NERACA MASSA PERALATAN EKSTRAKSI - AZAS TEKNIK KIMIA — Transcript

Full transcript

1. 0:06Assalamualaikum warahmatullahi
2. 0:08wabarakatuh.
3. 0:10Sebelum kita mulai, marilah kita membaca
4. 0:12basmalah. Bismillahirrahmanirrahim.
5. 0:16Nah, anak-anak pada video kali ini kita
6. 0:19akan membahas tentang neraca massa,
7. 0:22peralatan ekstraksi
8. 0:24dengan materi neraca massa tanpa reaksi
9. 0:28kimia
10. 0:29dan kompetensi dasarnya adalah 3.6
11. 0:32menerapkan perhitungan neraca massa
12. 0:34dalam unit proses atau operasi teknik
13. 0:36kimia tanpa reaksi kimia
14. 0:394.6 menghitung neraca massa dalam unit
15. 0:41proses atau operasi teknik kimia tanpa
16. 0:44reaksi kimia.
17. 0:49Anak-anak, bahasan yang pertama tentang
18. 0:52apa itu peralatan leaching atau
19. 0:54ekstraksi.
20. 0:58Ekstraksi merupakan proses pemisahan
21. 0:59satu atau lebih komponen dari suatu
22. 1:01komponen homogen
23. 1:03bisa berupa padatan atau cairan
24. 1:07menggunakan pelarut cair atau solven
25. 1:09sebagai separating agent.
26. 1:11Ekstraksi dibagi menjadi dua, yaitu
27. 1:14ekstraksi padat cair dan ekstraksi cair
28. 1:16cair.
29. 1:17Pada ekstraksi padat cair
30. 1:20atau leaching, satu atau beberapa
31. 1:22komponen yang dapat larut dipisahkan
32. 1:24dari bahan padat dengan bantuan pelarut.
33. 1:28Ketika bahan ekstraksi dicampur dengan
34. 1:30pelarut, maka pelarut menembus
35. 1:33kapiler-kapiler
36. 1:34dalam bahan padat dan melarutkan
37. 1:37ekstrak.
38. 1:41Ini adalah contoh dari peralatan
39. 1:45ekstraksi padat cair
40. 1:47dalam skala lab yang terdiri dari labu
41. 1:50dasar bulat, kemudian soxhlet
42. 1:54tem
43. 1:55tempat terjadinya proses
44. 1:57pelarutan atau ekstraksi ini, kemudian
45. 1:59kondensor.
46. 2:02Di dalam Soxhlet ini ada paper thimble,
47. 2:05yaitu
48. 2:07kantong kertas
49. 2:09yang berisi
50. 2:11material solid, padatan solid yang akan
51. 2:13diekstrak.
52. 2:16Pada awalnya
53. 2:18solven yang di
54. 2:19yang ada di dalam
55. 2:21labu
56. 2:22dasar bulat ini dipanaskan sehingga
57. 2:25menguap menjadi
58. 2:28yang warna kuning ini solven vapor, uap
59. 2:31dari solven
60. 2:32sehingga masuk ke dalam kondensor
61. 2:35dikondensasi dengan menggunakan
62. 2:39kulan H2 in
63. 2:41dan keluaran dari pendinginnya adalah
64. 2:43kulan H2O out.
65. 2:46Dari fase gas menjadi fase cair.
66. 2:51Dan di sinilah terjadi solid material
67. 2:53being extracted. Di sini terjadinya
68. 2:56ekstraksi
69. 2:58material solid.
70. 3:01Solven melewati
71. 3:03thimble wall.
72. 3:05Jadi dinding
73. 3:07kertas ini, kantong ini
74. 3:09direndam oleh
75. 3:11solven yang
76. 3:14tadi menguap dan kemudian dikondensasi
77. 3:16dalam kondensor.
78. 3:18Nah, sirkulasi ini dilakukan bisa sampai
79. 3:21satu atau dua, tiga kali
80. 3:25pada proses ekstraksi eh
81. 3:28skala lab
82. 3:29ekstrak peralatan ekstraksi padat cair
83. 3:31yang dinamakan dengan Soxhlet. Dan ini
84. 3:34adalah eh gambar dari
85. 3:37Soxhlet dengan kantong kertas meletakkan
86. 3:42material solidnya.
