1 / 50

Kimia terapan

Kimia terapan. PPS Pend Sain. Lingkup. Penerapan Ilmu kimia: Dasar Teori Kimia Penerapan dalam kehidupan sehari-hari Lingkup Kuliah: Larutan dan Koloid Pencampuran pemisahan Kesetimbangan Kimia Kesetimbangan homogen Kesetimbangan heterogen Kesetimbangan asam basa Elektrokimia

idona-armstrong
Download Presentation

Kimia terapan

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Kimia terapan PPS Pend Sain

  2. Lingkup • Penerapan Ilmu kimia: • Dasar Teori Kimia • Penerapan dalam kehidupan sehari-hari • Lingkup Kuliah: • Larutan dan Koloid • Pencampuran • pemisahan • Kesetimbangan Kimia • Kesetimbangan homogen • Kesetimbangan heterogen • Kesetimbangan asam basa • Elektrokimia • Baterai • elektrolisis • Elektroplating • Pewarnaan logam

  3. Kimia Terapan BAHAN BARU PROSES KIMIA (PENGETAHUAN, TEKNOLOGI DAN SENI) BAHAN (BAHAN2) NILAI BARU

  4. Kimia Terapan • Proses kimia Dari Bahan Ke Bahan • Pemisahan (pemurnian) • Distilasi • Ekstraksi • Disposisi(pengendapan) • Analisis • Pencampuran • Pencampuran fisik • Pencampuran reaksi • Pembentukan senyawa • Pembentukan aliase • Sintesis

  5. Kimia Terapan • Membuat bahan: kebutuhan Bahan dan kebutuhan Energi • pemisahan (analisis) • pencampuran (sintesis) • Catatan: bahan baru bisa berupa bahan antara maupun bahan jadi • Meningkatkan mutu dan nilai bahan • Mutu fisik: kelenturan, kekerasan, daya hantar listrik dsb • Mutu penampilan: warna, kilapnya, dsb • Mutu cita-rasa: rasa, warna, aroma • Mutu Ketahanan: keawetan • Mutu Karakter khusus:

  6. Kimia Terapan • Pemisahan/pemurnian bahan • Distilasi; Pembuatan alkohol 95%, pemurnian air • Ekstraksi; Pengambilan minyak atsiri, minyak nabati • Fermentasi: Pembuatan alkohol, pengambilan minyak nabati • Pengendapan (Koagulasi); Pembuatan kristal garam • Elektrolisis: Pembuatan hidrogen, NaOH, Cl2 • Elektrodisposition: Pemurnian logam • Pencampuran bahan • Pencampuran fisik; pembuatan semen, aliase logam dsb • Reaksi kimia: Polimerisasi, reaksi hidrolisis, penggaraman, redoks • Catatan: bahan baru bisa berupa bahan antara maupun bahan jadi

  7. Karakter Bahan • Bahan Murni • Karakter Fisik: fase, volatilitas, pembekuan • Karakter Kimia: reaktifitas, asam, basa • Bahan Campuran • Karakter fisik campuran • Karakteristik kimia campuran

  8. Karakter Bahan • Bahan Murni • Karakter Fisik: fase, volatilitas, pembekuan • Karakter Kimia: reaktifitas, asam, basa • Bahan Campuran • Karakter fisik campuran • Karakteristik kimia campuran

  9. PROSES DALAM KIMIA PENGAMBILAN BAHAN PEMBUATAN BAHAN BARU(SINTESIS) DAUR ULANG

  10. PROSES DALAM KIMIA (a). Pemisahan Bahan campuran Heterogen: Filtrasi, Sedimentasi/dekantasi, Flotasi, dan Sentrifugasi (b). Pemisahan Bahan Campuran Hompogen: Distilasi, Kristalisasi,Evavorasi, Ekstraksi, presipitasi, rekrestalisasi, X-Sorpsi, kromatografi, pembekuan, stripping, pemisahan secara elektrik. PENGAMBILAN BAHAN

  11. PROSES DALAM KIMIA Filtrasi: Pemisahan dengan menggunakan saringan Sedimentasi-dekantasi: pengendapan diikuti dengan pemisahan langsung dari pelarutnya Flotasi: bahan yang lebih ringan diapungkan dengan bahan pengapung Sentrifugasi: diputar sehingga bahan yang lebih berat terkumpulkan memisah. PENGAMBILAN BAHAN: (a). Campuran heterogen

