Kimia terapan

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

• PENGAMBILAN BAHAN

(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.
11
PROSES DALAM KIMIA

• PENGAMBILAN BAHAN
• (a). Campuran heterogen

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.
12
PROSES DALAM KIMIA

• PENGAMBILAN BAHAN
• (a). Campuran homogen

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.
13
Kimia Terapan Pertemuan ke 3
DIAGRAM FASE LARUTAN
DIAGRAM FASE LARUTAN
DIAGRAM FASE LARUTAN
HUKUM ROULT
LARUTAN
KESETIMBANGAN KELARUTAN
KESETIMBANGAN KELARUTAN
14
Tekanan Uap pelarut
15
Tekanan Uap pelarut
760 mm Hg (1 atm)
16
Tekanan Uap pelarut
Hubungan P dan T dinyatakan dalam Persamaan
ClausiusClapeyron
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
ClausiusClapeyron
ln(p2/p1) DHvap/R(1/T1-1/T2)
Heats of Vaporization, Boiling Points, and Vapor
Pressures of Some Common Liquids Heat of
Vaporization at Vapor Boiling Point Heat
of Pressure at 1 atm (C) Vapor Liquid
at (torr at 20C) J/g kJ/moL water, H2O
17.5 100. 2260 40.7 ethyl alcohol, CH3CH2OH
43.9 78.3 855 39.3 benzene, C6H6 74.6
80.1 395 30.8 diethyl ether, CH3CH2OCH2CH3
442. 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
ClausiusClapeyron
ln(p2/p1) DHvap/R(1/T1-1/T2)
Some Melting Points and Heats of Fusion
Melting Point Heat of Fusion Substance (C)
J/g kJ/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 cm DT
Eksoterm
Q DHvap m
Mendidih
Temperaturr
Cair
Q cm DT
Membeku
Endoterm
Q DHf m
Mencair
Padat
Q cm DT
Jumlah kalor
20
Temperatur dan Tekanan Uap Campuran
LARUTAN IDEAL
21
Temperatur dan Tekanan Uap Campuran
LARUTAN IDEAL
22
Temperatur dan Tekanan Uap Campuran
Hukum Roult, PA XA PA
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
TA
TB
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-3Distilasi
25
Pertemuan ke-3Distilasi
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/ex
traction/
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
carbohydrates for 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
carbohydrates for 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 ke4Kesetimbangan 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
BCC atau BC2 (Apabila koefisien
aktivitas dianggap 100) Jika BC2 gt Ksp
larutan lewat jenuh dan terbentuk endapan Jika
BC2 lt 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 -logH 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 pHpOH 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 ? RC6H5SO3H H2SO4 REAKSI
KIMIAII. SulfasiReaksi UtamaR-CH2OH SO3H2O
?ROSO3H H2O DH -325 sd -350 Kj/kg Reaksi
tambahanR-CH2OH R-CH2-OSO3H ? R-CH2-O-CH2-R
H2SO4 R-CH2-CH2OH SO3 ? R-CHCH2
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