PEMBUATAN TAWAS

PERCOBAAN III

PEMBUATAN TAWAS

Hari/Tanggal   : Kamis, 26 September 2013

I.          Tujuan Praktikum

Mengetahui pembuatan tawas dari limbah cair hasil pembuatan gas hidrogen

II.          Dasar Teori

Lingkungan hidup adalah semua benda yang hidup (biotik) dan yang tidak hidup (abiotik) serta kondisi yang ada dalam ruang yang kita tempati. Antara manusia dan lingkungan terdapat hu ungan timbal balik, manusia mempengaruhi lingkungannya begitu juga sebaliknya. Jika lingkungan tercemar maka manusia akan merasakan dampaknya. Persoalan lingkungan yang ada hampir selalu ditimbulkan oleh ulah manusia dan kegiatan produksi yang dilakukannya. Kedua aktivitas ini merupakan sumber pencemaran lingkungan karena menggunakan dan menghasilkan zat atau bahan yang berbahaya yang tidak dapat di daur ulang. Kegiatan produksi selain menghasilkan produk yang mempunyai nilai ekonomi juga menghasilkan limbah, berupa limbah padat, cair maupun gas. Limbah-limbah tersebut akan menyebabkan pencemaran lingkungan meliputi pencemaran air, pencemaran udara, dan pencemaran tanah.

Tawas (Alum) adalah kelompok garam rangkap berhidrat berupa kristal dan bersifat isomorf. Kristal tawas ini cukup mudah larut dalam air, dan kelarutannya berbeda-beda tergantung pada jenis logam dan suhu. Alum merupakan salah satu senyawa kimia yang dibuat dari dari molekul air dan dua jenis garam, salah satunya biasanya Al₂(SO₄)₃. Alum kalium, juga sering dikenal dengan alum, mempunyai rumus formula yaitu K₂SO₄.Al₂(SO₄)₃.24 H₂O. Alum kalium merupakan jenis alum yang paling penting. Alum kalium merupakan senyawa yang tidak berwarna dan mempunyai bentuk kristal oktahedral atau kubus ketika kalium sulfat dan aluminium sulfat keduanya dilarutkan dan didinginkan. Larutan alum kalium tersebut bersifat asam. Alum kalium sangat larut dalam air panas. Ketika kristalin alum kalium dipanaskan terjadi pemisahan secara kimia, dan sebagian garam yang terdehidrasi terlarut dalam air.

Tawas telah dikenal sebagai flocculator yang berfungsi untuk menggumpalkan kotoran-kotoran pada proses penjernihan air. Tawas sering sebagai penjernih air ,kekeruhan dalam air dapat dihilangkan melalui penambahan sejenis bahan kimia yang disebut koagulan. Pada umumnya bahan seperti Aluminium sulfat [Al₂(SO₄)₃.18 H₂O] atau sering disebut alum atau tawas, fero sulfat, Poly Aluminium Chlorida (PAC) dan poli elektrolit organik dapat digunakan sebagai koagulan. Untuk menentukan dosis yang optimal, koagulan yang sesuai dan pH yang akan digunakan dalam proses penjernihan air, secara sederhana dapat dilakukan dalam laboratorium dengan menggunakan tes yang sederhana. Prinsip penjernihan air adalah dengan menggunakan stabilitas partikel-partikel bahan pencemar dalam bentuk koloid. Tawas sebagai koagulan didalam pengolahan air maupun limbah. Sebagai koagulan alum sulfat sangat efektif untuk mengendapkan partikel yang melayang baik dalam bentuk koloid maupun suspensi.