  12. PROSES DALAM KIMIA Distilasi: dasar perbedaan tekanan uap/ttk didih Kristalisasi: dasar titik jenuh Evaporasi: dasar perbedaan fase Ekstraksi: dasar perbedaan keterlarutan Presipitasi, dasar perbedaan karakter endapan X-Sorpsi: absorpsi dan adsorpsi, karakter sorbsi Lainnya: kromatografi, pembekuan, stripping, pemsiahan secara elektrik. PENGAMBILAN BAHAN: (a). Campuran homogen

  13. Kimia Terapan Pertemuan ke 3 DIAGRAM FASE LARUTAN DIAGRAM FASE LARUTAN DIAGRAM FASE LARUTAN HUKUM ROULT LARUTAN KESETIMBANGAN KELARUTAN KESETIMBANGAN KELARUTAN

  14. DIAGRAM FASE DAN PEMISAHAN Tekanan Uap pelarut

  15. Tekanan/torr Temperatur/oC Tekanan Uap pelarut 760 mm Hg (1 atm)

  16. Tekanan/torr Temperatur/oC Tekanan Uap pelarut Hubungan P dan T dinyatakan dalam Persamaan Clausius–Clapeyron ln(p2/p1) = DHvap/R(1/T1-1/T2) 760 mm Hg (1 atm)

  17. Tekanan Uap pelarut Hubungan P dan T dinyatakan dalam Persamaan Clausius–Clapeyron ln(p2/p1) = DHvap/R(1/T1-1/T2) Heats of Vaporization, Boiling Points, and Vapor Pressuresof Some Common Liquids Heat ofVaporizationat Vapor Boiling PointHeat ofPressure at 1 atm (°C) Vapor Liquidat (torr at 20°C) J/g kJ/moL water, H2O 17.5 100. 2260 40.7 ethyl alcohol, CH3CH2OH 43.9 78.3 855 39.3 benzene, C6H674.6 80.1 395 30.8 diethyl ether, CH3CH2OCH2CH3442. 34.6 351 26.0 carbon tetrachloride, CCl4 85.6 76.8 213 32.8 ethylene glycol, CH2OHCH2OH 0.1 197.3 984 58.9

  18. Tekanan Uap pelarut Hubungan P dan T dinyatakan dalam Persamaan Clausius–Clapeyron ln(p2/p1) = DHvap/R(1/T1-1/T2) Some Melting Points and Heats of Fusion Melting PointHeat of Fusion Substance (°C) J/gkJ/mol methane, CH4 182 58.6 0.92 ethyl alcohol, CH3CH2OH 117 109 5.02 water, H2O 0 334 6.02 naphthalene, C10H8 80.2 147 18.8 silver nitrate, AgNO3 209 67.8 11.5 aluminum, Al 658 395 10.6 sodium chloride, NaCl 801 519 30.3

  19. Temperatur dan Penambahan Kalor Mengembun Gas Q = c*m *DT Eksoterm Q = DHvap *m Mendidih Temperaturr Cair Q = c*m *DT Membeku Q = DHf *m Endoterm Mencair Padat Q = c*m *DT Jumlah kalor

  20. Hukum Roult, PA = XA P’A Ptot = PA + PB Hukum Dalton, Ptot = PA + PB PA P’A P’B PB 0 X A 1 1 X B 0 Temperatur dan Tekanan Uap Campuran LARUTAN IDEAL

  21. Hukum Roult, PA = XA P’A Ptot = PA + PB Hukum Dalton, Ptot = PA + PB PA P’A P’B PB 0 X A 1 1 X B 0 Temperatur dan Tekanan Uap Campuran LARUTAN IDEAL

  22. Temperatur dan Tekanan Uap Campuran Hukum Roult, PA = XA P’A Hukum Dalton, Ptot = PA + PB Ptot = PA + PB P Q LARUTAN IDEAL R S 1. Mula2 X0 didihkan, mendidih Di Titik P, komposisi uapnya Adalah XQ. 2. Distilasi kedua, mendidih pada titik R. Diperoleh komposisi uapnya adalah Xs T’A T’B PB XS X0 XQ 0 X A 1 1 X B 0

  23. Temperatur dan Tekanan Uap Campuran PERSAMAAN CLASIUS-CLAPEYRON Ln (p/p0) = DHpr/R (1/T12 – 1/T22)

  24. Pertemuan ke-3:Distilasi

  25. Pertemuan ke-3:Distilasi

  26. Extraksksi Pelarut Ekstraksi menggunakan dua fase saling tak larut untuk memisahkan suatu zat terlarut dari satu fase ke fase lainnya. Distribusi dari zat terlarut ke dalam pelarut masing-masing adalah mempunyai kondisi setimbang yang dijelaskan dalam teori partisi Water panas dapat mengekstraksi tannins, theobromine, and caffeine (bahan-bahan berharga) dari daun teh. Ekstraksi banyak menggunakan pelarut organik untuk memisahkan larutan bahan berharga yang telah diekstrak menggunakan air. Baca di http://ull.chemistry.uakron.edu/chemsep/extraction/

