Laporan Pengendalian PH

download Laporan Pengendalian PH

of 18

Transcript of Laporan Pengendalian PH

LAPORAN PRAKTIKUMINSTRUMENTASI DAN PENGENDALIAN PROSES

PENGENDALIAN pH

OLEH :MUHAMMAD MAULANA1124301008

JURUSAN TEKNIK KIMIAPROGRAM STUDI TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRIPOLITEKNIK NEGERI LHOKSEUMAWE2013

LEMBAR TUGAS

Judul Praktikum : Pengendalian pH Mata Kulia : Praktikum Instrumentasi dan Pengendalian Proses Jurusan/Prodi : Teknik Kimia/ Teknologi Kimia Industri Nama Mahasiswa : Muhammad Maulana NIM: 1124301008 Kelas/Semester: 2A TKI/ IV Kelompok : 2 (Dua) Anggota :1. Dewi Fotriani2. Najian3. Muhammad Rizky4. Kiki Rizky Afriyansah

Uraian Tugas :1. Siapkan larutan dengan pH: 22. Berikan respon stabil dan unstabil dengan laju alir 4 L/detik3. Berikan inpu step, ramp dengan variasi laju alir 2,4,6,8,10 L/dt serta input sinus4. Gambarkan kurva untuk semua input

Ka. Laboratorium Dosen Pembimbing

Ir.Syafruddin, M.Si Elwina,ST. MT NIP. 19650819 199802 1 001 NIP.19730917 200212 2 001LEMBAR PENGESAHAN

Judul Praktikum:Pengendalian pH Mata Kuliah:Praktikum Instrumentasi dan Pengendalian Proses Jurusan/Prodi:Teknik Kimia/ Teknology Kimia Industri Nama Mahasiswa:Muhammad Maulana NIM:1124301008 Kelas/Semester:2A TKI/ IV Dosen Pembimbing:Elwina,ST. MT NIP:19730917 200212 2 001 Ka. Laboratorium:Ir. Syafruddin, M.Si NIP:19650819 199802 1 001 Tanggal Pengesahan:

Ka. Laboratorium Dosen Pembimbing

Ir.Syafruddin, M.Si Elwina,ST.MT NIP. 19650819 199802 1 001 NIP.19730917 200212 2 001BAB IPENDAHULUAN

1.1 Tujuan Percobaan Mengenal komponen-komponen Peralatan Pengendalian pH Dapat dan mampu mengenal proses stabil atau tidak stabil pada pengendalian pH Dapat memberikan input fungsi step dan fungsi lainya pada pengendalian pH Mampu membedakan respon yang di timbulkan dari inpu-input yang di berikan pada pengendalian Ph

1.2 Bahan bahan Air (aquadest ) H2SO4 NaOH

1.3 Alat alat Seperangkat Pengendalian Ph pH meter Beaker glass Kertas pH Tissue Pipet volume

1.4 Prosedur Kerja Isi tangki main dengan larutan aquadest Isi tangki Noise dengan larutan pH yang di berikan pada lembaran tugas Pasang pH meter pada tangki pencampuran Hidupkan alat peralatan pengendali pH Alirkan cairan dari tangki main dengan laju alir sesuai yang di lembaran tugas dan catat pH ( gunakan kertas pH sebagai pembanding) pada tangki pencampuran tiap 10 detik sampai keadaan steady tercapai Alirkan cairan pada tangki noise dengan laju alir sesuai tugas dan catat pH (gunakan kertas pH sebagai pembanding) pada tangki pencampuran setiap 10 detik sampai keadaaan steady tercapai Gambarkan grafik dari data yang di peroleh Berika n masukkan (input ) step dan jenis lainya serta catat pH (gunakan kertas pH sebagai pembanding) pada tangki pencampuran setiap 10 detik sampai keadaaan steady tercapai Gambarkan grafik grafik dari data yang diperoleh

