LAMPIRAN II PERHITUNGAN

Transkripsi

1 LAMPIRAN II PERHITUNGAN 1. Menghitung jumlah KOH yang dibutuhkan Konsentrasi KOH Volume Elektrolit Berat Molekul KOH Maka, gram KOH gram KOH : 1.25 M : 12 Liter : gram = M x V x BM (Sumber : Kimia Analisis Dasar, 2012 POLSRI) = 1.25 x 12 x = gram 2. Menghitung beda pressure gauge dengan tekanan pada tabung penampungan gas H2 Tekanan pressure gauge = 17 mmhg = 17 mmhg x 0,133 kpa mmhg Tekanan tabung = kpa = 17 mmhg x = atm 0,00131 atm mmhg = atm + 1 atm = atm (Tekanan absolute) Dengan cara yang sama, dapat ditabulasikan sebagai berikut : Tabel 13. Data Pengamatan Perbandingan Tekanan Pressure Gauge Dengan Tekanan Tabung No Tekanan pressure gauge Tekanan Tabung mmhg kpa Absolut (atm) ,

2 Menghitung Total Volume Gas yang dihasilkan 3.1 Secara Teori Menghitung Total Volume Gas yang Dihasilkanpada Arus 0.5 Ampere / Cell Diketahui : i = 2.5 Ampere ( untuk 5 cell ) t = 420 detik Maka ; Gas yang dihasilkan pada masing masing elektroda Reaksi yang terjadi : Katoda : 2H2O(l) + 2e - H2(g) + 2OH - (aq)ӏx2...( 1 ) Anoda : 4OH - (aq) O2(g) + 2H2O(l) + 4e -...( 2 ) Reaksi Total : 2H2O(l) 2H2(g) + O2(g)...( 3 ) ( Sumber : Dr Hizkia Achmad, 2001 ) - Total Volume Gas F = i x t = 2.5 Ampere x 420 detik = 1050 Coulomb 1 Faraday = 1050 Coulomb x Coulomb = Faraday ( Sumber : Dr Hizkia Achmad, 2001 )

3 38 Pada Katoda ( Pers.1 ) dihasilkan = Faraday...( Hukum Faraday ) Jumlah Elektron = 1 x Volume Gas H2 = gas H2 = gas H2x 22.4 ( STP ) = 0.12 gas H2 Pada Anoda ( Pers.2 ) dihasilkan = Faraday...( Hukum Faraday ) Jumlah Elektron = 1 x Volume gas O2 = gas O2 = gas O2x 22.4 ( STP ) = Gas O2 Jadi, Total Volume Gas yang dihasilkan yaitu, = Volume Gas H2 + Volume Gas O2 = = Dengan cara perhitungan yang sama seperti yang diatas, maka pada data selanjutnya ditabulasi sebagai berikut : Konsentrasi ( M ) 1.25 Tabel 14. Total Gas dengan variasi Arus Secara Teoritis Tegangan ( volt ) i ( A ) waktu ( detik ) H2 ( ) O2 ( ) Total Gas Campuran ( ) Total Gas Campuran ( ) , ,1263 0,0631 0, ,1139 0,057 0, ,1201 0,0601 0, ,1361 0,0681 0,

4 Secara Praktek Menghitung Total Volume Gas yang dihasilkan Arus 0.5 Ampere / Cell Pada Kondisi Tekanan dan Temperatur yang Berubah Diketahui : P 1 = 1 atm = 760 mmhg P2 v1 T 1 T 2 = 17 mmhg = 17 mmhg mmhg = 777 mmhg ( Tekanan Absolute ) = 0.12 = 0 o C = 0 o C = 273 K = 28 o C = 28 o C = 301 K Maka; Volume pada tekanan 17 mmhg dan Temperatur 301 K yaitu : Persamaan awal rumus : P 1 x v1 = n R T 1 P 2 x v2 n R T 2 Sehingga menjadi ; v2 = P 1 x v1 x T 1 P 2 x T 1 = 760 mmhg x x 301 K 777 mmhg x 273 K = 0.178

