∆Gf
o
= energi Gibbs pada keadaan standar T=298 K, P= 1 atm, K
kalmol ∆Hr
o
= panas reaksi, K kalmol K = konstanta kesetimbangan
T = suhu standar = 298 K R = tetapan gas ideal
Sehingga ∆Gf
o
dari reaksi tersebut adalah:
∆Gf
o
= ∆Gf
o
produk - ∆Gf
o
reaktan = ∆Gf°MgSO
4
+ ∆Gf°Air – ∆Gf°MgO+ ∆Gf°H
2
SO
4
= -277,7 + -56,6899 – - 143,73 + -164,93
= -25,7299 kkalmol lnK
298
=-
∆Gf
o
RT
=
25729,9 kkalkmol 1,987
k kal k mol
.K x 298K
= 43,4534 K
298
= 7,4401 x 10
18
c. K pada T operasi= 70°C = 343 K ln
K
2
K
1
= -∆Hr
o
R 1
T
2
- 1
T
1
dengan: K
1
= konstanta kesetimbangan pada 298 K
K
2
= konstanta kesetimbangan suhu operasi
T
1
= suhu standar 25
o
C = 298 K T
2
= suhu operasi 70
o
C = 343 K R= tetapan gas ideal=1,98 K kalKmol
∆Hr
o
= panas reaksi standar pada 298 K ln
K
2
7,4401 x 10 =
24987,9 KkalKmol 1,987 KkalKmol.K
1 343K -
1 298K
ln K
2
7,4401 x 10 = -5,5365
0,00394= K
2
7,4401 x 10 K
2
= 2,93167 10 Harga K yang relatif besar, maka
reaksi pembentukan akan berjalan searah irreversible.
3.2 Tinjauan Kinetika Reaksi
Reaksi MgO dan H
2
SO
4
adalah reaksi padatan yang mengandung cairan
dan akan membentuk slurry. Reaksi pembentukan MgSO
4
dari MgO dan H
2
SO
4
merupakan reaksi orde 2. Reaksi:
MgO + H
4
SO
4
MgSO
4
+ H
2
O 4,5 jam adalah waktu tinggal
pembentukan MgSO
4
. Dari waktu reaksi dapat dipergunakan untuk menentukan
tinjauan kinetika sesuai dengan konversi reaksi, sehingga dimensi reaktor yang
meliputi volume, diameter dan tinggi akan terhitung. Dengan perbandingan mol
H
2
SO
4
dan MgO= 1 : 1, konversi reaksi 95 dan k bernilai 0.5991.
3.3 Tahap Proses
Proses pembentukan MgSO
4
.7H
2
O yang berbahan baku MgO dan H
2
SO
4
dibagi menjadi beberapa tahap, yaitu: a. Persipan Bahan Baku.
H
2
SO
4
pada T = 30°C dan P = 1 atm disimpan dalam bentuk
cair dan dipompakan L-210 dari tangki penyimpan H
2
SO
4
F-210 ke mixer M-120 untuk dilarutkan
dengan air, dan larutan keluar pada T = 70°C lalu diumpankan ke
reaktor. MgO dengan T = 30°C dan P = 1 atm disimpan dalam bentuk
padat. Sebelum dimasukkan ke dalam reaktor, MgO diangkut oleh
Belt conveyor J-230 menuju ke Bucket elevator J-210 kemudian
ke Hopper F-250 dan masuk ke dalam Reaktor R-110.
b. Pembentukan Produk. Ditahap ini berfungsi untuk
mereaksikan antara magnesium oksida dan asam sulfat di dalam
reactor batch. Reaksi di reaktor:
MgO+H
2
SO
4
MgSO
4
+ H
2
O Proses ini menggunakan reaktor
batch tangki berpengaduk untuk menjalankan proses reaksinya.
Sifat reaksi eksotermis atau mengeluarkan
panas, kondisi
operasi isothermal pada T = 70°C, P = 1 atm dan konversi reaktor
sebesar 95. Reaktor dilengkapi dengan pendingin berupa koil
pendingin untuk mempertahankan suhu agar tidak terjadi perubahan
suhu di dalam reaktor. Produk reaksi berupa MgSO
4
berbentuk slurry dan dialirkan menuju Rotary
Drum Filter H-120 untuk menghilangkan pengotornya.
c. Pemurnian Produk. Tahap ini mempunyai tujuan untuk
memisahkan MgSO
4
dari air dan sisa reaktan lainnya sampai
diperoleh produk MgSO
4
dalam bentuk kristal yaitu MgSO
4
.7H
2
O. Produk reaktor R-110 dialirkan
ke Rotary Drum Filter H-120 bertujuan
untuk memisahkan
impuritas dan filtrate. Produk filtrat dipompakan menuju evaporator
V-120 untuk dipekatkan dengan cara menguapkan kadar airnya
yang masih tinggi. Larutan jenuh yang keluar dari evaporator
didinginkan dan dikristalkan di kristaliser S-110. Selanjutnya
kristal yang terbentuk dikeringkan di Rotary Dryer B-120. Produk
berupa kristal kering ditampung di Bin MgSO
4
.7H
2
O F-111. Lalu produk kristal dipacking dan dijual
dipasaran.
SPESIFIKASI ALAT 4.1 Reaktor
Nama Alat : Reaktor
Kode : R-101
Fungsi : Mereaksikan
magnesium oksida dan asam sulfat
menjadi magnesium sulfat
Tipe : Raktor Batch Tangki
Berpengaduk Bahan
: Stainless Stell Type
Konstruksi 304
Jumlah : 8
Kondisi Operasi
: 70°C dan P 1 atm Kapasitas
: 2.123,121ft
3
Tekanan Desain
: 16,314 psi
Dimensi :
Silinder :
Diameter Dalam
: 3,004 m Diameter
Luaar : 3,048 m
Tinggi : 6,007 m
Tebal : 0,88 in
Tutup :
Jenis : Torispherical
Dished Head Tebal
: 316 in Tinggi
: 0,588 m Tinggi
Reaktor Total
: 7,182 m
Pengaduk :
Jenis : six blade disk
Jumlah : 2 buah
Diameter : 1,001 m
Kecepatan : 79,524 rpm
Power : 26,17 Hp
Jaket Pendingin
: Tebal
: 0,250 in Daimeter
: 123 in Tinggi
: 6,656 m
4.2 Crystallizer