87. 3:45Nah, kemudian bagaimana dengan ekstraksi
88. 3:47cair-cair?
89. 3:49Ekstraksi cair-cair atau liquid extra
90. 3:52extraction atau dikenal juga solven
91. 3:55extraction
92. 3:57solut dipisahkan dari cairan pembawa
93. 4:00atau diluent menggunakan solvent cair.
94. 4:04Ekstraksi cair-cair digunakan apabila
95. 4:07kurang efektif memisahkan dengan
96. 4:10destilasi karena titik didih antar
97. 4:13komponen yang akan dipisahkan terlalu
98. 4:14dekat atau zat yang tidak tahan suhu
99. 4:18destilasi maka menggunakan ekstraksi
100. 4:20cair-cair.
101. 4:22Dalam ini contohnya ini adalah peralatan
102. 4:25ekstraksi cair-cair.
103. 4:27Ini adalah separating funnel atau corong
104. 4:30pisah. Di dalam corong pisah ini
105. 4:33dimasukkan eh
106. 4:35cairan yang akan dipisahkan
107. 4:38keduanya komponen ini memiliki densitas
108. 4:41yang berbeda.
109. 4:43Densitas yang lebih tinggi
110. 4:47itu yang berwarna
111. 4:50hijau berada di bawah ya
112. 4:52setelah dimasukkan ke dalam corong pisah
113. 4:54ini bahannya maka dikocok dan kemudian
114. 4:58dibiarkan maka akan terpisah sesuai
115. 5:01dengan densitasnya. Densitas yang lebih
116. 5:04liquid with higher density itu ada di
117. 5:07bawah sedangkan liquid with
118. 5:11the low density itu di atas. Kemudian
119. 5:16funnel tap-nya atau keran corongnya ini
120. 5:19dibuka
121. 5:20maka densitas yang lebih tinggi akan
122. 5:25mengalir ke container yang ada di
123. 5:27bawahnya dan terjadilah pemisahan
124. 5:30tentunya setelah pengocokan beberapa
125. 5:32waktu baru dibiarkan terpisah antara
126. 5:36densitas yang tinggi dan rendah dan
127. 5:39kemudian
128. 5:40terbukalah dibukalah keran dan akan
129. 5:43terpisah antar bahan maka akan
130. 5:47terjadinya ekstraksi cair-cair.
131. 5:52Campuran diluent
132. 5:54dan solvent ini adalah heterogen atau
133. 5:57immiscible
134. 5:59atau tidak saling bercampur. Dan ada
135. 6:01juga yang partial immiscible solvent
136. 6:04sedikit larut dalam diluen dan
137. 6:06sebaliknya. Meskipun dengan campuran ini
138. 6:09hidrogen, jika dipisahkan akan terdapat
139. 6:12fase diluen dan fase
140. 6:14solven.
141. 6:19Anak-anak, selanjutnya kita akan
142. 6:21membahas diagram blok peralatan leaching
143. 6:24atau ekstraksi.
144. 6:28Diagram alir ekstraksi terdiri dari dua
145. 6:31aliran input dan satu aliran output
146. 6:35dan satu atau dua aliran output sebagai
147. 6:39produk ekstrak, tergantung proses
148. 6:41ekstraksi yang dilakukan.
149. 6:48Kemudian eh ini adalah diagram blok
150. 6:50sederhana, bisa berupa bujur sangkar
151. 6:53atau segi empat.
152. 6:56Ekstraksi itu adalah proses pengambilan
153. 6:58suatu zat.
154. 7:00Dalam zat itu ada A yang merupakan zat
155. 7:03terlarut di dalam campuran
156. 7:06cairan A dan B. Ini masuk
157. 7:09sebagai umpan
158. 7:11A dan B.
159. 7:13Dan A ini adalah zat terlarut.
160. 7:17Kemudian dengan menggunakan pelarut
161. 7:20cairan C,
162. 7:23nah ini masuk ke dalam
163. 7:25ekstraktor.
164. 7:28Pelarut C yang digunakan tidak akan
165. 7:30melarutkan B kalau ini
166. 7:33miscible misi misi sible ya, tapi kalau
167. 7:37kalau masih sedikit bercampur, terkadang
168. 7:41eh C juga bisa melarutkan B, tapi yang
169. 7:44paling banyak melarutkan A. Sehingga
170. 7:47pada ekstrak
171. 7:52ada pelarut C dan ekstrak A.