5 40 Konsentrasi ( M ) 1.25 Tabel 15. Total Gas dengan variasi Arus Secara Praktek Tegangan ( volt ) i ( A ) waktu ( detik ) H2 ( ) O2 ( ) Total Gas Campuran ( ) Total Gas Campuran ( ) Menghitung Efisiensi Alat yang di gunakan pada Proses Elektrolisis pada Arus 0.5 Ampere / cell Diketahui : Total Gas Campuran = Dari Reaksi Elektrolisis yang ada untuk menghasilkan Hidrogen dan Oksigen 2 H2O ( l ) 2 H2 ( g ) + O2 ( g )... Hf = kj/ Dimana, Untuk menguraikan 1 gas H2 membutuhkan energi sebesar kj, sehingga Hf = kj = J x 1000 Joule Jumlah listrik yang digunakan untuk proses elektrolisis adalah Kj W = V x I x t ( Sumber : Dr Hizkia Achmad, 2001 ) = 11 volt x 2.5 Ampere x 420 detik =11550 Joule

6 41 Maka ; Efisiensi Alat ( ɳ ) = Energi Teoritis digunakan untuk elektrolisis x 100% Energi Aktual yang dibutuhkan = Jumlah x Hf x 100 % W = x Joule Joule = 2332,45 Joule x 100 % Joule = % x 100 % Dengan cara perhitungan yang sama didapatkan Efisiensi Alat untuk variasi arus, seperti yang ditunjukkan pada tabel berikut : Tabel 16. Efisiensi Alat pada masing-masing Arus Konsentrasi ( M ) Tegangan ( volt ) I ( A ) Waktu ( detik ) Efisiensi Alat ( % ) 11 2, , , , , , , ,81

7 Menghitung Neraca Massa pada Alat Hydrogen Generator Air Umpan ( Stream 1 ) ELEKTROLISER Hidrogen Oksigen Hydrogen Hidrogen ( Stream 2 ) Oksigen Oxygen ( Stream 3 ) Air Sisa ( Stream 4 ) Gambar 12. Blok Neraca Massa Proses Elektrolisisis

8 Arus 0.5 Ampere dengan elektroda 5 Cell Diketahui : Volume Awal Massa H2O Awal Volume Akhir Waktu Massa H2O Akhir Maka; = 12 Liter = 12 Liter x Densitas H2O = 12 Liter x 1000 gram = gram = Liter = 420 detik = Liter x Densitas H2O = Liter x 1000 gram = gram H2O terelektrolisis Volume Gas H2 Volume Gas O2 = Berat Awal Berat Akhir = gram gram = 165gram = = Input : Stream 1 ( Air Umpan ) Konversi volume ke / detik x 3600 detik 1 Konversi volume ke kg/hr = gram x Konversi volume ke k/hr 1 kg x 1000 gram = kg x = 4.59

9 44 Output : Stream 2 ( Gas Hidrogen ) Konversi /detik ke / detik detik x3600 = Konversi / ke kg/ gram 1 kg x x gram Konversi kg/ ke k/ x = = kg Stream 3 ( Gas Oksigen ) Konversi /detik ke / detik detik x3600 = Konversi / ke kg/ gram 1 kg x1.429 x gram Konversi kg/ ke k/ x = = kg Stream 3 ( Air Sisa ) Konversi /detik ke / detik detik x3600 = Konversi / ke kg/ gram 1 kg x x gram Konversi kg/ ke k/ x = = kg

10 dibawah ini. Dengan cara perhitungan yang sama untuk data selanjutnya dapat ditabulasi seperti yang ditunjukkan pada tabel Konsentrasi ( M ) 1.25 Tabel 17. Neraca Massa Keseluruhan Pada Proses Elektrolisis dengan variasi arus listrik Input Output Stream (1) Stream (2) Stream (3) Stream (4) Arus Waktu Air Umpan Gas Hidrogen Gas Oksigen Air Sisa Ampere detik l/ kg/ k/ l/ kg/ k/ l/ kg/ k/hr l/ kg/ k/ 2, , ,857 4,592 1, ,047 0,522 0, , , ,290 4, , ,824 7,090 1,672 0, ,075 0,835 0, , , ,317 6,978 6, , ,093 12,772 2,715 0, ,121 1,359 0, , , ,018 12, , ,652 16,770 3,760 0, ,168 1,881 0, , , ,011 16,518 11, , ,529 18,908 4,804 0, ,214 2,404 0, , , ,322 18,586 Total 1346, ,955 18,908 13,99 0,001 0, ,010 0, , ,96 59, , ,955 45