BAB IITNJAUAN PUSTAKApH didefinisikan sebagai minus logaritma dari konsentrasi ion hydrogen dalam larutan. Pengukuran pH dengan menggunakan pH-meter di lakukan dengan menggunakan elektroda yang peka terhadap ion hydrogen H+, pH- meter pada dasarnya mengukur tegangan arus dalam volt, bukan maengukur pH secara langsung, sehingga pH meter harusa dikalibrasi agar dapat di baca pH. Kalibrasi dilakukan dengan menggunakan larutan dapar pH 7, kemudian dengan larutan dapar lainya yang mempunyai pH yang mendekati pH sampel yang di analisa.Harga pH merupakan ukuran untuk konsentrasi ion hydrogen dalam larutan akuatik. Harga pH menentukan apakah larutan bersifat asam atau basa. Harga pH dapat ditentukan dengan 2 cara yaitu: 1. Pengukuran pH secara elektrometrik 2. Pengukuran ph secara indicator warna pH- meter adalah suatu peralatan pengukuran voltase yang di rencanakan untuk di gunakan dalam sel-sel dengan tahanan tinggi. Alat alat pembacaan langsung adalah voltameter elektronik dengan tahanan masukkan yang sangat tinggi, rangkaian tersususun sedemikian hingga memberikan pembacaan meteran sebanding pH.Pengoprasian dari suatu pH adalah sangat mudah namun agak sedikit berbeda dengan masing masing contoh. Gangguan khusus yang menyebabkan simpangan. Pembacaan pH meter adalah ion natrium, dalam larutan sampel, bila pH 10, maka konsentrasi H+ semakin kecil sehingga ion Na+ akan menempel pada dinding elektroda kaca.Lakmus merupakan salah satu jenis indicator untuk membedakan sifat asam atau basa suatu larutan. Ada 2 jenis lakmus yaitu lakmus merah, dan lakmus biru.kedua jenis lakmus ini dapat berubah warna, jika lakmus di kenai larutan yang bersifat asam (misalnya cuka), lakmus berubah menjadi merah tetapi jika di kenai larutan basa (misalnya air kapur),lakmus tidak berubah warna.begitu juga dengan lakmus merah. Asam dan basa adalah sekelompok senyawa yang banyak ditemukan didalam kehidupan.Asam adalah zat yang dapat melepaskan ion H+ jika dilarutkan dalam air sehingga konsentrasi ion H+ didalam air meningkat.Contoh :1. HCL (aq) H+ (aq) +Cl-(aq)2. HNO(aq) H+(aq) + HNO3- (aq)3. H2SO4 (aq) 2H+ (aq) +SO4- (aq)Basa adalah zat yang menghasilkan ion OH- jika dilarutka dalam air sehingga konsentrasi ion OH- didalam larutan meningkat. Contoh: 1. NaOH ((aq)+H2O(i)) Na+ (aq) + OH(aq) 2. Ca(OH) 2(s) + H2O(i) Ca2+ (aq) + 2OH-Besaran pH dan POH di definisikan sebagai negatif logaritma konsentrasi molar ion hidroksida. Secara matematis, keduanya di ungkapkan sebagai berikut:pH = -log [ H+ ] = log POH = -log [ H] = log Lambang pH diambil dari bahasa prancis Pourvior Hydrogen artinya eksponensial kekuatan hydrogen. Untuk negative logaritma tetapan swaionisasi air, yaitu pKW yang memungkinkan nilai pH dan POH di gabungkan.Kw = [H+] [OH-]pKW = pH + POH

Gambar 2.1 kertas pH

Gambar 2.2 pH meter Lamotte

Gambar 2.3 pH meter Hanna

Kestabilan Proses Gambar 2.4 memberikan ilustrasi dinamika jawaban (respon) dinyatakan dengan nilai peubah X suatu proses sewaktu mengalami gangguan. Pada saat t= to.harga x yang semula konstan mengalami perubahan karena adanya gangguan (external disturbance) sehingga mengakibatkan osilasi.