III.          Alat dan Bahan

Ø Alat

1.    Erlenmeyer

2.    Gelas ukur

3.    Gelas beaker

4.    Corong

5.    Batang pengaduk

6.    Neraca Analitik

7.    Hot plate

8.    Kertas saring

Ø Bahan

1.    Alumunium foil

2.    KOH 20%

3.    NaOH 20%

4.    H₂SO₄ (air aki)

5.    Etanol 70%

IV.          Cara Kerja

1.    Ditimbang alumunium foil sebanyak 0,8 gr

2.    Dimasukkan ke dalam gelas beaker yang berisi 50 mL KOH 20% kemudian dipanaskan di atas hot plate

3.    Proses pemanasan dihentikan sampai gelembung-gelembung gas yang terbentuk hilang

4.    Larutan tersebut disaring dan didinginkan

5.    Ditambahkan dengan 30 mL H₂SO₄ (air aki) sambil diaduk

6.    Larutan disaring dan didinginkan di dalam es

7.    Kristal tawas yang terbentuk dipisahkan dengan corong dan dicuci dengan 20 mL etanol 70%

8.    Endapan dikeringkan, setelah kering kemudian ditimbang sampai beratnya konstan.

9.    Dilakukan percobaan yang sama dengan melarutkan alumunium foil dalam NaOH 20%

V.          Data Pengamatan

NO	Alumunium	Ditambahkan	Hasil	Berat Tawas	Berat Kertas Saring
1	0,8 gr	KOH 20%	terbentuk kristal	8,749 gr	0,0004 gr
2	0,8 gr	NaOH 20%	tidak terbentuk kristal

∴     Reaksi

2 Al _(s) + 2 KOH _(aq) + 6 H2O _(l) → 2 K[Al(OH)₄] _(s) + 3 H_{2 (g)}

2 K[Al(OH)₄] _(s) + H₂SO_{4 (aq)} → 2 Al(OH)_{3 (aq)} + K₂SO_{4 (aq)} + 2 H₂O _(l)

2 Al(OH)_{3 (aq)} + 3 H₂SO_{4 (aq)} → Al2(SO₄)_{3 (s)} + 6 H₂O _(l)

K₂SO_{4 (aq)} + Al₂(SO₄)_{3 (s)} + 12H₂O _(l) → 2 KAl(SO₄)₂.12H₂O _(s)

VI.          Pembahasan

Pada percobaan pembuatan tawas ini digunakan alumunium foil sebagai bahan utama dalam pembuatan tawas. Sebagai pelarut digunakan larutan KOH 20% dan juga NaOH 20%, penggunaan dua buah larutan ini dimaksudkan untuk mengetahui larutan yang lebih cocok digunakan dalam pembuatan tawas ini. Tawas dihasilkan dengan mereaksikan logam aluminium (Al) dalam larutan basa kuat dan akan larut membentuk aluminat dan menghasilkan gas hidrogen. Proses melarutkan ini dibantu dengan adanya panas untuk mempercepat reaksi, dikarenakan dalam reaksi ini dihasilkan gas hidrogen yang ditandai dengan adanya gelembung-gelembung udara, pemanasan juga bertujuan untuk membuat gelembung-gelembung tersebut menghilang. Larutan aluminat kemudian dinetralkan dengan menggunakan asam sulfat, dalam hal ini digunakan air aki. Reaksi ini akan membentuk endapan putih dari Al(OH)₃. Penambahan larutan H₂SO₄ dilakukan agar seluruh senyawa K[Al(OH)₄] dapat bereaksi sempurna. Al(OH)₃ yang terbentuk langsung bereaksi dengan H₂SO₄ dengan persamaan reaksi sebagai berikut :

2 Al(OH)₃ + 3 H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 6 H₂O

Filtrat yang dihasilkan disaring untuk menghilangkan pengotor-pengotornya. Selanjutnya filtrat yang dihasilkan didinginkan dalam es bertujuan untuk mempercepat pembentukan kristal tawas. Setelah kristal tawas terbentuk, filtrat kemudian dicuci dengan menggunakan etanol 70% yang berfungsi untuk menyerap kelebihan air dan mempercepat pengeringan. Kristal yang terbentuk kemudian disaring, dikeringkan dan ditimbang berat kristal tawas yang diperoleh.

Pada percobaan ini didapatkan jumlah kristal tawas yang diperoleh adalah sebesar 8,749 gr yang dihasilkan dari reaksi antara alumunium foil dengan KOH 20%, sedangkan reaksi antara alumunium foil dengan NaOH 20% tidak menghasilkan kristal tawas, hal ini mungkin disebabkan oleh konsentrasi dari NaOH yang rendah sehingga reaksi pembentukan kristal berlangsung lambat juga mungkin disebabkan pada saat pemanasan dengan larutan NaOH, suhu pemanasan diatur tinggi yang menyebabkan endapan yang terbentuk larut.

