| Summary: | Belerang di alam terdapat sebagai unsur yang stabil. Pemanfaatan belerang sampai saat ini ialah diolah menjadi belerang sulfat dengan cara dibakar, dilanjutkan dengan oksidasi katalitik kemudian diserap dengan larutan penyerap sesuai dengan senyawa sulfat yang diinginkan. Proses ini terjadi pada suhu tinggi sehingga diperlukan panas yang cukup besar. Belerang dapat larut dan bereaksi dalam suspensi kapur padam membentuk senyawa polisulfid dan sulfit. Senyawa sulfit dan poli sulfida bila dioksidasi dengan udara dapat membentuk senyawa sulfat. Oksidasi akan lebih cepat bila dibantu dengan katalisator seperti mangaan dioksida karbon aktif dan lain lain. Penggunaan katalisator padat akan memudahkan pada pemisahan hasil. Penelitian ini bertujuan mempelajari reaksi pembentukan sulfat dari belerang dalam suspensi kapur padam pada suhu yang relatif rendah. Hasil yang terbentuk berupa senyawa kalsium suffat yang dibutuhkan oleh industri semen, industri farmasi dan industri cat. Penelitian ini akan menyederhanakan proses pembuatan kalsium sulfat dan belerang dan biaya pembuatan kalsium sulfat akan menjadi lebih murah. Disamping itu juga mempelajari kondisi operasi yang relatif baik dan mempelajari kinetika reaksi. Penelitian diawali dengan melarutkan belerang ke dalam suspensi kapur padam lalu dididihkan selama 3 jam kemudian dibiarkan sampai dingin. Cairan kemudian dipisahkan dari suspensi dan belerang tidak larut lalu dianalisis kadar belerang terlarut. Cairan ini disebut cairan induk dan setiap akan percobaan diencerkan sampai konsentrsi yang diinginkan. Selanjutnya cairan dengan konsentrasi tertentu diumpankan ke dalam reaktor diikuti dengan karbon aktif seberat tertentu dan ukuran butir tertentu pula. Reaktor lalu dipanaskan sampai suhu cairan yang diinginkan lalu udara dialirkan kedalam sistim. Setelah reaksi mencapai waktu yang ditetapkan. pemanas dimatikan aliran udara dihentikan. Contoh cairan diambil untuk dianalisis kadar sulfatnya secara gravimetri. Percobaan dilakukan dalam dua tahap yang meliputi tahap I yaitu percobaan dengan pengadukan mekanis dan dijalankan dalam labu leher tiga. Tahap kedua percobaan dijalankan dalam reaktor "drift" yang dibagi dalam dua jenis yaitu drift diisi katalisator sebagai unggun dan jenis yang lain drift dibiarkan kosong. Hasil percobaan menunjukkan bahwa dengan menggunakan pengaduk mekanis memberikan hasil yang lebih baik. Pengaruh waktu reaksi terhadap, konversi lebih kentara dibanding dengan pengaruh suhu. Percobaan dilakukan pada waktu 1 jam sampai dengan 3,5 jam sedang suhu berkisar dari 303 sampai 353 K. Hasil ini menyatakan bahwa pengadukan berperan terhadap hasil yang diperoleh. Keadaan ini disebabkan kontak antara udara dengan larutan di permukaan katalisator cukup sulit sehingga diperlukan dorongan yang cukup kuat. Konversi tertinggi yang dicapai ialah 9,58% pada reaksi selama 3,5 jam dan suhu 353 K. Pada penggunaan reaktor drift yang berisi katalisator memberikan konversi maksimal 1.64% dan pada drift kosong memberikan hasil 2.78%. Perbedaan hasil pada reaktor drift tersebut menunjukkan bahwa pada saat padatan katalisator ikut tersirkulasi, terjadi kontak yang lebih bagus dibanding dengan kontak antara zat alir dengan padatan di unggun dalam drift. Hasil ini juga lebih memperkuat bahwa pencampuran memegang peranan yang berarti perpindahan massa mengontrol jalannya reaksi pembentukan sulfat. Analisis kinetika pada hasil dengan perubah suhu menunjukkan bahwa nilai tenaga pengaktif lebih besar dari 10.000 kal/mol dan nilai tahanan reaksi kimia lebih besar dibanding tahanan perpindahan massa. Oleh sebab itu dapat disimpulkan bahwa pada reaksi pembentukan sulfat dari pelarutan belerang dalam suspensi kinetika reaksi kapur padam ditentukan oleh langkah perpindahan massa dan reaksi kimia. Kaitan antara konstante kecepatan reaksi dapat ditunjukkan sebagai berikut:
kr ac = 723 76 10 9 exp ( 13,933/RT) untuk drift berisi katalisator.
kr ac = 1,2133 1013 exp ( 18,248/RT) untuk drift kosong.
|
|---|