  27. Extraksksi Pelarut

  28. Elevasi titik didih, Penurunan Titik Beku dan perubahan tekanan uap

  29. Elevasi titik didih dan Penurunan Titik Beku DTb =Kb XB DTb =Kf XB XB = mB x 1000/mp

  30. Elevasi titik didih dan Penurunan Titik Beku Ethylen glycol, HOCH2CH2OH digunakan untuk radiator coolant

  31. Tekanan Osmosis Penawaran Air (proses Osmosis terbalik) Konsep sumber energi osmosis Konsep Osmosis, tekanan osmosis, p = CRT

  32. Tekanan Osmosis isotonic drink Sports medicine 1. A sports drink used to simply replace fluid and electrolytes lost during prolonged exercise. See Sports drink 2. A sports drink that replaces water and electrolytes and contains either fructose or glucose polymers allowing slow release of carbohydratesfor replenishing reserves of energy consumed while exercising. Konsep Desalinasi, osmosis terbalik by Tomas Harrysson, David Lönn and Jesper Svensson www.exergy.se/goran/cng/alten/proj/97/o/

  33. Tekanan Osmosis isotonic drink Sports medicine 1. A sports drink used to simply replace fluid and electrolytes lost during prolonged exercise. See Sports drink 2. A sports drink that replaces water and electrolytes and contains either fructose or glucose polymers allowing slow release of carbohydratesfor replenishing reserves of energy consumed while exercising. • Drink three: Sport Academy Thirst Burst • 500ml unsweetened fruit juice (orange, apple, pineapple) • 500ml water • Mix them all together in a jug and cool down in fridge. 50-70g sugar One litre of warm water Pinch of salt 200ml of sugar free squash Mix, cool and drink • Here are two other recipes for isotonic drinks: • Drink two: Fruit Academy • 200ml ordinary fruit squash • 800ml water • A pinch of salt • Mix them all together in a jug and cool down in fridge. Konsep minuman isotonilk, osmosis terbalik

  34. Tekanan Osmosis Konsep sumber energi osmosis by Tomas Harrysson, David Lönn and Jesper Svensson www.exergy.se/goran/cng/alten/proj/97/o/

  35. Tekanan Osmosis Konsep penawaran air dengan osmosis terbalik

  36. Tekanan Osmosis Clean Electrolyte and protein (dialysate) Prinsip proses hemodialysis Dalam pencucian daran

  37. Pertemuan ke4:Kesetimbangan Kelarutan Pengambilan/Pemisahan Bahan padat dari larutan Konsep kelarutan, kelarutan suatu bahan adalah banyaknya kuantitas bahan yang dapat larut dalam satuan volume pelarut/atau yang sepadan Dalam istilah kimia adalah mol/Lt atau molar Hasil kali kelarutan harga konstante dimana menhyatakan hasil kali kelarutan dari konsentrasi fragmen aktif suatu bahan tersebut: As --- Baq + 2Caq Ksp = [B][C][C] atau [B][C]2 (Apabila koefisien aktivitas dianggap 100%) Jika [B][C]2 > Ksp larutan lewat jenuh dan terbentuk endapan Jika [B][C]2 < Ksp larutan belum jenuh dan tak terbentuk terbentuk endapan. Mka bahan padatan dapat diambil dari larutannya dengan membuat lewat jenuh

  38. Kesetimbangan Kelarutan Pengambilan/Pemisahan Bahan padat dari larutan Natrium asetat Natrium asetat

  39. Kesetimbangan Kelarutan Daur Ulang Aluminium: Al + H2SO4 Al2(SO4)3 dibuat jenuh dengan penguapan (pengurangan pelarut) kemudian di endapkan/dikristalkan

  40. Kesetimbangan Kelarutan Daur Ulang Aluminium: Al + HCl  AlCl3 dibuat jenuh dengan penguapan (pengurangan pelarut) kemudian di endapkan/dikristalkan

  41. Kesetimbangan Komplek Kesetimbangan komplek dapat digunakan dalam sistem pewarnaan, karena senyawa komplek pada umumnya berwarna Komplek dan pewarnaan logam: Pewarnaan aluminium dengan KCN, erbentuk reaksi Al + KCN  KxAl(CN)y dengan warna permanen menempel metalik keemasan. Warna ini dapat dikembangkan dengan komplek-komplek lainya seperti dengan ion SCN- dan lainnya Logam-logam dengan garam komplek yang melekat dapat diwarnai dengan cara ini, misalnya krom. Besi Tidak bisa, karena garam besi akan luntur/larut Kesetimbangan Komplek dapat digunakan dalam sistem pewarnaan, karena senyawa komplek pada umumnya berwarna