VII.          Kesimpulan

Berdasarkan percobaan didapatkan hasil tawas dari reaksi alumunium foil 0,8 gr dengan menggunakan 50 mL larutan KOH 20% adalah sebesar 8,749 gr, sedangkan dengan NaOH 20% tidak dihasilkan kristal tawas.

Daftar Pustaka

Anonim. 2009. Proses Pembuatan Alum (Tawas). http://tutorialkuliah.blogspot.com/2009/05/proses-pembuatan-alum-tawas.html diakses pada 2 Oktober 2013

Anonim. 2011. Pembuatan Tawas Dari Alumunium Foil. http://tulananda.wordpress.com/2011/10/20/pembuatan-tawas-dari-alumunium-foil/ diakses pada 2 Oktober 2013

LAMPIRAN

Gambar 1. Tawas hasil percobaan

HYDROGEN STORAGE

PERCOBAAN II

HYDROGEN STORAGE

Hari/Tanggal   : Kamis, 19 September 2013

PENDAHULUAN

I.        Latar Belakang

Menipisnya bahan bakar fosil dan berbagai isu global membuat manusia terdesak untuk mencari alternatif bahan bakar untuk masa depan, salah satu jawabannya adalah hidrogen. Penggunaan gas hidrogen untuk bahan bakar mobil telah menjadi alternatif bahan bakar yang penggunaannya semakin meningkat, hal ini disebabkan dengan mengggunakan gas hidrogen maka gas buang yang dihasilkan tidak mencemari lingkungan karena yang keluar hanya uap air. Akan tetapi salah satu kendala yang dihadapi adalah kurangnya sumber gas hidrogen yang murah dan mudah diperbaharui.

Beberapa peneliti mengatakan bahwa kendaraan bermotor yang menggunakan hidrogen sebagai bahan bakar jauh lebih aman ketika bertabrakan jika dibandingkan dengan kendaraan yang menggunakan bahan bakar yang berasal dari minyak bumi. Hal ini disebabkan hidrogen mudah menguap jika berada ditempat terbuka. Asalkan tidak ada komponen dari segitiga api, ledakan maupun kebakaran tidak akan terjadi.
Hidrogen adalah elemen paling berlimpah dan paling sederhana di dunia. Pada suhu dan tekanan permukaan bumi, hidrogen tidak berwarna. Bagaimanapun, hidrogen jarang ditemukan sendiri di alam. Biasanya terikat dengan elemen lain. Atmosfer kita sekarang mempunyai presentase yang kecil untk hidrogen. Hidrogen terkunci dalam jumlah besar di air (H₂O), hidrocarbon (seperti methana, CH₄), dsb. Memproduksi hydrogen untuk menjadi bahan bakar dari komponen tersebut secara efisien dan ramah lingkungan menjadi tantangan yang besar pada hari ini.

II.      Rumusan Masalah 

∴     Mengetahui bagaimana cara sintesis Hidrogren

∴     Mengetahui reaksi apa yang terjadi pada sintesis Hidrogen

∴     Mempelajari penggunaan gas hidrogen sebagai fuel cell

III.   Tujuan Praktikum 

∴     Untuk mengetahui dan mengidentifikasi pembentukan gas hidrogen

∴     Mengamati kemampuan gas hidrogen untuk dapat menghantarkan arus listrik

IV.   Tinjauan Pustaka
           Hidrogen merupakan unsur yang paling  ringan dan paling sederhana karena mengandung 1 proton dan 1 elektron. Dalam keadaan bebasnya berbentuk molekul gas diatomik, yang tidak berwarna, tidak berbau dan tidak dapat dirasakan.  Hidrogen merupakan unsur yang sangat aktif secara kimia sehingga jarang sekali ditemukan dalam bentuk bebasnya. Di alam, hidrogen terdapat dalam bentuk senyawa dengan unsur lain, seperti dalam air, hidrogen berikatan dengan oksigen atau dengan karbon dalam metana. Untuk dapat memanfaatkannya, hidrogen harus dipisahkan terlebih dahulu dari senyawanya.

