Pembuatan soda abu

BAB I

PENDAHULAN

1.      Latar Belakang

Pembuatan soda abu, soda kaustik dan klor merupakan salah satu industri kimia dasar yang paling penting. Ketiga produk ini hampir seluruhnya dijual kepada industri dimana kemudian digunakan untuk pembuatan sabun dan detergen, serat dan plastic, kaca, petrokimia, pulp dan kertas, pupuk, bahan peledak, pelarut dan berbagai bahan kimia lainnya.

Soda abu biasa juga disebut natrium karbonat yaitu suatu serbuk amorf  putih yang membentuk agregat di udara terbuka. Soda abu memiliki tl = 860  C, T transisi = 450  C, P karbon dioksida = 1,2 mm pada 950  C dan d = 2,43.

Soda kaustik biasa juga disebut NaOH yaitu zat padat higroskopik, basah leleh, berwarna putih, mudah larut dalam air dan gliserol, sedikit tembus cahaya, dan bertekstur serat. NaOH merupakan elektrolit dan basa kuat yang dapat diperoleh dengan   cara   elektrolisis   NaCl   dengan   memakai   kiatoda   raksa   atau dengan   sel diafragma. Dalam  sel Castner Kellner, Na dibebaskan pada katoda Hg sehingga mengamalgama dan akan bereaksi dengan air membentuk NaOH dan hidrogen.

Klor pada   mulanya hampir  seluruhnya  digunakan sebagai   pemutih, sekarang sudah   menjadi   bahan   kimia   yang   sangat   penting.   Hal   ini   disebabkan   oleh penggunaannya dalam sintesis bahan kimia organic, dimana biasanya ia tidak muncul dalam produk akhir, tetapi hanya terlibat dalam langkah antara.

Amerika Serikat adalah produsen klor terbesar dengan laju produksi 10,4 juta ton, diikuti oleh Eropa barat (9,5 juta ton), dan Jepang (3 juta ton). Baik klorin maupun   natrium   hidroksida   (biasanya   diperdagangkan   sebagai   50%w/w   larutan) harus   dipertimbangkan   sebagai   produk   utama.   Hidrogen   juga   digunakan,   jika memungkinkan, sebagai bahan kimia atau sebagai bahan bakar

BAB II

PEMBAHASAAN

2.1     Sejarah Pembuatan Soda Abu

            Proses sintesis yang sekarang digunakan untuk pembuatan soda abu adalah proses solvay. Sebelum metode ini dikembangkan, proses yang digunakan secara luas adalah proses LeBlanc (1773). Proses ini didasarkan atas pemanggangan kerak garam (salt cake) dengan karbon dan batu gamping di dalam tanur putar dan sesudah itu mengeras hasilnya dengan air. Produk kasar dari reaksi itu disebut abu hitam (black ash).

Pengerasan dilakukan pada waktu dingin, pada pengerasan itu berlangsung hidrolisis sebagian sulfide. Kemudian diubah lagi menjadi karbonat melalui pengolahan dengan gas yang mengandung karbon dioksida yang berasal dari tanur abu hitam. Larutan natrium karbonat yang dihasilkan, dipekatkan sehingga menghasilkan natrium karbonat, yang kemudian dikeringkan atau dikalsinasi.

Di Amerika Serikat tidak pernah ada yang menggunakan proses LeBlanc  dan tidak ada lagi pabrik yang beroperasi dengan proses ini di dunia. Pada tahun 1861, Ernest Solvay mulai mengembangkan proses soda ammonia. Pada mulanya proses ini mengalami kesulitan besar dalam bersaing dengan proses LeBlanc yang lebih tua dan lebih mapan, namun dalam beberapa tahun saja proses solvay berhasil menurunkan harga soda abu sebanyak sepertiganya. Setelah suatu persaingan yang sengit dimana para penghasil soda LeBlanc menggunakan taktik banting harga, proses soda amonia akhirnya berhasil menggantikan proses LeBlanc secara keseluruhan pasa tahun 1915.