172. 7:57Dan di rafinat
173. 7:59keluarannya yaitu
174. 8:03B.
175. 8:04Jadi B yang tidak terlarut di C
176. 8:08akan keluar sebagai rafinat.
177. 8:11Jadi sisa dari umpan, sedangkan A itu
178. 8:14ekstrak, B itu pengotornya, maka keluar
179. 8:18sebagai rafinat karena tidak terlarut
180. 8:21dilarutkan oleh C.
181. 8:24Tergantung jenis
182. 8:26bahannya, ya.
183. 8:28Ada yang bisa melarutkan B tapi hanya
184. 8:31sedikit. Tapi yang paling utama pada
185. 8:34rafinat yang paling banyak adalah
186. 8:35pengotor yang tidak dilarutkan oleh C.
187. 8:38Sedangkan ekstrak akan keluar terlarut
188. 8:41di dalam
189. 8:42pelarut. Jadi keluarannya ada dua,
190. 8:46rafinat
191. 8:48paling banyak mengandung pengotor,
192. 8:50sedangkan ekstrak paling banyak
193. 8:52mengandung ekstrak tentunya, yaitu
194. 8:54komponen yang akan diambil. Di mana A
195. 8:57sangat larut da- dalam solven C atau
196. 9:00pelarut C.
197. 9:07Anak-anak, selanjutnya kita akan
198. 9:08membahas ekstraksi lilin dari sarang
199. 9:11lebah.
200. 9:13Satu ton sarang lebah mengandung lilin
201. 9:16sebanyak 7% akan diekstrak dengan
202. 9:19menggunakan 430 kg benzen murni
203. 9:24sehingga semua lilin larut di dalam
204. 9:25benzen.
205. 9:27Residu yang dihasilkan langsung
206. 9:29dikeringkan dan dikeluarkan dalam
207. 9:32keadaan kering.
208. 9:33Residu ternyata masih mengandung 1%
209. 9:36lilin.
210. 9:38Hitung persentase pelarut dalam produk
211. 9:41ekstrak.
212. 9:46Anak-anak, untuk menyelesaikan soal ini,
213. 9:49yaitu
214. 9:50ekstraksi lilin da- dari sarang lebah,
215. 9:53pertama kali kita membuat diagram blok
216. 9:57sederhana terlebih dahulu. Bisa berupa
217. 10:00bujur sangkar atau kotak. Dan yang
218. 10:03pertama
219. 10:04diketahui bahwa ada satu ton sarang
220. 10:07lebah yang mengandung lilin sebanyak 7%.
221. 10:10Jadi, kita tulis ini adalah sebagai
222. 10:13umpan
223. 10:15diketahui 1 ton.
224. 10:19Di sini dibolehkan menggunakan 1.000 kg,
225. 10:22silakan.
226. 10:24Kemudian diketahui lilinnya 7% di dalam
227. 10:26umpan, maka
228. 10:29diubah menjadi
229. 10:31fraksi massa
230. 10:320,07 kg lilin per kg.
231. 10:37Pada soal tidak dijelaskan sisanya apa,
232. 10:39maka kita namai dengan pengotor. Kalau
233. 10:42lilinnya 7%, berarti sisanya pengotor,
234. 10:46yaitu 93%
235. 10:49atau 0,93
236. 10:50kg pengotor per kg.
237. 10:55Kemudian soal dijelaskan diekstrak
238. 10:57dengan menggunakan 430
239. 11:00benzen murni.
240. 11:03Maka di sini
241. 11:04masuk
242. 11:06benzen murni sebesar 430
243. 11:10kg pelarut benzen.
244. 11:12Di sini tidak ada lagi zat lain kecuali
245. 11:14benzen, makanya di sini 430 kg pelarut
246. 11:18benzen dan ini adalah laju alir total.
247. 11:23Kemudian kita menjelaskan, ya.
248. 11:28Keluaran yang pertama tentu adalah
249. 11:30ekstrak.
250. 11:31Pada soal tidak dijelaskan ekstraknya
251. 11:34bagaimana.