Hidrogen berasal dari bahasa latin yaitu hydrogenium adalah unsur kimia pada tabel periodik yang memiliki simbol H dan nomor atom 1. Pada suhu dan tekanan standar, hidrogen tidak berwarna, tidak berbau, bersifat non logam, bervalensi tunggal, dan merupakan gas diatomik yang sangat mudah terbakar. Dengan massa atom 1,00794 amu, hidrogen adalah unsur teringan di dunia. Senyawa hidrogen relatif langka dan jarang dijumpai secara alami di bumi, dan biasanya dihasilkan secara industri dari berbagai senyawa hidrokarbon seperti metana. Hidrogen juga dapat dihasilkan dari air melalui proses elektrolisis, namun proses ini secara komersial lebih mahal daripada produksi hidrogen dari gas alam.

Hidrogen atau H₂ mempunyai kandungan energi per satuan berat tertinggi, dibandingkan dengan bahan bakar manapun. Kelarutan dan karakteristik hidrogen dengan berbagai macam logam merupakan subjek yang sangat penting dalam bidang metalurgi dan dalam riset pengembangan cara yang aman untuk menyimpan hidrogen  yaitu digunakan sebagai bahan bakar. Kelarutan hidrogen dalam logam disebabkan oleh distorsi setempat ataupun ketidakmurnian dalam ke kisi hablur logam. Hidrogen bereaksi secara langsung dengan unsur – unsur oksidator lainnya.

Penggunaan hidrogen sebagai energi alternatif memiliki banyak keunggulan. Ketika terbakar, hidrogen melepaskan energi berupa panas dan menghasilkan air sebagai bahan buangan (2 H₂ + O₂ —> 2 H₂O), sama sekali tidak mengeluarkan karbon. Penggunaan hidrogen sebagai bahan bakar sangat membantu mengurangi polusi CO₂ dan juga CO sehingga sekaligus mengurangi efek rumah kaca (meskipun pembakaran hidrogen juga menghasilkan polutan berupa NO₂ dalam jumlah kecil). Keunggulan lain dari Hidrogen adalah jumlahnya di alam ini sangat melimpah, 93 % dari seluruh atom yang ada di jagat raya ini adalah Hidrogen, unsur yang paling sederhana dari semua unsur yang ada di alam ini . Tiga perempat dari massa jagat raya ini adalah Hidrogen. Di bumi sendiri bentuk hidrogen yang paling umum kita kenal adalah air (H₂O).

Hanya, meskipun memiliki banyak keunggulan dibanding bahan bakar lain, hidrogen juga memiliki kelemahan. Kelemahan Hidrogen (H₂) ini sebagai bahan bakar adalah sifatnya sebagai sumber energi yang tidak bersifat langsung (primer) sebagaimana halnya gas alam, minyak atau batubara. Hidrogen adalah energi turunan (sekunder) sebagaimana halnya listrik yang tidak bisa didapat langsung dari alam, melainkan harus diproduksi dengan menggunakan sumber energi lain seperti gas alam, minyak, batu bara, nuklir, energi matahari dan berbagai sumber energi lainnya.

Aluminium termasuk unsur yang banyak terdapat di kulit bumi. Umumnya aluminium ditemukan bergabung dengan silikon dan oksigen, seperti dalam alumininosilikat, yang terdapat dalam karang sebagai granit dan tanah liat. Logam aluminium berwarna putih, mengkilat, mempunyai titik leleh tinggi yaitu sekitar 660°C, moderat lunak dan lembek lemah jika dalam keadaan murni, tetapi menjadi keras dan lunak jika dibuat paduan dengan logam-logam lain. Densitasnya sangat ringan sebesar 2,73 g/cm³. aluminium merupakan konduktor panas dan konduktor listrik yang baik, namun sifat ini lebih rendah dibandingkan dengan sifat konduktor tembaga. Atas dasar sifat-sifat tersebut, logam aluminium sangat banyak manfaatnya. Dalam industri rumah tangga, misalnya untuk peralatan masak/dapur, dalam induustri makanan misalnya untuk pembungkus makanan, kaleng minuman, pembugkus pasta gigi dan lain sebagainya. Reaksi alumunium dengan basa menghasilkan gas hidrogen. Alumunium dapat menunjukkan sifat asamnya jika direaksikan dengan basa seperti larutan NaOH.