Proses solvay tetap mendapat perhatian di Eropa dan Negara – Negara yang tidak mempunyai endapan natrium karbonat alam, tetapi pada tahun 1982 hanya satu pabrik saja yang masih beroperasi dengan proses solvay di Amerika Serikat. Pabrik itu dapat tetap hidup karena biaya terpasangnya murah sedang ongkos angkut tinggi.

Pasaran dalam negeri Amerika Serikat sekarang dikuasai oleh soda “alam” yang berasal dari endapan . di Wyoming juga banyak yang diekspor. Proses solvay membutuhkan 18,4 GJ energy untuk membuat 1 t soda abu, sedang  penambangan setiap ton metric soda abu hitam hanya memerlukan 8,4 GJ saja, sehingga penambangan ini lebih menarik dari segi energy.

2.2     Pengertian Soda Abu

          Soda abu adalah suatu zat padat ringan yang agak larut di dalam air dan biasanya mengandung  99,3 %  Sodium Carbonat (Na2CO3). Sodium Carbonat (Na2CO3) adalah bahan lunak yang larut dalam air dingin dan kelarutan dalam air kira-kira 30% berat larutan, dalam industru kimia dikenal dengan “soda ash”.  Zat ini dijual atas dasar kandungan natrium oksidanya yang biasanya adalah 58%. Produksi soda abu dari endapan trona alam sekarang sudah melebihi jumlah yang dari ammonia soda. Proses sintetik sudah terdesak karena biaya tinggi dan masalah pencemaran dan sudah mulai berkurang digunakan di Amerika Serikat.

Sifat Fisis dan Kimia Sodium Karbonat

·    Berat melekul                : 106 g/mol

·    Bentuk                           : Kristal

·    Warna                            : Putih

·    Titik lebur, 0⁰C              : 7,1 g/100 g H₂O

·    Densitas, 20⁰C               : 2,533 g/ml

·    Kapasitas panas, 85⁰C   : 26,41 cal/gmol⁰C

Sifat – sifat nitrogen

·         Dapat larut dalam air dan bersifat basa

·         Hablur soda melepuh di udara

·         BM : 106

·         Titik lebur : 851 ºC

·         Titik Didih : Terurai

2.3       Kenggunaan Soda Abu

2.3.1    Pembuatan Kaca

Pembuatan kaca adalah salah satu kegunaan penting dalam natrium karbonat. Dapat menjadi fluks untuk silika, dengan menurunkan titik cair campuran ke sesuatu yang dapat diterima tanpa material khusus. "Soda kaca" ini mudah larut dalam air, jadi kalsium karbonat ditambah pada campuran yang belum mencair untuk menghasilkan kaca yang diproduksi tidak mudah larut dalam air. Jenis kaca ini disebut kaca soda kapur, "soda" untuk natrium karbonat dan "kapur" untuk kalsium karbonat.

Biasa digunakan sebagai tambahan untuk kolam renang untuk menetralkan efek korosi dari klorin dan menaikkan pH.

Dalam kimia, biasa digunakan sebagai elektrolit.

2.3.2 Rumah Tangga

          Dapat digunakan sebagai pelembut air dalam mencuci pakaian. Ia beradu dengan ion magnesium dan kalsium di air dan mencegahnya berikatan dengan deterjen yang sedang dipakai. Natrium karbonat dapat dipakai untuk menghilangkan minyak, oli, dan karat anggur.

2.3.3  Untuk Industri Garam Meja

          Garam halus yang tidak memiliki rasa pahit dan Hidroskopis (mudah menyerap). Garam kasar masih mengandung CaCl2 dan MgCl2 yang menyebabkan rasa pahit dan Hidroskopis. Zat-zat tersebut bisa diendapkan atau dihilangkan dengan menggunakan soda abu.