  42. Kesetimbangan Asam basa Suatu bahan dapat digolongkan menjadi asam betral dan basa dari derajad keasamannya: Derajad keasaman, pH = -log[H+] Kebalikannya derajad kebasaan, pOH = -log [OH-] pH + pOH = pKw, kesetimbangan air, dimana pKw tetap pada suhu tetap. Jadi kesetimbangan air adalah kesetimbangan asam basa, jika pH=pOH bahan disebut netral. Secara teoritik pengertian asam dan basa berkembang untuk pengkajian pelarut non air, tetapi secara praktek bahan sudah dapat diidentifikasi asam atau basa, dengan bermacam ukuran Kesetimbangan asam basa dapat digunakan dalam sistem bahan pembersih, karena senyawa asam basa dapat melarutkan pengotor

  43. Kesetimbangan Asam basa Ceking asam basa menggunakan indikator atau alat pH meter

  44. Kesetimbangan Asam basa pH dari beberapa bahan

  45. Kesetimbangan Asam basa Senyawaan garam organik rantai panjang berfungsi sebagai sabun/detergen 142 gr minyak kelapa142 gr minyak sawit452 gr minyak zaitun102 gr NaOH240 gr air20 gr pewangi

  46. Kesetimbangan Asam basa Senyawaan garam organik rantai panjang berfungsi sebagai sabun/detergen 142 gr minyak kelapa142 gr minyak sawit452 gr minyak zaitun102 gr NaOH240 gr air20 gr pewangi

  47. Kesetimbangan Asam basa Senyawaan garam organik rantai panjang berfungsi sebagai sabun/detergen DETERJENKarakteristik deterjen yang dibutuhkanDaya cuci maksimumBiaya per 1 kali mencuci minimumBiodegradebility maksimumPEMBUATAN DETERJENAlkylbenzene + oleum alkylbenzena sulfonatTallow fatty alcohol + oleum fatty alcohol sulfonatSulfonat + sulfat + NaOH sodium saltSodium salt + builders deterjen

  48. Kesetimbangan Asam basa REAKSI KIMIAPEMBUATAN DETERJEN I. Sulfonasi R– C6H5 + H2SO4.SO3 R–C6H5–SO3H + H2SO4 REAKSI KIMIAII. SulfasiReaksi UtamaR-CH2OH + SO3H2O R’OSO3H + H2O DH= -325 sd -350 Kj/kg Reaksi tambahanR-CH2OH + R’-CH2-OSO3H  R’-CH2-O-CH2-R’ + H2SO4 R’-CH2-CH2OH + SO3  R’-CH=CH2 + H2SO4 R-CH2OH + SO3  RCHO + H2O +SO2 R-CH2OH + 2 SO3  RCOOH + H2O +SO2 Netralisasi dengan NaOHhasil sulfonasi (R I) dengan sulfasi (R II) ditambah NaOH dan STTP (Sodium Tripolyphosphat) yang dibawa dalam bentuk Na5P3O11, kemudian dan terjadi hidrasi Na5P3O11 + 6 H2O + Na5P3O11.6 H2O Senyawaan garam organik rantai panjang berfungsi sebagai sabun/detergen

  49. BAHAN-BAHAN PEMBUATAN DETERJEN1. SURFACTANSUntuk mengurangi tegangan permukaanJenis bahan : Alkyl Benzene Sulfonat (ABS) dan Fatty Alcohol Sulfonat • 2. SUDS REGULATOR (pengatur busa)Untuk membantu surfactan dalam proses pencucianJenis bahan : asam lemak • 3. BuildersUntuk penguat daya cuci deterjenJenis bahan :Sodium Tripoli Phosphat (STPP) untuk mencegah redeposisiBahan ini bekerjasama dengan surfactan untuk meningkatkan daya cuciSoda abu • Additivea. Pencegah korosi : Natrium Silicateb. Anti redeposisi agent : Carboxyl Methyl Cellulose (CMC)c. Penghambat noda,bercak : Benzotriazoled. Pemutih (mengubah ultraviolet menjadi cahaya yang terlihat) : bluings, dari jenis Peroxygene, Anti microbial agent : carbonilides, salycyl anilidesf. Penghilangan noda : • g. Estetika : parfum

  50. Fermentasi dalam kimia

More Related