20
2.4.1. Persamaan –persamaan yang Dipergunakan Untuk Perhitungan
Persamaan untuk menerangkan efisiensi listrik pada reaksi elektrolisa amonia diturunkan dari hukum Faraday , dinyatakan dengan persamaan 27
100 x
teoritis i
terkonvers NH
mol nyata
i terkonvers
NH mol
3 3
= η
27 Jumlah amonia nyata mol diperhitungkan dari konsentrasi awal dan konsentrasi
akhir dengan persamaan 28 dan 29.
[ ]
nyata awal
awal NH
mol Liter
larutan volume
x Liter
mol Kons
3
= ⎟
⎠ ⎞
⎜ ⎝
⎛ →
28
[ ]
nyata akhir
akhir NH
mol Liter
larutan volume
x Liter
mol Kons
3
= ⎟
⎠ ⎞
⎜ ⎝
⎛ →
29 mol
NH3terkonversi nyata
=[ mol ]
awal nyata
- [ mol ]
akhir nyata
30
F .
n t
. I
. s
mol
teoritis i
terkonvers NH
3
=
31 Mol ekuivalensi untuk elektrolisa amonia adalah 3 ekuivalen dan faktor stokiometri
s sebesar 1 mol. Konstanta Faraday sebesar 26,8 Ampere jamekuivalen sedangkan waktu elektrolisa t dihitung dalam satuan jam dan arus listrik yang dipergunakan I
dalam ampere. Untuk menghitung konversi amonia dari proses dapat dipergunakan
persamaan 32 berikut Bonin, 2006:
100 x
C C
C NH
konversi
o f
o 3
− =
32 Reaksi penurunan konsentrasi amonia mempunyai orde satu semu Chen dkk., 2007
dan nol semu Yan dkk., 2009. Penghitungan reaksi orde satu menggunakan persamaan reaksi seperti persamaan 33.
3 3
NH NH
C .
k dt
dC −
=
33
21 Integrasi persamaan 33 diatas akan menghasilkan persamaan 34 dan
35. t
k C
C ln
NH t
NH
3 3
− =
⎥ ⎥
⎦ ⎤
⎢ ⎢
⎣ ⎡
34 t
k C
ln C
ln
NH t
NH
3 3
− =
− 35
Slope dari grafik
NH t
NH
3 3
C ln
C ln
− versus t waktu merupakan nilai k konstanta
kecepatan reaksi. Sedangkan konsentrasi amonia model C
hitung
dihitung dengan persamaan 36 berikut.
t k
NH hitung
e .
C C
3
−
= 36
Orde Reaksi nol diturunkan dari persamaan 37 berikut: k
dt dC
3
NH
− =
37 Integrasi persamaan 37 diatas akan menghasilkan persamaan 38.
t k
C C
NH t
NH
3 3
− =
− 38
Slope dari grafik
NH t
NH
3 3
C C
− versus t waktu merupakan nilai k konstanta
kecepatan reaksi. Sedangkan konsentrasi amonia model C
hitung
dihitung dengan persamaan 39 berikut.
NH hitung
3
C t
k C
+ −
= 39
Untuk menghitung penyimpangan data percobaan dari perhitungan model, maka dilakukan penghitungan dengan menggunakan persamaan Absolute Avarage
Deviation AAD berikut:
22
5 100
x C
C C
AAD Deviation
Avarage Absolute
5 1
i percobaan
percobaan hitung
∑
=
− =
40
23
BAB III METODE PENELITIAN
3.1. Bahan yang Digunakan
Pada penelitian ini digunakan larutan model berupa larutan amonia. Larutan tersebut dibuat dengan melarutkan NH
4
OH dan NaCl ke dalam aqua destilata. pH diatur dengan penambahan KOH. NH
4
OH, KOH dan NaCl yang dipergunakan pro analysis pa
dengan merek Merck, sedangkan reagen Nessler bermerek HANNA Instruments. Semuanya dibeli dari CV. Jurus Maju Semarang. Konsentrasi amonia
setelah dan sebelum elektrolisa dianalisa dengan Multiparameter Bench Photometer for Environmental Testing
dan reagen Ammonia MR, Nessler Method, merek HANNA Instruments.
3.2. Rancangan Penelitian dan Rangkaian Alat 3.2.1. Rancangan Penelitian
Penelitian ini menggunakan larutan sebanyak 1L tiap percobaan dengan variabel pH, densitas arus dan konsnetrasi NaCl. Konsentrasi amonia awal dibuat
tetap pada 100 ppm. Percobaan dilakukan dengan tiga variabel berubah yaitu densitas arus, konsentrasi ion klorida dan pH larutan. Satu variabel berubah pada
suatu waktu sedangkan dua variabel yang lain dibuat tetap. Kondisi pH, densitas arus dan konsentrasi NaCl pada masing–masing runing seperti yang tercantum pada
Tabel 3. Sampel diambil setiap 25 menit untuk dianalisa kadar amonianya dengan metode Nesslerization ASTM, D-1426-03.
Interval perlakuan elektrolisis : 100 menit
Kategori