252. 11:35Laju alirnya juga tidak diketahui, maka
253. 11:37dibuat variabel yaitu Q1 kg. Ini adalah
254. 11:42laju alir ekstrak yang keluar.
255. 11:46Berapa kadarnya? Di soal tidak
256. 11:48diketahui, maka di sini diberi simbol X
257. 11:51kg lilin per kg.
258. 11:53Berarti berapa persen jumlah lilin dalam
259. 11:56ekstrak? X%. Karena dalam fraksi
260. 12:02massa X kg lilin per kg.
261. 12:06Sisanya di sini tidak dijelaskan.
262. 12:09Tapi eh
263. 12:11untuk proses ekstraksi
264. 12:14yang ada di dalam ekstrak adalah pelarut
265. 12:16karena memang fungsi dari pelarut adalah
266. 12:18melarutkan
267. 12:20komponen yang diinginkan yaitu lilin.
268. 12:23Maka pada ekstrak selain lilin ada
269. 12:26pelarut. Sebesar apa? Karena total dari
270. 12:29fraksi massa adalah satu, maka
271. 12:32penulisannya 1 dikurangi X kg pelarut
272. 12:36per kg. Di sini menggunakan 1 - X.
273. 12:39Menggunakan simbol yang sama.
274. 12:42Bisa saja menggunakan X1 kemudian di
275. 12:46pelarutnya X2. Cuma kan ada dua
276. 12:48variabel. Tapi kalau penulisannya X1 X
277. 12:51kemudian 1 - X. Jadi hanya satu simbol
278. 12:54yaitu X.
279. 12:56Jika X diketahui maka 1 - X akan
280. 12:59diketahui berapa kadar dari pelarut di
281. 13:01dalam ekstrak.
282. 13:03Nah, harus dihafal juga. Keluaran yang
283. 13:06berikutnya setelah ekstrak adalah
284. 13:10rafinat. Nah, di sini dijelaskan residu
285. 13:13atau rafinat itu sama saja. Residu yang
286. 13:15dihasilkan langsung dikeringkan,
287. 13:18dikeluarkan dalam keadaan kering.
288. 13:20Residu ternyata masih mengandung 1%
289. 13:23lilin. Jadi ternyata ada rafinat
290. 13:26tetapi di dalam soal tidak diketahui
291. 13:29berapa laju alir dari residu atau
292. 13:31rafinat. Maka dibuat variabel yaitu
293. 13:35Q2 kg. Di sini Q1 maka yang
294. 13:40simbol yang kedua untuk laju alir ya Q2
295. 13:43kg.
296. 13:45Kadarnya diketahui yaitu 1% lilin.
297. 13:48Nah, kita
298. 13:49buat fraksi massa 0,01 kg lilin per kg.
299. 13:54Sisanya di sini di soal tidak diketahui
300. 13:57yang lainnya. Berarti kalau tidak
301. 13:59diketahui
302. 14:01sudah masuk ke logika bahwa di dalam
303. 14:03rafinat itu adalah pengotor dari umpan.
304. 14:06Jadi semua pengotor masuk ke dalam
305. 14:07residu karena tidak ada penjelasan lain.
306. 14:10Maka sisanya dari 1%
307. 14:14lilin di dalam rafinat itu adalah
308. 14:17sisanya 0,99 kg pengotor per kg. Jadi di
309. 14:22dalam rafinat ada lilinnya, ada
310. 14:24pengotornya.
311. 14:26Nah anak-anak, ini adalah diagram
312. 14:28lengkap
313. 14:30untuk ekstraksi lilin dari sarang lebah.
314. 14:38Anak-anak,
315. 14:39kita akan menyelesaikan soal berikut ini
316. 14:42setelah telah mendapatkan diagram blok
317. 14:45sederhana dengan satuan yang lengkap dan
318. 14:47juga variabel yang tidak diketahui
319. 14:49maupun diketahui sudah di dituliskan dan
320. 14:52disimbolkan. Nah ini adalah siap untuk
321. 14:55mengerjakan selanjutnya yaitu membuat
322. 14:58persamaan neraca massa.
323. 15:02Proses ekstraksi itu tidak terjadi
324. 15:05reaksi kimia.
325. 15:06Berarti generasi sama dengan 0, konsumsi
326. 15:09sama dengan 0.
327. 15:11Dan juga
328. 15:13proses asumsinya tunak atau steady state
329. 15:16berarti akumulasi sama dengan 0. Maka
330. 15:19persamaan umumnya adalah input sama
331. 15:22dengan output karena
332. 15:24tanpa reaksi kimia dan tunak.
333. 15:27Maka persamaannya
334. 15:30yang akan kita buat ada jelas ada dua
335. 15:33ya, persamaan neraca massa total dan
336. 15:35persamaan neraca massa komponen.
337. 15:37Nah berapa jumlah persamaan neraca massa
338. 15:39komponen karena di sini yang
339. 15:42terlibat itu ada tiga zat yaitu pertama
340. 15:46lilin, kemudian kedua pengotor, ketiga
341. 15:49benzen sebagai pelarut. Maka persamaan
342. 15:52neraca massa komponennya ada tiga yaitu
343. 15:54persamaan neraca massa komponen lilin,
344. 15:57kedua persamaan neraca massa komponen
345. 15:59pengotor dan ketiga persamaan neraca
346. 16:01massa komponen benzen.
347. 16:03Nah yang pertama kita akan membuat
348. 16:05persamaan neraca massa total.
349. 16:09Laju alir total yang di input ditambah
350. 16:12yang input kedua
351. 16:15sama dengan laju alir output yang
352. 16:17pertama ditambah output yang kedua,
353. 16:20yaitu 1.000 kg ditambah 430
354. 16:27sama dengan karena tidak ada lagi panah
355. 16:29yang lain, maka sama dengan Q1 ditambah
356. 16:33Q2. Ini adalah persamaan neraca massa
357. 16:36total.
358. 16:37Kemudian, ya benar, kita akan membuat
359. 16:40persamaan neraca massa lilin.
360. 16:43Lilin yang ada di umpan ditambah lilin
361. 16:46yang ada di pelarut sama dengan lilin
362. 16:49yang ada di ekstrak ditambah lilin yang
363. 16:51ada di
364. 16:54rafinat atau residu.
365. 16:56Nah, berapa jumlah laju alir lilin yang
366. 16:59ada di umpan, yaitu kadar lilin umpan
367. 17:03kali laju alir totalnya, yaitu 0,07 *
368. 17:081.000. Kemudian, karena di dalam pelarut
369. 17:11tidak ada lilin, maka diabaikan untuk
370. 17:14panah yang masuk pelarut. Kemudian
371. 17:16ditutup dengan sama dengan, kemudian
372. 17:19kita hitung X
373. 17:21* Q1, yaitu kadar dari lilin di dalam
374. 17:24ekstrak ditambah Q1
375. 17:28di dikali Q1 ditambah 0,01, yaitu kadar
376. 17:32lilin di dalam rafinat ditambah Q2.
377. 17:36Nah,
378. 17:37berarti ini persamaannya.
379. 17:39Kemudian persamaan yang kedua, yaitu
380. 17:42persamaan neraca massa pengotor, yaitu
381. 17:44laju alir pengotor yang ada
382. 17:47di umpan ditambah pengotor yang ada di
383. 17:50pelarut sama dengan pengotor yang ada di
384. 17:52ekstrak
385. 17:53ditambah pengotor yang ada di rafinat.
386. 17:57Nah, dalam hal ini ternyata di dalam
387. 17:59pelarut tidak ada pengotor. Di dalam
388. 18:01ekstrak juga tidak ada pengotor, maka
389. 18:03persamaannya kadar dari pengotor yang di
390. 18:05umpan kali laju alir totalnya, 0,93
391. 18:09* 1.000 sama dengan
392. 18:12ekstrak tidak ada pengotornya, maka sama
393. 18:14dengan 0,
394. 18:1699 * Q2. Nah, ini persamaan neraca massa
395. 18:20komponen pengotor.
