalui hamparan itu sampai zat padat itu mendekati jenuh dan pemisahan yang dikehendaki tidak dapat lagi berlangsung. Aliran itu lalu dipindahkan ke hamparan kedua sampai adsorben jenuh tadi dapat diganti atau diregeneresi. II.2.1 Adsorben dan proses adsorpsi Kebanyakan zat pengadsorpsi atau adsorben adsorbent adalah bahanbahan yang sangat berpori, dan adsorpsi berlangsung terutama pada dindingdinding pori atau pada letak-letak tertentu di dalam partikel itu. Oleh karena pori-pori itu biasanya sangat kecil, luas permukaan dalam menjadi beberapa orde besaran lebih besar dari permukaan luar, dan bisa sampai 2.000 m2g. Pemisahan terjadi karena perbedaan bobot molekul atau karena perbedaan polaritas menyebablcan sebagian molekul melekat pada permukanan itu lebih erat daripada molekul-molekul lainnya. Dalam kebanyakan hat, komponen yang diadsorpsi atau adsorbat adsorbate melekat sedemikian kuat hingga memungkinkan pemisahan komponen itu secara menyeluruh dari fluida tanpa terlalu banyak adsorpsi terhadap komponen lain. Regenerasi adsorben dapat dilaksanakan kemudian untuk mendapatkan adsorbat dalam bentuk terkonsentrasi atau hampir murni. Pengeringan biasanya dilakukan dengan mengadsorpsi air dengan gel silika, alumina, atau zat padat organik berpori lainnya. Zeolit, atau tapis molekul molecular sieve yang terbuat dari aluminosilikat alamiah atau sintetis dengan struktur berpori halus yang amat beraturan, sangat efektif untuk membuat gas yang mempunyai titik embun yang sangat rendah -75°C. Adsorpsi di atas tapis molekul dapat pula digunakan untuk memisahkan oksigen dan nitrogen, me buat Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. metode adsorpsi menggunakan logam magnesium sebagai adsorben Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri UPN “Veteran” Jawa Timur 8 hidrogen mumi dari gas sintesis, dan memisahkan parafin noinial dari parafin bercabang dan senyawa aromatik. Adsorpsi dari fase zat cair digunakan untuk memisahkan komponenkomponen organik dari limbah-limbah air, ketakmurnian bervvarna dari larutan gula dan minyak nabati, dan air dari zat cair organik. Adsorpsi dapat pula digunakan untuk memulihkan hasil-hasil reaksi yang tidak mudah dipisahkan dengan distilasi atau kristalisasi. Beberapa zat padat jenis yang sama digunakan balk untuk adsorpsi fase uap maupun adsorpsi fase zat cair, walaupun biasanya adsorben dengan pori-pori besar lebih disukai untuk penggunaan dengan zat cair. II.2.2 Prinsip-prinsip Adsorpsi Pada adsorpsi di dalam hamparan tetap fixid bed konsentrasi fase fluida dan fase zat padat berubah menurut waktu dan menurut posisinya pada hamparan. Pada mulanya, sebagian besar perpindahan massa berlangsung di dekat tempat masuk ke hamparan, di mana fluida itu berkontak dengan adsorben segar. Jika zat padat itu tidak mengandung adsorbat pada awal operasi, konsentrasi fluida akan menurun secara eksponensial dengan jarak sampai menjadi nol sebelum mencapai ujung hamparan. Profil konsentrasi ini digambarkan oleh t 1 pada Gambar 2, dimana CC ialah konsentrasi fluida relatif terhadap konsentrasi umpan. Setelah beberapa menit, zat padat di dekat lubang masuk akan mendekati jenuh, dan kebanyakan perpindahan masa akan berlangsung lebih jauh dari lubang masuk. Gradien konsentrasi menjadi berbentuk S seperti terlihat dari kurva t 2 . Daerah di mana sebagian besar perubahan konsentrasi berlangsung dinamakan zona perpindahan massa, dan sebagai limitnya biasanya ditetapkan cc o = 0,95 sampai 0,05. Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. metode adsorpsi menggunakan logam magnesium sebagai adsorben Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri UPN “Veteran” Jawa Timur 9 Gambar 2. Urva terobosan waktu vs CCo 2.2.3 Mekanisme adsorpsi Adsorpsi fisika merupakan suatu proses dimana suatu partikel menempel pada suatu permukaan akibat dari adanya perbedaan muatan lemah diantara kedua benda gaya Van der Waals, sehingga akhirnya akan terbentuk suatu lapisan tipis partikel- pertikel halus pada permukaan tersebut. Permukaan karbon yang mampu menarik molekul organik misalnya merupakan salah satu contoh mekanisme jerapan, begitu juga yang terjadi pada antar muka air-udara, yaitu mekanisme yang terjadi pada suatu protein skimmer. Molekul organik bersifat polar sehingga salah satu ujungnya akan cenderung tertarik pada air disebut sebagai hidrofiliksuka air sedangkan ujung yang lain bersifat hidrofobik benci air. Permukaan molekul aktif seperti ini akan tertarik pada antarmuka air-gas pada permukaan gelembung udara, sehingga molekulmolekul tersebut akan membentuk suatu lapisan tipis disana dan membentuk buihbusa. Dalam suatu protein skimmer; ketika gelembung udara meninggalkan air menuju tampungan busa, gelembung udara tersebut akan kolaps sehingga pada akhimya bahan-bahan organik akan tertinggal pada tampungan busa yang bersangkutan. Gaya van der waals dapat bekerja pada jarak yang tidak dapat menyebabkan pertumpangtindihan atau pengalihan elektron sehingga biasanya dikaitkan dengan energi yang lebih kecil. Gaya van der waals bekerja memegangi molekul dalam lapis dan juga memegangi lapis menjadi satu. Proses adsorpsi dapat digunakan untuk memisahkan campuran yang relatif sulit dipisahkan dengan cara distilasi, ekstraksi dan kristalisasi. Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. metode adsorpsi menggunakan logam magnesium sebagai adsorben Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri UPN “Veteran” Jawa Timur 10 Pada dasarnya, proses adsorpsi akan melibatkan berbagai tahap sebagai berikut : 1. Kontak antar fluida dengan padatan adsorben. Pada tahap ml terjadi adsorpsi fluida ke permukaan padatan adsorben dan fluida yang diadsorpsi disebut sebagai adsorbat. 2. pemisahan fluida yang tidak mengalami adsorpsi. 3. Regenerasi adsorben. Selain itu, juga diperlukan persyaratan lain yaitu zat yang mengadsorpsi adsorben umumnya berada pada keadaan stasioner, sehingga terjadi kontak antara adsorbat dengan adsorben Bila dilihat dari mekanisme peristiwa adsorpsi diatas, proses yang terjadi hampir mendekati proses ekstraksi. Pada ekstraksi, perpindahan massa berlangsung dari fase padat atau fase cair ke fase cair, sedangkan pada adsorpsi, perpindahan massa berlangsung sebaliknya yaitu dari fase cair ke permukaan fase padat. 2.2.4 Faktor-faktor yang mempengaruhi adsorpsi 1. Luas permukaan kontak 2. Waktu kontak 3. Jenis adsorben 4. Konsentrasi 5. Suhu dan tekanan 2.2.5 Adsorben Padatan yang berfungsi untuk mengadsorpsi dikenal sebagai adsorben. Adsorben tersebut dapat berbentuk serbuk powder atau butiran granular dan penggunaannya tergantung operasi yang akan dilakukan. Pada umumnya, partikel adsorben tersebut berdiameter antara 50 im 0,005 cm hingga 0,5 inci 1,27 cm. Pemakaiannya, antara lain adalah untuk mengadsorpsi berbagai zat pengotor yang umumnya, meliputi zat-zat organik, bau dan wama, koloid dan senyawa nitrit yang berada dalam fluida cair. Selain itu, juga dapat digunakan untuk mengadsorpsi suatu Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. metode adsorpsi menggunakan logam magnesium sebagai adsorben Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri UPN “Veteran” Jawa Timur 11 gas yang tidak dikehendaki yang berada di dalam campuran gas. Salah satu faktor yang penting dalam proses adsorpsi adalah luas permukaan adsorben per satuan berat adsorben. Bila dibandingkan dengan terhadap ukuran partikel, luas permukaan internal pada pori-pori partikel lebih berpengaruh pada proses adsorpsi. Biasanya pori-pori berukuran sangat kecil yaitu berdiameter hanya beberapa molekul saja, tetapi menyediakan sejumlah besar luas permukaan adsorpsi. Sebagai contoh charcoal yang dapat mengadsorpsi gas, mempunyai luas permukaan sekitar 100.000 m 2 kg adsorben.

2.3 Magnesium