Gambar 2.4 Respon Proses yang StabilKebalikan prilaku yang diterapkan di atas terlihat pada gambar 2.5 pada gambar 2.5 terlihat bahwa setelah terjadinya gangguan, peubah Y tidak dapat kembali ke harga semula (seperti terlihat pada kurva ABC). Proses yang menunjukkan perilaku semacam ini sewaktu terkena gangguan disebut proses yang tidak stabil.

Gambar 2.5 Perilaku Proses yang tidak StabilRespon sistem pada beberapa macam masukkan 1. Masukkan fungsi steep Fungsi steep dinyatakan dengan persamaan matematis sebagai berikut:X(t) = A(t) (2.1)Fungsi ini apabila di gambarkan seperti terlihat pada gambar 2.6

Gambar 2.6 gambar fungsi step

2. Masukkan fungsi ramp Fungsi ramp dapat dinyatakan dengan persamaan matematis sebagai berikut:X(t) = t U(t) T merupakan unit stepX = 0, t < 0X = t , t 0 Fungsi ini digambarkan seperti terlihat pada gambar 2.7

Gambar 2.7 fungsi ramp3. Masukkan fungsi sinus Fungsi sinus dapat dinyatakan dalam persamaan matematis sebagai berikut:X = 0 ,t < 0X = A sin t ,t0Fungsi sinus dapat digambarkan sebagai berikut :

Gambar 2.8 fungsi sinusPada kasus thermometer, apabila memperoleh masukkan fungsi sinus dapat dijelaskan, missal mula-mula thermometer dalam keadaan setimbang dengan temperature cairan dalam bak X5. Mulai saat t=0, temparatur cairan dalam bak di ubah mengikuti bentuk fungsi sinus.

BAB IIIDATA PENGAMATAN1. Respon yang stabilwaktu (menit)Laju Alir L/menitkertas pHpH meter

1456,95

2457,01

3457,16

4457,26

5457,35

6457,39

7457,42

8457,44

9457,47

10457,49

Tabel 3.1 pH terhadap respon yang stabil pada tangki main

2. Repon yang tidak stabilwaktu (menit)Laju Alir L/menitkertas pHpH meter

1443,11

2432,77

3432,59

4432,54

5422,5

6422,46

7422,44

8422,43

9432,42

10422,41

Tabel 3.2 pH terhadap respon unstabil pada tangki noise

3. Fungsi Input Sinuswaktu (menit)Laju Alir L/menitkertas pHpH meter

1432,5

2432,55

3432,68

4432,74

5432,8

6432,84

7432,86

8442,87

9442,87

10442,87

Tabel 3.3 pH terhadap respon fungsi input sinus pada tangki noise

4. Fungsi Input Stepwaktu (menit)Laju Alir L/menitkertas pHpH meter

1442,75

2432,68

3432,59

4432,5

5422,46

6422,44

7432,43

8432,42

9432,41

10432,41

Tabel 3.4 pH terhadap respon fungsi input step

5. Fungsi Input Rampwaktu (menit)Laju Alir L/menitkertas pHpH meter

1232,41

2432,4

3632,43

4822,48

51032,51

6232,51

7422,51

8632,52

9832,52

101032,52

Tabel 3.5 pH terhadap respon fungsi input Ramp pada tangki noise

BAB IV PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN

4.1 Pembahasan Pada pratikum ini kami melakukan pratikum pengendalian pH dengan menggunakan beberapa percobaan, yaitu:1. Respon proses yang stabil

Gambar 4.1.1 Grafik Respon Proses yang Stabil

Pada grafik respon proses yang stabil dapat dilihat bahwa, pH meter yang terbaca mengalami kenaikan setiap menitnya. Tetapi kenaikan tersebut tidak terlalu drastis, kenaikan yang terjadi perhalan. Hal ini berlainan seperti dasar teori yang didapatkan. Pada dasarnya nilai yang terbaca akan mengalami kenaikan atau penurunan dan kemudian kembali ke pada nilai awal yang didapatkan. Hal ini mungkin terjadi kesalahn pada alat sehingga pembacaan yang dihasilkan tidaklah akurat. Sedangkan pada hasil yang didapatkan dengan menggunakan kertas pH, grafik menunjukkan kestabilan dalam hasil pengetesan dengan laju alir yang sama dengan pH meter. Laju alir yang diberikan adalah 4 L/menit.

