laporan pembuatan tawas dari limbah aluminium foil

Tujuan percobaan          :

1. Menjelaskan proses pembuatan tawas kalium aluminium sulfat

2. Menghitung yield yang dihasilkan

3. Menganalisis produk tawas dengan menentukan titik leleh

Teori dasar                        :

Tawas adalah kelompok garam rangkap berhidrat berupa kristal dan bersifat isomorf. Tawas ini dikenal dengan nama KAl(SO4)2.12 H2O yang dikenal banyak sebagai koagulan didalam pengolahan air maupun limbah. Sebagai koagulan alum sulfat sangat efektif untuk mengendapkan partikel yang melayang baik dalam bentuk koloid maupun suspensi. Alum merupakan salah satu senyawa kimia yang dibuat dari molekul air dan dua jenis garam, salah satunya biasanya Al2(SO4)3. 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 memiliki titik leleh 900oC. Kalium aluminium sulfat dodekahidrat (tawas kalium) dengan rumus KAl(SO4)2.12H2O digunakan dalam pemurnian air, pengolahan limbah, dan bahan pemadam api.Tawas kalium dibuat dari logam aluminium dan kalium hidroksida. Logam aluminium bereaksi secara cepat dengan KOH panas menghasilkan larutan garam kalium aluminat.

Tawas kalium aluminium sulfat dihasilkan dengan mereaksikan logam aluminium (Al) dalam larutan basa kuat (kalium hidroksida) akan larut membentuk aluminat.

2Al (s) + 2KOH (aq) + 2H2O (l)       —————->          2KAlO2 (aq) + 3H2 (g)

Larutan aluminat dinetralkan dengan asam sulfat mula-mula terbentuk endapan berwarna putih dari aluminium hidroksida Al(OH)3.

2KAlO2 (aq) +2H2O (l) + H2SO4(aq)   ———–>            K2SO4(aq) + Al(OH)3 (s)

Dengan penambahan asam sulfat endapan putih semakin banyak dan jika asam sulfat berlebihan endapan akan larut membentuk kation K+, Al3+, dan SO42-, jika didiamkan akan terbentuk kristal dari tawas kalium aluminium sulfat. Secara singkat reaksi yang terjadi dapat dituliskan sebagai berikut

H2SO4(aq) + K2SO4(aq) + 2Al(OH)3 (s)    ——->      2Kal(SO4)2 (aq) + 6H2O

24 H2O + 2Kal(SO4)2 (aq) ———–>       2Kal(SO4)2.12H2O(s)

 

Alum kalium sangat larut dalam air panas, sehingga ketika setelah penambahan H2SO4 yang membentuk endapan dan kemudian dipanaskan, pemanasan sebaiknya dilakukan pada suhu 60-80oC untuk menguapkan airnya dan suhu pemanasan tidak boleh lebih dari 80oC karena tawas akan larut dalam air mendidih. Ketika kristalin alum kalium dipanaskanterjadi pemisahan secara kimia, dan sebagian garam yang terdehidrasi terlarut dalam air. Pada proses penguapan selama 10 menit dan didinginkan akan terbentuk Kristal dari KAl(SO4)2.12 H2O.

Reaksi keseluruhan

2Al (s) + 2KOH (aq)+ 10H2O (l) +H2SO4(aq)      —————–>       2KAl(SO4)2.12H2O(s) + 3H2(g)

  Prosedur kerja

Pembuatan larutan KOH

  1. Timbang sejumlah KOH padat (2,5 gram)
  2. Tambahkan aquades 37,5 mL
  3. Aduk sampai homogen

Pembuatan asam sulfat 50% sebanyak 40 mL

  1. Ukur volume asam sulfat yang akan diencerkan
  2. Ukur aquades 20 mL dan dimasukkan ke dalam gelas kimia yang telah disiapkan
  3. Tambahkan asam sulfat pekat sedikit demi sedikit lewat dinding gelas sambil diaduk (caranya: mengukur asam sulfat pekat sesuai kebutuhan, kemudian ditambahkan ke dalam gelas kimia yang berisi aquades yang telah disiapkan sedikit demi sedikit lewat dinding gelas sedikit demi sedikit sambil diaduk pelan-pelan karena reaksi eksplosif.)
  4. Aduk sampai homogen.

Pembuatan Tawas

  1. Siapkan larutan KOH yang telah dibuat di lemari asam
  2. Timbang serbuk Al sebanyak 0,75 gram dan masukkan ke dalam gelas kimia yang telah berisi larutan KOH sedikit demi sedikit sambil diaduk
  3. Aduk sampai Al larut sempurna sambil dipanaskan, amati yang terjadi
  4. Diamkan atau dinginkan campuran sekitar 10-15 menit, kemudian disaring dan filtratnya ditampung dalam erlenmeyer
  5. Tambahkan aquades jika filtrat terlalu sedikit sampai setengah volume awal
  6. Tambahkan asam sulfat 50% tetes demi tetes dari buret ke dalam filtrat sambil diaduk
  7. Ukur pH larutan sekitar 1-2 dan penambahan asam sulfat dihentikan
  8. Panaskan campuran di atas pemanas pada suhu 60-80oc selama 10 menit
  9. Dinginkan dan diamkan di udara terbuka sampai terbentuk kristal
  10. Saring kristal menggunakan corong buchner (kertas saring yang digunakan ditimbang) dan cuci dengan 20 mL alcohol-air 50:50, kemudian keringkan
  11. Timbang kristal yang terjadi dan tentukan titik lelehnya
  12. Hitung yield tawas yang dihasilkan!

