BAB I PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG Indonesia sebagai negara berkembang memiliki stabilitas ekonomi yang cenderung naik turun. Oleh karena itu, kini Pemerintah Indonesia sedang giat dalam meningkatkan sektor ekonomi. Hal ini ditunjukkan dengan dikeluarkannya UU No.22 Tahun 1999 tentang ekonomi daerah untuk mencapai kemandirian perekonomian daerah. Salah satunya dengan cara meningkatkan perekonomian di sektor industri. Sejauh ini, sektor industri yang memberikan sumbangsih cukup besar untuk perekonomian Indonesia adalah sektor pertambangan dan migas. Sekitar 30% dari pendapatan negara berasal dari sektor yang mengandalkan kekayaan alam tersebut. Salah satu faktor penunjang keberhasilan industri ini adalah tersedianya bahan peledak yang sangat dibutuhkan dalam proses produksi. Oleh karena itu, pemerintah perlu memberikan perhatian besar terhadap industri bahan peledak tersebut. Selain untuk pertambangan dan migas, bahan peledak pun sangat dibutuhkan untuk sektor militer. Kebutuhan Indonesia akan bahan peledak sudah mencapai 700.000 ton/tahun dan terus meningkat setiap tahunnya. Kebutuhan ini belum dapat terpenuhi oleh industri nasional dan masih mengandalkan impor bahan peledak dari luar negri. Industri bahan peledak yang sudah ada pun sebagian bahan bakunya merupakan hasil impor. Bahan baku yang paling banyak digunakan adalah ammonium nitrat (Ramdhan, 2012). Bahan kimia lainnya yang dapat dijadikan bahan baku pembuatan peledak adalah barium nitrat. Saat ini, Indonesia belum memiliki pabrik barium nitrat. Kebutuhan barium nitrat masih mengandalkan pasokan dari beberapa negara seperti Cina, India, dan Amerika. Senyawa barium nitrat ketika direaksikan 1
dengan bubuk aluminium akan mengahasilkan suatu senyawa yang sangat eksplosif. Senyawa ini bisa dijadikan alternatif bahan baku pembuatan peledak. Berdirinya pabrik barium nitrat di Indonesia diharapkan akan membantu pemenuhan kebutuhan bahan peledak untuk sektor industri maupun militer. B. TINJAUAN PUSTAKA Barium nitrat dapat dibuat melalui dua cara, yaitu : 1. Reaksi antara barium karbonat dan asam nitrat membentuk barium nitrat. Reaksi : BaCO3 (s) + HNO3 (aq) 2. Ba(NO3)2 (aq) + H2O(l) + CO2 (g) (1) Reaksi antara barium klorida dan natrium nitrat membentuk barium nitrat. Reaksi : BaCl2 (aq) + 2NaNO3 (aq) Ba(NO3)2 (aq) + 2NaCl (aq) (2) Pemilihan proses pembuatan barium nitrat didasarkan pada bahan baku dan produk samping. Bahan baku pada reaksi (1) harganya lebih murah dibandingkan dengan reaksi (2). Harga beli bahan baku juga menjadi pertimbangan, dimana bahan baku pada reaksi (2) yaitu Barium Klorida (BaCl2) dapat diperoleh dengan mereaksikan Barium Karbonat (BaCO3) dengan HCl, sehingga bahan baku dari reaksi (2) ialah turunan dari bahan baku reaksi (1), sehingga harga barium klorida lebih mahal dibandingkan dengan barium karbonat (McKetta, 1977). Alasan lain dipilih reaksi (1), dikarenakan pada reaksi (1) dihasilkan H2O dan CO2 sebagai produk samping. Dimana treatment untuk pemisahan H2O dan CO2 dari produk lebih mudah untuk dilakukan dibanding pemisahan pada reaksi 2
(2). Dengan pertimbangan tersebut, diperkirakan rangkaian alat proses yang dibutuhkan untuk reaksi (1) akan lebih sederhana. Asam nitrat sebagai salah satu bahan baku pun banyak di produksi di Indonesia, sehingga biaya pengiriman bahan baku akan lebih murah. Barium karbonat memiliki rumus kimia BaCO3, biasa juga disebut asam karbonat, garam karbonat atau whiterite. Barium karbonat merupakan senyawa yang sulit larut dalam air, merupakan senyawa logam alkali tanah (Kirk and Othmer, 2007). Asam Nitrat (HNO3), yang juga dikenal sebagai aqua fortis, hidrogen nitrat, ataupun nitril hidroksida, dikarenakan sifat asam dan pengoksidasinya yang sangat kuat. Asam nitrat umumnya digunakan pada proses pembuatan banyak bahan-bahan kimia, seperti obat-obatan, bahan pewarna, serat sintetik, insektisida dan fungisida, juga sering dilakukan untuk menguji hasil produksi maupun proses kimianya, baik dalam skala laboratorium ataupun skala industri. Kegunaan asam nitrat, umumnya dalam pada pembuatan ammonium nitrat pada industri pupuk. Asam nitrat juga banyak digunakan dalam pembuatan garam nitrat seperti perak nitrat, barium nitrat, dan kalsium nitrat. Setelah era perang dunia kedua, kebutuhan akan asam nitrat bergeser ke arah produksi bahan-bahan peledak, seperti nitrotoleune dan nitrogliserin. Barium nitrat dengan rumus kimia Ba(NO3)2 adalah jenis logam alkali tanah. Berbeda dengan barium karbonat, barium nitrat memiliki sifat fisis mudah larut dalam air. Barium nitrat merupakan senyawa yang memiliki sifat eksplosif, oleh karena itu umumnya digunakan sebagai salah satu bahan baku untuk pembuatan bahan peledak, serta umum digunakan dalam industri kembang api dan petasan sebagai pemberi warna hijau pada nyala kembang api. Proses pembuatan barium nitrat menggunakan teknik kristalisasi untuk membentuk kristal barium nitrat dari larutan barium nitrat hasil reaksi. Pemisahan dengan teknik kristalisasi didasari atas pelepasan pelarut dari zat terlarutnya dalam sebuah campuran homogeen atau larutan, sehingga terbentuk kristal dari zat 3