Reaksi:

MgCl2 + Na2CO3 → MgCO3 + 2NaCl

CaCl2 + Na2CO3 → CaCO3 + 2NaCl

CaCO3 dan MgCO3 berupa endapan, sehingga mudah dipisahkan dari larutan garam dapur (NaCl).

2.4  Proses Pembuatan Soda Abu

1.      Proses Pembuatan Soda Abu secara Solvay

Gambar: Diagram Alir Pembuatan NA2CO3 secara Solvary

URAIAN :

Pada proses pembuatan Na₂CO3 seacara solvay akan terjadi reaksi :

1. CaCO₃                  Ca + CO₂
2. C + O₂                  CO₂ + Q
3. CaO + H₂O                Ca ( OH )₂ + Q
4. NH₃ + H₂O                 NH₄OH + Q
5. 2NH₄OH + CO₂               ( NH ₄)₂CO₃ + H₂O + Q
6. ( NH ₄)₂CO₃ + NaCl               NH₄CL + NaHCO₃
7. 2NaHCO₃                 Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O
8. 2NH₄CL + Ca( OH )₂                2NH₃ + CaCL₂ + 2H₂O

Jadi persamaan dari proses keseluruhan dapat ditulis :

CaCO₃ + 2NaCl                Na₂CO₃ + CaCl₂

Uraian Proses

• NaCl jenuh dialirkan ke absorber bersama dengan CO₂ dan NH₃ maka akan terjadi reaksi 4,5,6. Reaksi ini berlangsung pada suhu 40°- 50° C.
• Hasil larutan dan sisa gas dari reaksi dikeluarkan lewat bawah absorber untuk dialirkan ke menara carbonatasi dari puncak. Akrena reaksi  eksoterm,maka perlu pendingin untuk menjaga suhu reaksi.padamenara ini akan terjadi reaksi no.7 pada suhu 25°-60° C dan tekanan 2-3 atm disamping itu juga terbentuk reaksi no.5,6 ( reaksi penyempurnaan).
• Hasil reaksi berupa lumpur NaHCO₃ dialirkan ke dalam rotary filter untuk memisahkan padatan NaHCO₃ dari larutannya.
• NaHCO₃ dikeringkan dalam kalsinator,disini terjadi reaksi no. 8 karena reaksi bersifat endoterm maka perlu energi yang diberikan dari bahan bakar.
• Soda abu yang terbentuk didinginkan dalam pendingin dengan disemprotkan H₂O .
• Tapisan dari rotary filter dialirkan ke menara pemulihan untuk membebaskan NH₃ dan Ca (OH)₂
• Slury ini bagian terbesar mengandung NH4CL 193 gr/lt.
• Larutan buangan CaCL2 dari hasil analisa mengandung : CaCl₂ = 90-95 gr/lt, NH3 = 6-12 ppm.
• Sumber Ca ( OH )2 dan CO2 berasal dari pembakaran batu kapur dan C reaksi no.1,2,3

Kemurnian Na₂CO₃ = 99,8%.

Ø Keunggulan dari Proses ini ialah Amonia yang sudah dipakai dapat direcovery kembali, sehingga biaya produksi lebig murah. Lagi pula harga amonia lebih mahal dari soda abu itu sendiri.

2.      Proses Natural Alam

Bahan baku yang digunakan pada proses ini adalah Burkeite Crystal (Na2O3.2Na2SO4) yang telah dipisah dari impuritasnya, Crude Bukeite Crystal yang terdiri atas Li₂NaPO₄ dan Na₂CO₃. 2Na₂SO_{4 dipisahkan sedangkan} filtratnya diperkatkan menjadi i Na₂SO₄.10H2.

Reaksi:

           Na₂CO₃.2Na₂SO₄ (s) → Na₂CO₃ (s) + 2Na₂SO₄ (aq)

2.5         Keamanan

a.      Dapat menyebabkan iritasi kulit bisa dilihat di MSDS(material safety data sheet.

b.      Hindari paparan jangka panjang.