Pembahasan

Proses awal pembuatan tawas dilakukan dengan melarutkan potongan potongan aluminium foil yang sudah dipotong kecil kecil dalam larutan KOH sambil dipanaskan. Pemanasan ini bertujuan untuk mempercepat kelarutannya, karena semakin tinggi suhu dan semakin luas permukaan zat maka kelarutannya semakin besar.

Pada penambahan KOH reaksi berjalan cepat dan bersifat eksoterm karena menghasilkan kalor. Dalam reaksi ini terbentuk gas H2 yang ditandai dengan munculnya gelembung- gelembung gas. Gelembung-gelembung gas hilang setelah semua aluminium bereaksi. Setelah Al larut, dihasilkan larutan berwarna  hitam. Reaksi antar Al dan KOH berlangsung melalui persamaan berikut

2Al (s) + 2KOH (aq) + 2H2O (l)      —————->       2KAlO2 (aq) + 3H2 (g)

Setelah proses pelarutan selesai, dilakukan proses penyaringan, proses penyaringan ini bertujuan untuk menyaring ion-ion pengganggu, dan yang tersisa hanya tinggal filtratnya. filtrat ini kemudian diambil, dan ditetesi dengan asam sulfat 50%. Proses penambahan asam sulfat ini dilakukan secara perlahan sambil diaduk, hal ini bertujuan agar semua Al yang berada di dalamnya dapat bereaksi sempurna dengan pembentukan endapan yang sempurna secara teratur. Penambahan asam sulfat secara perlahan juga bertujuan agar dapat mengendalikan pH dengan mengecek pH setiap beberapa tetes sekali, sehingga larutan tidak akan terlalu asam dan tidak terlalu basa, sehingga penambahan H2SO4 dapat dihentikan tepat pada pH 1-2, karena pada pH 1-2 terjadi pengendapan yang sempurna dan dapat mengikat kation K+ dan Al3+.  Larutan asam sulfat 50% sebelumnya dibuat dengan cara pengenceran asam, sulfat 98%(yang tersedia di laboratorium)  yaitu dengan mencampurkan H2SO4 dan aquades dengan perbandingan volume 1:1. Reaksi antar zat yang dihasilkan dari reaksi antar Al dan KOH dengan asam sulfat menghasilkan endapan yang berwarna putih.

2KAlO2 (aq) +2H2O (l) + H2SO4(aq) ————->    K2SO4(aq) + Al(OH)3 (s)

Warna putih yang terbentuk berasal dari senyawa Al(OH)3. senyawa Al(OH)3 yang bersifat basa dicampurkan dengan asam sulfat hingga pHnya 1-2. Hal tersebut bertujuan untuk membentuk kation-kation (K+ dan Al3+) yang merupakan elemen elemen yang diperlukan untuk membentuk tawas.

H2SO4(aq) + K2SO4(aq) + 2Al(OH)3 (s)   ————–>        2Kal(SO4)2 (aq) + 6H2O

Larutan pH 1-2 tersebut dipanaskan dengan suhu 60-80oC. Setelah dipanaskan dan kemudian didinginkan terbentuklah kristal-kristal tawas. Pada percobaan ini pada saat dipanaskan suhunya dikendalikan dengan mengukur setiap beberapa menit sekali dengan termometer. Apabila suhunya terlalu tinggi (>80oC), maka suhu hotplate diturunkan, kemudian sebaliknya bila suhu larutan rendah untuk mempercepatnya maka suhu hotplate dinaikkan. Kristal-kristal tawas yang telah didinginkan. Pada saat pendinginan ini, larutan dibiarkan diudara terbuka hingga dingin, pada saat ini endapan yang terbentuk adalah Kal(SO4)2.12H2O. Setelah dingin, dilakukan penyaringan dan dibilas dengan air dan alkohol, yang bertujan untuk mencuci endapan dan membilas sisa tawas yang tersisa di erlenmeyer serta fungsi alkoholnya untuk mempercepat penguapan larutan pencuci. Kristal yang terbentuk kemudian disaring dan dikeringkan. Pada percobaan ini tidak dilakukan analisis titik leleh, sehingga hanya dilakukan pembuatan tawas dari aluminium foil saja.

24 H2O + 2Kal(SO4)2 (aq)   ————->      2Kal(SO4)2.12H2O(s)

Dari hasil percobaan yang didapat, yield yang dihasilkan adalah 67,5 %, hal ini disebabkan beberapa faktor diantaranya, pada awal pemanasan (pelarutan Al dengan KOH) terjadi penguapan yang berlebih, karena suhu yang terlalu tinggi, serta pada awal pemanasan dilakukan pengadukan menggunakan batang pengaduk dan menggunakan magnet stirer di tengah proses pemanasan, hal ini menyebabkan larutan meluber ke atas dan ada sisa Al yang menempel pada batang pengaduk dan ada juga Al yang menempel di dinding gelas, sehingga terdapat Al yang tidak ikut larut. Yang kedua pada saat pengeringan, kertas saring dan corong tidak di tutup (hal ini bertujuan untuk mempercepat proses penguapan ) sehingga ada beberapa endapan yang beterbangan dan mengurangi berat tawas, selain itu meskipun telah dilakukan penyaringan ganda masih ada endapan yang tidak tersaring pada kertas saring.

 

download file selengkapnya disini

Bales Dong

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: