STUDI KAPASITAS DINAMIS DAN STABILITAS BUSA: PENGARUH ph SDS, KONSENTRASI SDS, DAN LAJU ALIR GAS N 2 SKRIPSI

Transkripsi

1 STUDI KAPASITAS DINAMIS DAN STABILITAS BUSA: PENGARUH ph SDS, KONSENTRASI SDS, DAN LAJU ALIR GAS N 2 SKRIPSI OLEH YOSEF CAROL DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA OKTOBER

2 STUDI KAPASITAS DINAMIS DAN STABILITAS BUSA: PENGARUH ph SDS, KONSENTRASI SDS, DAN LAJU ALIR GAS N 2 SKRIPSI OLEH YOSEF CAROL SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA OKTOBER

3 PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul : STUDI KAPASITAS DINAMIS DAN STABILITAS BUSA: PENGARUH ph SDS, KONSENTRASI SDS, DAN LAJU ALIR GAS N 2 dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik. Skripsi ini adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya. Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila di kemudian hari terbukti bahwa ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku. Medan, Oktober 2016 Yosef Carol NIM i

4 PENGESAHAN Skripsi dengan judul: STUDI KAPASITAS DINAMIS DAN STABILITAS BUSA SDS : PENGARUH ph SDS, KONSENTRASI SDS, DAN LAJU ALIR GAS N 2 Dibuat untuk melengkapi persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik. Skripsi ini telah diujikan pada sidang ujian skripsi pada 19 Oktober 2016 dan dinyatakan memenuhi syarat/sah sebagai skripsi pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik. Mengetahui, Medan, Oktober 2016 Koordinator Skripsi Dosen Pembimbing Ir. Renita Manurung, M.T Bode Haryanto, S.T., M.T., Ph.D NIP NIP: Dosen Penguji I DosenPenguji II Prof. Dr. Ir. Setiaty Pandia Dr. Zuhrina Masyithah, S.T., M.Sc NIP: NIP: ii

5 PRAKATA Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat yang telah dilimpahkan kepada kita semua, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini yang berjudul Studi Kapasitas Dinamis dan Stabilitas Busa SDS: Pengaruh ph SDS, Konsentrasi SDS, dan Laju Alir Gas N 2 sesuai dengan waktu yang telah ditetapkan. Hasil penelitian bermanfaat untuk mengatasi permasalahan tentang pencemaran logam berat yang sering terdapat pada badan air. Solusi yang ditawarkan juga dinilai ekonomis, karena pasir hitam dapat dengan mudah diperoleh. Dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1. Dosen pembimbing penelitian ini, Bapak Bode Haryanto, S.T., M.T., Ph.D. 2. Dosen penguji penelitian, Ibu Prof. Dr. Ir. Setiaty Pandia, dan Ibu Dr. Zuhrina Masyithah, S.T., M.Sc. 3. Koordinator Penelitian, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Ibu Ir., Renita Maurung, M.T. 4. Ketua Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik,, Bapak Dr. Eng. Ir., Irvan, M.Si. 5. Sahabat-sahabat penulis, yaitu Raja Nico Perez Samosir dan Alfarodo Parasian Silaban, Anita Manullang, Golda Claudia Simanjuntak, Gerson Rico Harianja, Windi Monica Surbakti, Mangitua Jhoni Pranata Manurung. 6. Partner penelitian penulis, yaitu Imam Bestari Harahap dan Tongam May Andrivan Sinaga. Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih jauh dari sempurna untuk itu adanya kritik serta saran yang membangun sangat diperlukan untuk penyempurnaan skripsi ini. Akhirnya penulis berharap semoga skripsi ini ada manfaatnya bagi penulis dan para pembaca. Medan, Oktober 2016 Penulis Yosef Carol iii

6 DEDIKASI Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada: 1. Kedua orangtua saya yaitu Ayahku AKBP M. Sianipar dan Ibuku F. Simanjuntak, S.Sos. yang selalu sabar dan tabah mendidik dan membimbing penulis hingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Budi baik Ayah dan Ibu akan selalu penulis kenang sampai akhir hayat penulis. 2. Ketiga saudara saya, yaitu Fredrik Jonatan Sianipar, S.E., Clarita Novelin Sianipar, dan Grace Agatha Sianipar yang telah memberikan motivasi dan doa dalam menyelesaikan studi. Doa penulis selalu beserta kalian semua. iv

7 RIWAYAT HIDUP PENULIS Nama: Yosef Carol H Sianipar NIM : Tempat/Tanggal Lahir: Jakarta, 9 April 1993 Nama Orangtua: M. Sianipar dan F. Simanjuntak Alamat Orangtua : Jl. Lumbu Tengah No.119 blok V, Kota Bekasi, Jawa Barat. Asal Sekolah: TK Santa Lusia tahun SD Santa Lusia tahun SMP Santa Lusia tahun SMA Negeri 2 Kota Bekasi tahun Pengalaman Organisasi/Kerja: 1. Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEK) periode , sebagai anggota 2. Kerja Praktek di PT. Perkebunan Nusantara II Unit Usaha Sei Semayang 3. Seksi Keamanan Natal Teknik Kimia USU tahun 2014 v

8 ABSTRAK Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kapasitas dan stabilitas busa SDS (Sodium Dodecyl Sulphate) secara kontinu dan dinamik terhadap variabel perubahan konsentrasi surfaktan SDS, ph surfaktan SDS dan laju alir N 2 pada foam generator. Konsenterasi SDS yang digunakan adalah 1 cmc, 2 cmc dan 3 cmc. Variasi laju alir N 2 yang digunakan adalah 50, 60 dan 70 ml/menit. Variasi ph SDS yang digunakan yaitu 4,5; 7 dan 9. Pada pengukuran kapasitas busa dilakukan dengan mengontakkan larutan SDS dengan gas N 2 pada foam generator, pada pengukuran stabiitas busa dilakukan pada saat busa pada foam generator telah konstan lalu busa dimasukkan ke dalam gelas ukur untuk diukur kestabilan busa. Hasil analisa pengaruh konsentrasi SDS terhadap kapasitas busa selama 8 menit diperoleh ketinggian busa 1 cmc, 2 cmc, dan 3 cmc sebesar 7,5 ; 8 dan 8,3 cm. Hasil analisa pengaruh ph larutan SDS terhadap konsentrasi SDS diperoleh ketinggian busa terbesar pada saat ph 9 dengan konsentrasi SDS 3 cmc, sebesar 8,4 cm. hasil analisa pengaruh laju alir gas N2 terhadap kapasitas busa diperoleh ketinggian busa terbesar pada saat ph 9 dan konsentrasi SDS 3 cmc dengan laju alir N 2 70 ml/menit sebesar 8,4 cm. Hasil analisa stabilitas busa diperoleh busa stabil (ketinggian busa pada gelas ukur tidak berubah lagi) pada waktu 30 menit. Kata kunci : kapasitas dinamis busa, stabilitas busa, ph SDS, konsentrasi SDS, laju alir N 2. vi

9 ABSTRACT This study aims to determine the capacity and foam stability SDS (Sodium Dodecyl Sulphate) continuously and dynamically to variable changes in the concentration of surfactant SDS, ph surfactant SDS and the flow rate of N 2 on a foam generator. SDS The concentration used is 1 cmc, 2 cmc dan 3 cmc. Variations N 2 flow rate used was 50, 60 and 70 ml / min. SDS used various ph of 4.5; 7 and 9. On the measurement of the capacity of the foam made by contacting the SDS solution with N 2 gas in the foam generator, the foam stabiitas measurements made at the time of foam on foam generator has been constant and the foam is inserted into a measuring cup to measure the stability of the foam. Results of analysis of the influence of the concentration of SDS on the capacity of the foam for 8 min gained altitude foam 1 cmc, 2 cmc and 3 cmc of 7.5; 8 and 8.3 cm. Results of analysis of the effect of ph on the concentration of SDS SDS gained altitude foam largest when ph 9 with a concentration of 3 cmc SDS, of 8.4 cm. results of analysis of the influence of the gas flow rate of N 2 on the capacity of the largest foam height of foam obtained at the time of ph 9 and a concentration of 3 cmc SDS with N 2 flow rate of 70 ml / min at 8.4 cm. Results of analysis of the foam stability obtained stable foam (foam height of the measuring cup is not changed again) in 30 minutes. Keywords : foam dynamic capacity, foam stability, ph SDS, SDS concentration, flow rate of N 2. vii

10 DAFTAR ISI Halaman PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI i PENGESAHAN ii PRAKATA iii DEDIKASI iv RIWAYAT HIDUP PENULIS v ABSTRAK vi ABSTRACT vii DAFTAR ISI viii DAFTAR GAMBAR x DAFTAR TABEL xi DAFTAR LAMPIRAN xii DAFTAR SINGKATAN xiii DAFTAR SIMBOL xiv BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Ruang Lingkup Penelitian 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Surfaktan Sifat Antar Muka Surfaktan Busa dan Sifat Antar Muka Busa Surfaktan Aplikasi Busa Surfaktan Dalam Proses Remediasi SDS Kapasitas Dinamis Busa Stabilitas Busa 11 viii

11 BAB III METODOLOGI PENELITIAN Lokasi dan Waktu Penelitian Bahan dan Peralatan Penelitian Bahan Peralatan Diagram Penelitian Prosedur Penelitian Prosedur Kerja Persiapan Alat dan Bahan Prosedur Pembuatan Larutan Prosedur Percobaan Flowchart Penelitian Flowchart Penelitian Pengaruh Konsentrasi SDS Flowchart Penelitian Pengaruh ph SDS Flowchart Penelitian Pengaruh Laju Alir N Flowchart Penelitian Stabilitas Busa 20 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Penentuan Kapasitas Busa Dinamis Terhadap Waktu Pengaruh ph Larutan SDS terhadap Konsentrasi SDS Pengaruh Laju Alir Gas N 2 terhadap ph Stabilitas Busa 29 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran 32 DAFTAR PUSTAKA 33 ix

12 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Diagram Tahapan Penelitian 5 Gambar 2.1 Kecenderungan sifat fisik surfaktan terhadap perubahan konsentrasi 8 Gambar 2.2 Interaksi Sodium Dodecyl Sulfate dengan minyak 9 Gambar 2.3 Interaksi Sodium Dodecyl Sulfate dengan ion logam 9 Gambar 2.4 Interaksi Sodium Dodecyl Sulfate dengan pasir 10 Gambar 3.1 Diagram Kerja Kapasitas Busa Dinamis 12 Gambar 3.2 Flowchart Persiapan Variasi Konsentrasi SDS ph 7 13 Gambar 3.3 Flowchart Pembuatan Larutan Pengontrol ph (HCl 0,1 M) 14 Gambar 3.4 Flowchart Pembuatan Larutan Pengontrol ph (NaOH 0,1 M) 15 Gambar 3.5 Flowchart Pembuatan Larutan Pelarut ph 4,5 dan ph 9 16 Gambar 3.6 Flowchart Penelitian Pengaruh Konsentrasi SDS 17 Gambar 3.7 Flowchart Penelitian Pengaruh ph SDS 18 Gambar 3.8 Flowchart Penelitian Pengaruh Laju Alir N 2 19 Gambar 3.9 Flowchart Penelitian Stabilitas Busa 20 Gambar 3.10 Rangkaian Peralatan Foam Generator 21 Gambar C.1 Surfaktan Sodium Dodecyl Sulfate 42 Gambar C.2 Rangkaian Peralatan Penelitian Kapasitas Busa dan Stabilitas Busa 43 Gambar C.3 Pengukuran Tinggi Busa pada Foam Generator (Kapasitas Busa Dinamis) 43 Gambar C.4 Pengukuran Tinggi Busa pada gelas ukur (Stabilitas Busa) 44 Gambar C.5 Pembuatan Larutan SDS ph 9 44 Gambar C.6 Pembuatan Larutan SDS ph 4,5 45 x

13 DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Perbandingan Hasil Kapasitas Dinamis Busa 2 Tabel 1.2 Standar Stabilitas Busa Kembali ke Fasa Cair 3 Tabel 1.3 Variabel yang Digunakan dalam Penelitian 4 Tabel A.1 Tabel Data Kapasitas Busa Dinamis 36 Tabel A.2 Tabel Data Stabilitas Busa 39 xi

14 DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN A DATA BAHAN BAKU 36 A.1 Data Kapasitas Busa Dinamis 36 A.2 Data Stabilitas Busa 39 LAMPIRAN B CONTOH PERHITUNGAN 41 B.1 Perhitungan Konsentrasi SDS (cmc) 41 LAMPIRAN C DOKUMENTASI PERCOBAAN 42 C.1 Bahan Baku 42 C.2 Eksperimen 43 xii

15 DAFTAR SINGKATAN SDS ph cmc Sodium Dodecyl Sulphate Power of Hydrogen Critical micelle concentration xiii

16 DAFTAR SIMBOL Simbol Keterangan Dimensi NaC 12 H 25 SO 4 Sodium Dodecyl Sulphate cmc C Karbon O Oksigen % Persen HCl Asam klorida ml NaOH Natrium Hidroksida gr H 2 O Air ml H + OH - Ion hydrogen Ion hidroksida xiv