Trending Topik

Sel Elektrokimia : SEL ELEKTROLISIS (2 of 2)

Diposting oleh On Thursday, October 01, 2015

Elektrolisis berasal dari kata Electro (listrik) dan Lisis (penguraian) yang artinya penguraian larutan (elektrolit) karena adanya arus listrik searah. Sel Elektrolisis berbeda dengan Sel Volta dan ini beberapa istilah yang harus diketahui di Sel Elektrolisis:
  • Elektrolit : larutan yang bisa menghantarkan arus listrik (sebagai pengisi sel elektrolisis)
Macam - Macam Elektrolit :
1. Elektrolit Larutan, contoh : NiSO4, CuSO4, NaCl(aq)
Ciri - cirinya adalah berupa larutan ion dan jika ada tanda fase adalah Aqueous (aq) dan Liquid (l). Untuk elektrolit larutan ketentuan penguraian di katoda dan anoda mengacu ke persyaratan kondisi elektroda.
2. Elektrolit Lelehan / Leburan / Endapan, contoh : NaCl(s), leburan garam dapur dll
Ciri - cirinya adalah tanda fase nya adalah solid (s). Untuk elektrolit berupa lelehan, penguraian katoda tetap di elektrolit, namun anoda mengikuti persyaratan kondisi elektroda.
  • Elektroda : tempat terjadinya reaksi redoks. Ada 2 elektroda yaitu elektroda negatif (katoda) dan elektroda positif (anoda)
  • Kawat Penghantar : penghantar aliran elektron dan arus listrik dari satu elektroda ke elektroda lainnya
Macam - Macam Elektroda :
1. Elektroda Inert (tidak bereaksi dengan logam), contoh : Pt, Au, C
Penguraian di Anode dan Katode murni dari larutan saja, elektroda inert tidak terjadi penguraian. Syarat - syarat yang harus dipenuhi jika menggunakan elektroda inert adalah :
  • Untuk Katoda, jika ion berasal dari Gol. 1A (kecuali H+), 2A, Al3+ dan Mn2+ maka yang terurai adalah airnya, sesuai reaksi : 2 H2O + 2e ---> H2 + 2 OH-
  • Untuk Anoda, jika elektrolit berasal dari ion kompleks yang mengandung oksigen seperti  SO42-, PO43-, CO32-, CrO4-, ClO- dll, maka yang bereaksi adalah airnya sesuai reaksi : 2 H2O ---> 4 H+ + O2 + 4e
2. Elektroda Non Inert : Ni, Cu, Zn, Fe dll
Elektroda non inert bereksi di Anode saja, contoh :
Larutan NiSO4 dengan elektroda Cu, maka proses elektrolisisnya :
NiSO4 ---> Ni2+ + SO42-
Katoda (-) : Ni2+ + 2e ---> Ni
Anoda (+) : Cu ---> Cu2+ + 2e (jadi Anoda yang seharusnya terurai dari larutan, karena memakai elektroda non inert maka elektrodanya yang terurai)
  • Katoda (Elektroda Negatif) : Sel tempat berlangsungnya proses Reduksi (KaRed = Katoda Reduksi)
  • Anoda (Elektroda Positif): Sel tempat berlangsungnya proses Oksidasi (AnOks) = Anoda Oksidasi)
  • Reduksi : Proses terurainya ion larutan menjadi bentuk atomnya (mengalami penurunan Bilangan Oksidasi (BilOks) dan menerima elektron)
  • Oksidasi : Proses terurainya ion larutan yang mengalami kenaikan Bilangan Oksidasi dan melepas elektron
  • Bilangan Oksidasi (BilOks) : Jumlah muatan negatif dan positif dari atom
Contoh sel elektrolisis Larutan NaCl menggunakan elektroda inert Grafit (C) :