terlarutnya. Proses ini adalah salah satu teknik pemisahan padat-cair yang sangat penting dalam industri, karena dapat menghasilkan kemurnian produk hingga 99%. Kristal dapat terbentuk karena suatu larutan dalam keadaan atau kondisi lewat jenuh. Kondisi tersebut terjadinya karena pelarut sudah tidak mampu melarutkan zat terlarutnya, atau jumlah zat terlarut sudah melebihi kapasitas pelarut. Sehingga kita dapat memaksa agar kristal dapat terbentuk dengan cara mengurangi jumlah pelarutnya, sehingga kondisi lewat jenuh dapat dicapai. Proses pengurangan pelarut dapat dilakukan dengan empat cara yaitu, penguapan, pendinginan, penambahan senyawa lain, dan pemanasan dan pendingingan. a. Kristalisasi penguapan Kristalisasi penguapan dilakukan jika zat yang akan dipisahkan tahan terhadap panas dan titik bekunya lebih tinggi daripada titik didih pelarut. b. Kristalisasi pendinginan. Kristalisasi pendinginan dilakukan dengan cara mendinginkan larutan. Pada saat suhu larutan turun, komponen zat yang memiliki titik beku lebih tinggi akan membeku terlebih dahulu, sementara zat lain masih larut sehingga keduanya dapat dipisahkan dengan cara penyaringan. Zat lain akan turun bersama pelarut sebagai filtrat, sedangkan zat padat tetap tinggal di atas saringan sebagai residu. c. Pemanasan dan Pendinginan Metode ini merupakan gabungan dari dua metode diatas. Larutan panas yang Jenuh dialirkan kedalam sebuah ruangan yang divakumkan. Sebagian pelarut menguap, panas penguapan diambil dari larutan itu sendiri, sehingga larutan menjadi dingin dan lewat jenuh. Metode ini disebut kristalisasi vakum. 4
d. Penambahan bahan (zat) lain. Untuk pemisahan bahan organik dari larutan seringkali ditambahkan suatu garam. Garam ini larut lebih baik daripada bahan padat yang dinginkan sehinga terjadi desakan dan membuat bahan padat menjadi terkristalisasi (Dery,2013). Berikut ini adalah mekanisme pembentukan kristal pada kristalisasi 1. Pembentukan Inti Inti kristal adalah partikel-partikel kecil bahkan sangat kecil yang dapat terbentuk secara cara memperkecil kristal-kristal yang ada dalam alat kristalisasi atau dengan menambahkan benih kristal ke dalam larutan lewat jenuh. 2. Pertumbuhan Kristal Pertumbuhan kristal merupakan gabungan dari dua proses yaitu : Transportasi molekul-molekul atau (ion-ion dari bahan yang akan di kristalisasikan) dalam larutan kepermukaan kristal dengan cara difusi. Proses ini berlangsung semakin cepat jika derajat lewat jenuh dalam larutan semakin besar. Penempatan molekul-molekul atau ion-ion pada kisi kristal. Semakin luas total permukaan kristal, semakin banyak bahan yang di tempatkan pada kisi kristal persatuan waktu. Kristalisasi dapat terjadi dengan beberapa syarat : 1. Larutan harus jenuh Larutan yang mengandung jumlah zat berlarut berlebihan pada suhu tertentu, sehingga kelebihan itu tidak melarut lagi. Jenuh berarti pelarut telah seimbang zat terlarut atau jika larutan tidak dapat lagi melarutkan zat terlarut, artinya konsentrasinya didinginkan telah maksimal jika larutan jenuh suatu zat padat perlahan-lahan, sebagian zat terlarut akan mengkristal, dalam arti diperoleh larutan super jenuh atau lewat jenuh 5
2. Larutan harus homogen Partikel-partikel yang sangat kecil tetap tersebar merata biarpun didiamkan dalam waktu lama. 3. Adanya perubahan suhu Penurunan suhu secara drastis atau kenaikan suhu secara dratis tergantung dari bentuk kristal yang didinginkan. Pada proses ini dilakukan tahap kristalisasi sebagai tahap utama, karena diinginkan produk barium nitrat dalam bentuk kristal dan dengan kemurnian tinggi. Beberapa keuntungan menggunakan proses kristalisasi ialah, 1. Dapat diperoleh kemurnian produk kristal dari solut hanya dalam satu stage/langkah operasi. Dengan design dan operasionalisasi kristaliser yang baik, dapat diperoleh kemurnian sampai lebih dari 99 % dengan mudah. 2. Produk akhir berupa padatan kristal yang mempunyai bentuk ukuran yang seragam sehingga meningkatkan daya tarik, kemudahan handling, packing dan penjualan ataupun proses lanjutannya (Mullin, 1972) Dengan pertimbangan hal-hal diatas, telah sesuai dengan spesifikasi produk barium nitrat yang diinginkan, yaitu dengan kemurnian tinggi dan ukuran yang seragam. 6