2. Respon proses unstabil

Gambar 4.1.2 Grafik Perilaku Proses yang tidak Stabil

Pada grafik diatas dapat dilihat bahwa, prilaku proses yang tidak stabil yang terdapat pada pH meter pada waktu 1-10 menit mengalami penurunan, ini disebabkan karena adanya gangguan yang diberikan oleh larutan pH yang dialirkan dari tangki noise. Pada kertas pH juga didapatkan kondisi proses yang tidak stabil. Hal ini ditandai dengan naik turunnya grafik yang didapatkan. Hal ini membuktikan bahwa respon proses yang tidak stabil berjalan seperti yang diinginkan.

3. Respon fungsi Input sinus

Gambar 4.1.3 Grafik Fungsi Input Sinus

Pada grafik fungsi input sinus diatas dapat dilihat bahwa, untuk menentukan fungsi input sinus tersebut menggunakan tangki noise. Pada pH meter nilai pH yang terbaca mengalami kenaikan dan penurunan, tetapi kenaikan dan penurunannya tidak sesuai dengan yang diinginkan, seharusnya pola respon keluarannya harus sama dengan masukan dan puncak gelombang masukan harus terjadi sebelum munculnya puncak gelombang keluaran. Hal ini berarti fungsi input sinus kurang berfungsi dengan baik.

4. Respon fungsi input step

Gambar 4.1.4 Grafik Respon fungsi input step

Pada grafik diatas dapat dilihat fungsi step mengalami penurunan pada pH meter. Hal ini berlawanan dengan dasar teori, seharusnya grafik yang didapat adalah menanjak pada setiap perubahan waktu yang terjadi. Sedangkan pH yang didapatkan naik dan turun setiap perubahan waktu yang terjadi.

5. Repon fungsi input ramp

Gambar 4.1.5 Grafik respon fungsi input rampPada grafik fungsi input ramp didapatkan hasil yang tidak stabil. Hal ini terlihat pada hasil grafik yang mengalami kondisi naik dan turun pada setiap perubahan waktunya. Pada percobaan ini, laju alir yang di kendalikan dengan variasi 2,4,6,8,10,2,4,6,8,10. Hal ini mempengaruhi hasil yang didapatkan. Pada percobaan ini fungsi input ramp tidak berfungsi dengan baik. Hal ini karena didapatkan hasil grafik yang tidak menanjak naik.

4.3 Kesimpulan Adapun kesimpulan yang dapat di ambil dari pratikum pengendalian pH adalah: pH meter adalah suatu peralatan pengukuran voltase yang direncanakan untuk digunakan dalam sel-sel dengan tekanan tinggi. Pada alat pengendali pH,percobaan yang dapat kita lakukan adalah respon proses yang stabil, prilaku proses yang tidak stabil, fungsi step, fungsi ramp, dan fungsi sinus. Pada fungsi input step,sinus, dan ramp, didapatkan hasil yang tidak sesuai dengan teori. Respon proses yang tidak stabil berjalan dengan baik setelah diberi gangguan dari tangki noise. Rata-rata hasil yang didapatkan, waktu mempengaruhi kenaikan atau penurunan hasil yang didapatkan.

DAFTAR PUSTAKA

Tim Laboratorium,2012, Pengendalian pH, Laboratorium Komputasi Dan Pengendalian Proses. Jurusan Teknik Kimia, Politeknik Negeri Lhokseumawe. Yusuf Ritonga. M. Pengendalian Proses 2. Program Studi Teknik Kimia. Universitas Sumatra Utara.