Keterangan :
NaCl ---> Na+ + Cl-
Katoda (-) : 2 H2O + 2e ---> H2 + 2 OH-
Anoda (+) : 2 Cl- ---> Cl2 + 2e
  • Elektrolit : larutan NaCl
  • Elektroda : dari Grafit (C) yang berarti tidak ada reaksi elektroda di Anoda namun penguraian elektrolit
  • Sumber arus DC dari baterai
Arus elektron mengalir dari kutub negatif (-) ke kutub positif (+) yang berbeda dengan arus baterai (arus listrik) yang mengalir dari kutub positif (+) ke kutub negatif (-).
  • Katoda (-) dihubungkan dengan kutub negatif (-) dari baterai sehingga muatan di katoda menjadi negatif yang mengakibatkan elektron mengalir dari elektroda ke kation (+) dari larutan elektrolit sehingga larutan ion terurai menjadi atomnya disebut Reduksi. Karena potensial reduksi (Ered) air lebih besar dari Na+ maka yang di reduksi adalah airnya
  • Anoda (+) dihubungkan dengan kutub positif (+) dari baterai sehingga muatan di anode menjadi positif yang mengakibatkan penarikan anion (-) dari larutan elektrolit disebut Oksidasi. Anion (-) berupa Cl- tertarik ke elektroda karena positif (ingat prinsip aliran elektron) sehingga menghasilkan gas Cl2
Aplikasi Elektrolisis :
  • Penyepuhan Sendok dari Besi (Fe) dengan Perak (Ag)
Elektrolit : AgNO3 (harus menggunakan larutan penyepuh yang bersifat logam mulia, yang masih mengandung logam dari elektrode yaitu perak (Ag))
Katode (-) : logam besi (Fe) ---> karena penyepuh adalah Ag+ yang mengalami reduksi sesuai reaksi  : Ag+ + e ---> Ag, maka dengan ditempatkan logam Fe di Katode maka diharapkan atom perak (Ag) hasil reduksi menempel di besi (Fe)
Anode (+) : logam perak (Ag) ---> karena elektrolit mengandung perak (Ag) dan ini yang dibutuhkan untuk penyepuhan maka lama kelamaan akan habis dan untuk menambah digunakan anode dari logam perak (Ag) karena logam akan terkikis sedikit demi sedikit. Elektroda adalah non inert dari perak (Ag) maka di Anoda yang bereaksi adalah elektrodanya bukan larutan elektrolit, sesuai reaksi : Ag ---> Ag+ + e
Prosesnya : Ag+ dari Anode dengan bantuan 1 elektron akan melarut ke larutan elektrolit dan menempel di Katode dan elektron dibutuhkan oleh Katode untuk mereduksi Ag+ menjadi Ag dan endapan Ag melapisi sendok.
  • Pemurnian Logam Kotor
  • Pembuatan Gas
Referensi : 
[1]http://www.cres.gr/kape/publications/papers/dimosieyseis/ydrogenA%20REVIEW%20ON%20/WATER%20ELECTROLYSIS.pdf 
[2] http://chemistry.tutorvista.com/inorganic-chemistry/list-of-electrolytes.html 
[3]https://www.boundless.com/chemistry/textbooks/boundless-chemistry-textbook /electrochemistry-/electrochemistry-18/electrolysis-132/electrolysis-of-sodium-chloride 529-3650/  
[4] http://chemed.chem.purdue.edu/genchem/topicreview/bp/ch20/faraday.php 
[5] http://dokumen.tips/documents/perlindungan-katoda.html 

ARTIKEL TERKAIT : 
1. Sel Elektrokimia : SEl VOLTA / SEL GALVANI (1 of 2) 
2. Istilah Mirip tapi Tidak Sama Artinya di Teknik Kimia (2 of 2) 
3. Asset Wellness "Thermography" Rotating Equipment PLTU 

    Macam-Macam Demineralization System / Water Treatment Plant / Ion Exchange System

    Diposting oleh On Tuesday, September 22, 2015

    Demineralization adalah proses meminimalkan kandungan mineral dari air umpan. Air umpan mengandung ion mineral positif (Ca2+ dan Mg2+) dan ion mineral negatif (Cl-, SO42-, CO32-, SiO2-). Untuk proses industri terutama di boiler, air umpan yang masuk disyaratkan tidak mengandung mineral karena bisa menyebabkan kerak dan korosi sehingga air umpan di treatment dengan demineralization plant / water treatment plant (WTP) / ion exchange plant.
    Pemilihan Spesifikasi Demineralization Plant berdasarkan :
    • Sumber air umpan yang tersedia
    • Kandungan mineral dalam air umpan
    • Standar kualitas air produk yang diinginkan
    • Ketersediaan regenerant (bahan untuk proses regeneration)
    • Fungsi kegunaan air produk yang menyangkut kualitas spesifikasi
    • Tempat pembuangan limbah sisa regeneration

    Macam - Macam Demineralization Plant adalah:
    1. Two Pass Bed Resin (Double Bed)
    Terdapat 2 bed yang masing-masing di isi oleh resin kation (-) dan resin anion (+). Air umpan dilewatkan bed resin kation (-) Rz- yang terikat oleh H+ membentuk Rz-H+ dan mengikat ion mineral negatif (-) sesuai reaksi :
    2 Rz-H+ + X2+ ---> Rz2-X2+ + 2H+
    Kemudian air produk dilewatkan ke bed satunya yaitu bed resin anion (+) Rz+ yang terikat oleh OH- membentuk Rz+OH-x dan mengikat ion mineral positif (+) sesuai reaksi :
    Rz+OH- + X- ---> Rz+X- + OH-
    Keluaran dari bed kedua sudah menghasilkan demineralized water.

     
    Sumber Gambar : http://www.lenntech.com 
    Demineralization Plant PLTU BT

    BACA JUGA: Proses Pengolahan Demineralized Water (DI Water)

    2. Mixed Bed (Single Bed)
    Terdapat 1 bed yang berisi resion anion (+) dan resin kation (-) yang tercampur. Resin anion berada di bed bagian atas karena densitas-nya lebih kecil (ρ = 0,6 – 0,7 g/cm3) dari resin kation (ρ = 0,8 – 0,9 g/cm3). Jadi air umpan masuk lewat bagian atas mengalir ke bawah menyentuh resin anion kemudian resion kation dan keluar lewat bawah yaitu demineralized water.


    Sumber Gambar: http://dardel.info
    Demineralization plant mengolah air keluaran desalination plant (tipe RO pada umumnya) dengan spesifikasi inputan adalah turbidity <5 NTU, conductivity ±40 µS/cm dan mengolahnya menjadi air berkualitas tinggi dengan conductivity <1 µS/cm.

    Kutip Artikel ini sebagai Referensi (Citation):
    Feriyanto, Y.E. (2015). Macam-Macam Demineralization System / Water Treatment Plant / Ion Exchange  System, Best Practice Experience in Power Plant. www.caesarvery.com. Surabaya

    Referensi:
    [1] Feriyanto, Y.E. (2015). Best Practice Experience in Power Plant. Surabaya
    [2] https://law.resource.org/pub/in/bis/S02/is.13268.1992.pdf
    [3] http://dardel.info/IX/processes/columns.html

    Ingin Konsultasi dengan Tim Expert Website, Silakan Hubungi DISINI

    Macam-Macam Desalination System/Desalination Plant

    Diposting oleh On Monday, September 14, 2015

    Desalination adalah proses meminimalkan kandungan kadar garam (salinitas) dari air laut.

    Ada 2 Macam Desalination Plant yaitu:

    1. Proses Teknologi Panas (Thermal Process)
    • Multi Stage Flash (MSF) Evaporator
    Sumber gambar : http://www.sidem-desalination.com/en/Process/MSF/
    Sistem desalinasi yang prinsipnya mirip dengan teh hangat yang ditutup, kemudian ditutupnya terlihat tetes-tetes air (embun). Embun adalah air tawar yang berasal dari penguapan air yang kemudian ter-kondensasi dengan udara sekitar. Untuk lebih jelas prinsipnya bisa dilihat disini. 
    Kelebihan: 
    1. Kapasitas yang dihasilkan besar dibanding MED
    2. Tidak membutuhkan banyak perlakuan khusus untuk umpannya (feed water)
    Kelemahan:
    1. Konsumsi panas sangat tinggi sehingga boros energi
    2. Pengerakan dan korosi tinggi karena panas operasi tinggi 
    • Multi Effect Distillation (MED)
    Sumber gambar : http://www.hitachizosen.co.jp/english/technology/hitz-tech/fluid.html
    Menggunakan prinsip evaporasi dan kondensasi, hampir mirip dengan MSF namun menggunakan panas yang lebih rendah. Air laut di spray-kan pada permukaan evaporator (tube) yang dilapisi film tipis untuk mempercepat penguapan yang panasnya berasal dari steam. Uap yang dihasilkan dari evaporator satu akan diteruskan ke evaporator berikutnya sehingga murni uap yang terkondensasikan dengan heat exchanger menghasilkan raw water. Sistem pengkondensasian menggunakan ejector system untuk menurunkan titik embun dan memperlancar uap antar evaporator.
    Kelebihan:
    1. Menggunakan energi panas yang rendah (hemat energi) dibanding MSF
    2. Kapasitas yang dihasilkan cukup besar
    3. Mudah disesuaikan dengan temperatur air laut dan kualitas raw water yang diinginkan
    4. Tidak membutuhkan banyak perlakuan khusus untuk umpannya (feed water)
    5. Karena menggunakan panas rendah maka resiko pengerakan dan korosi bisa ditekan
    6. Bisa diaplikasikan dari skala kecil sampai skala besar
    7. Biaya operasi dan maintenance rendah dibanding MSF
    Kelemahan: 
    • Biaya investasi besar
    • Thermal Vapor Compression (TVC)
    Menggunakan kompresor untuk membangkitkan panas, sehingga ruang akan terkompresi dan feed water akan teruapkan karena kondisi panas tersebut dan dilewatkan heat exchanger sehingga terjadi kondensasi.
    • Solar Distillation

    2. Proses Teknologi Membran (Membrane Process)
    • Electro Dialysis (ED)
    Sumber gambar : http://www.pca-gmbh.com/appli/ed.htm


    Perpindahan konsentrasi larutan dari dillute ke concentrate karena adanya pengaruh arus listrik. Antara keduanya dipisahkan membran atau proses membran yang mana ion dilewatkan selaput permeabel (ion permeable membranes) dari satu larutan ke larutan lain dibawah pengaruh perbedaan potensial listrik antara ion-ion.

    • Reverse Osmosis (RO) 
    Dengan menggunakan tekanan mekanik yang melawan tekanan osmotik larutan yang seharusnya terjadi dari konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi dibalik menjadi dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Sebagai contoh air tawar dengan air laut, osmosis yang dilengkapi membran semipermeabel akan terjadi aliran dari air tawar (konsentrasi rendah) ke air laut (konsentrasi tinggi) karena pengaruh tekanan osmotik larutan. Namun dengan penambahan tekanan mekanik diatas tekanan osmotik (dengan menggunakan high pressure pump) maka akan terjadi aliran kebalikan yaitu dari air laut (konsentrasi tinggi) mengalir menembus membran semipermiabel menuju ke air tawar (konsentrasi rendah). Inilah yang disebut reverse osmosis (RO).
    Sumber gambar : Sixteenth International Water Technology Conference, IWTC 16 2012, Istanbul, Turkey
    Kelebihan:
    1. Konsumsi energi panas sangat kecil karena menggunakan membran
    2. Operasi sederhana
    Kekurangan:
    1. Membutuhkan pre-treatment air laut yang ketat karena untuk melindungi membran
    2. TDS yang dihasilkan masih sangat besar 
    3. Durabilitas membran yang tergantung kualitas umpan
    4. Membutuhkan chemical cleaning untuk membran
    5. Kebutuhan listrik lebih besar untuk pemanasan awal umpan yang masuk dan untuk menggerakkan pompa dibanding teknologi panas
    Inilah standard impurities dengan penggunaan beberapa tipe desalination:
    Sumber tabel:http://cornerstonemag.net/supplying-water-to-power-plants-with-desalination-technology/

    Penjelasan Lebih Detail, Silakan Tonton Video Dibawah Ini:

    Kutip Artikel ini Sebagai Referensi (Citation):
    Feriyanto, Y.E. (2015). Macam-Macam Desalination System/Desalination Plant, Best Practice Experience in Power Plant. www.caesarvery.com. Surabaya

    Referensi:
    [1] Feriyanto, Y.E. (2015). Best Practice Experience in Power Plant. Surabaya
    [2] Martinez, Hiroki. Design of Desalination Plant. June, 2010. University of Gavle 
    [3] http://www.wabag.com/performance-range/processes-and-technologies/med-multi-effect-distillation

    Ingin Konsultasi dengan Tim Expert Website, Silakan Hubungi DISINI