2 Al _(s) + OH^- _(aq) + 6 H₂O _(l) → 2 [Al(OH)₄]^- _(aq) +3 H_{2 (g)}

V.     Alat dan Bahan

·      Alat

                 1.  Membran fuell cell

                 2.  Botol bekas

                 3.  Pompa

                 4.  Balon

                 5.  Neraca analitik

                 6.  Gelas beaker

                 7.  Selang

·      Bahan

1.    NaOH

2.    Alumunium foil

3.    Air

VI.   Cara Kerja 

1.    Melubangi tutup botol lalu dipasang baut untuk dihubungkan dengan selang, kemudian selang dihubungkan dengan botol bekas minuman.

2.  Memasang balon pada tutup botol yang sudah terhubung dengan selang.

3.  Mengisi gelas beaker dengan air sampai setengahnya. 

4.  Mengisi botol bekas dengan larutan NaOH ± 35 mL, lalu dimasukan kedalam gelas beaker yang berisi air.

5. Memasukkan limbah 0,8 gram alumunium foil yang sudah diremas-remas ke dalam botol.

6. Mengamati reaksi yang terjadi pada balon, jika reaksi sudah selesai tutup kran pompa dan hubungkan pada membran

7. Mengamati energi yang terjadi.

VII.  Data Pengamatan

         Reaktor berfungsi dengan baik, gas H₂ dapat ditampung dalam balon dan berhasil dihubungkan dengan membran. Pengamatan sebagai berikut.  

 IX.  Pembahasan

Fuel cell adalah suatu konverter dari energi kimia menjadi energi listrik dengan memanfaatkan kecenderungan hidrogen dan oksigen untuk bereaksi dimana operasi jangka panjangnya dapat terus menerus terjadi selama bahan bakarnya dapat terus disuplai yaitu hidrogen dan oksigen. Gas hidrogen dan oksigen secara elektrokimia dikonvert menjadi air.

Hidrogen dapat dibuat atau diperoleh dengan mereaksikan logam-logam dengan asam kuat yang dapat berupa H₂SO₄ dan dengan logam aluminium yang direaksikan dengan basa kuat berupa NaOH. Pada praktikum kali ini, pembuatan gas hydrogen dilakukan dengan menggunakan NaOH dan limbah alumunium foil, dimana NaOH bertindak sebagai katalis yang mempercepat reaksi. Aluminium merupakan logam yang berwarna putih abu-abu (silver) yang melebur pada 659  ^oC, dan bila terkena udara akan teroksidasi pada permukaannya. Pembentukan hidrogen ini terjadi menurut persamaan :

Pada saat alumunium foil 0.8 gram dimasukan kedalam botol yang berisi 35 mL NaOH 1 M terjadi gelembung-gelembung pada alumunium foil, selanjutnya lubang botol ditutup dengan balon, sehingga gas hydrogen yang diperoleh dari reaksi tersebut tertampung di dalam balon. Untuk mengidentifikasi dan memastikan telah dihasilkan hidrogen dalam reaksi yaitu dengan mengujicobakannya pada sebuah reaktor dengan menghubungkan balon(tampungan gas  hidrogen) dengan membran pada reaktor.

Pada percobaan ini menghasilkan hasil yang memuaskan yaitu kipas pada membran dapat berputar, begitupun lampu pada membran dapat menyala dengan baik dengan voltase sebesar 645 V.  Hal ini membuktikan bahwa hidrogen dapat dijadikan sebagai sumber pembangkit listrik yang baik karena limbah yang dihasilkan hanya berupa air.

 X.   Kesimpulan

Dapat disimpulkan bahwa hidrogen dapat dijadikan sumber pembangkit listrik dan gas hidrogen dapat dihasilkan dari reaksi antara larutan NaOH dengan aluminium foil.

 XI.  Daftar Pustaka

http://energisiana.wordpress.com/ekonomi-hidrogen/  (diakses pada Rabu, 25 September 2013 pukul 21.00 WIB )

http://perpustakaancyber.blogspot.com/2013/03/cara-kerja-dan-aplikasi-sel-bahan-bakar-hidrogen-bahan-prinsip-contoh.html (diakses pada Rabu, 25 September 2013 pukul 21.00 WIB )

http://senyumsimetri.blogspot.com/2012/12/perkembangan-produksi-hydrogen-fuel.html  (diakses pada Rabu, 25 September 2013 pukul 21.00 WIB )

 XII. Lampiran

        - Video reaksi alumunium foil dengan NaOH

      - Video percobaan fuel cell