396. 18:22Selanjutnya yang terakhir adalah
397. 18:25komponen terakhir yaitu apa? Persamaan
398. 18:27neraca massa pelarut atau benzen. Maka
399. 18:30benzen yang diumpan ditambah benzen yang
400. 18:32ada di pelarut sama dengan
401. 18:34benzen yang ada di ekstrak ditambah
402. 18:37benzen yang ada di rafinat. Dalam hal
403. 18:40ini yang ada di umpan tidak ada pelarut,
404. 18:43yang ada hanya di aliran memang pelarut
405. 18:46yaitu sebesar 430 sama dengan Nah, di
406. 18:50sini kita
407. 18:51eh yang ada di rafinat tidak ada
408. 18:53pelarut, yang ada hanya di ekstrak yaitu
409. 18:56sebesar kadarnya berapa? 1 - x * Q1. Ini
410. 19:01adalah kadar 1 - x
411. 19:03kg pelarut per kg * Q1. Nah, ini
412. 19:08Sekarang kita memiliki empat persamaan
413. 19:11neraca massa. Satu persamaan neraca
414. 19:13massa total, tiga persamaan neraca massa
415. 19:16komponen.
416. 19:20Nah, kemudian tahapan berikutnya adalah
417. 19:23penyelesaian.
418. 19:25Nah, kalau kita lihat dari empat
419. 19:26persamaan ini, mana yang bisa
420. 19:28diselesaikan dengan mudah? Ya, ternyata
421. 19:30benar yaitu persamaan neraca massa
422. 19:33pengotor.
423. 19:34Yaitu 0,93 * 1000 = 0,99 * Q2. Nah,
424. 19:40kemudian
425. 19:41930 = 0,99 Q2 dan Q2 itu 930
426. 19:47per 0,99 = 939,394
427. 19:53kg. Ini adalah Q2. Jadi, Q2 sudah
428. 19:56didapatkan. Kemudian dengan adanya Q2
429. 20:00yang bagus, yang nyaman kita
430. 20:02menyelesaikan ya tentu dengan persamaan
431. 20:04neraca total.
432. 20:06Kita menggunakan persamaan neraca massa
433. 20:08total yaitu
434. 20:101000 + 430 = Q1 + Q2.
435. 20:15Nah,
436. 20:16di sini 1430 =
437. 20:21dijumlahkan ya, 1430 = Q1 ditambah Nah,
438. 20:25dimasukkan nilai ini, Q Q2-nya berarti
439. 20:28Q1 ditambah 939,394.
440. 20:32Q1 = 1.430 dikurangi 939,394.
441. 20:38Hasil
442. 20:39= 490,61
443. 20:41kg. Nah, sekarang Q1 eh Q1 dan Q2-nya
444. 20:44sudah
445. 20:46didapatkan.
446. 20:48Selanjutnya adalah
447. 20:52ekstraksi lilin di sarang lebah. Kita
448. 20:55ini adalah lanjutan dari
449. 20:57tadi, yaitu setelah didapatkan
450. 21:00Q1 dan Q2, kita menggunakan neraca massa
451. 21:04bahan pelarut atau benzen untuk
452. 21:07mendapatkan
453. 21:08nilai yang belum dapat, yaitu X ya.
454. 21:11Q1 sudah didapatkan, jadi menggunakan
455. 21:13ini. 430 = 1 - X = Q1.
456. 21:18Kita masukkan
457. 21:20Q1-nya tadi eh pada persamaan
458. 21:23sebelumnya, yaitu 490,61.
459. 21:27Maka hasilnya 430 = 1 - X * 490,61.
460. 21:33Nah, hasilnya 490,61
461. 21:35- 430 = 490,61
462. 21:40X
463. 21:41ya. Dan X = 490,61
464. 21:44- 430
465. 21:46/ 490,61
466. 21:48= 0,124 kg lilin per kg. Ini baru lilin
467. 21:53diekstrak ya. Berapa sisanya? Yaitu
468. 21:57pelarut ya tinggal dikurangi. Yaitu
469. 22:00persentase pelarut dalam produk ekstrak
470. 22:031 - X. X-nya kan 0,124,
471. 22:07maka 1 - 0,124 adalah 0,
472. 22:11= 0,876
473. 22:14kg pelarut per kg. Nah, ini adalah eh
474. 22:18persentase pelarut yang ada di produk
475. 22:20ekstrak seperti yang ditanyakan di dalam
476. 22:23soal.
477. 22:25Nah, anak-anak, eh demikian video
478. 22:27pembelajaran ke Nah, anak-anak eh
479. 22:29demikian video pembelajaran kali ini.
480. 22:32Sebelum semoga bermanfaat.
481. 22:34Assalamualaikum
482. 22:36warahmatullahi wabarakatuh.