Oksidasi larutan kalium tiosulfat dalam ekstrak abu dengan udara ditinjau dari segi kinetika reaksi

YUNIATI, Yuyun, Prof.Dr.Ir. Ida Bagus Agra

2003 | Tesis | S2 Teknik Kimia

Kebutuhan Indonesia akan pupuk kalium sulfat semakin meningkat dan hampir seluruh pupuk jenis ini masih harus diimpor. Usaha untuk membuat kalium sulfat sudah pernah dilakukan, yaitu mengoksidasi suspensi belerang dalam larutan kalium karbonat dengan udara. Pada proses sinambung dijumpai kesulitan masalah pengumpanan suspensi. Penelitian ini dimaksudkan untuk mengurangi permasalahan di atas, dengan cara mengoksidasi larutan kalium tiosulfat yang diperoleh dari pelarutan belerang dalam larutan kalium karbonat dengan udara secara sinambung. Proses dilaksanakan dalam reaktor kolom tegak berpenghalang miring. Larutan kalium tiosulfat diumpankan dari atas reaktor dan udara dialirkan dari bawah. Percobaan dijalankan sampai keadaan ajeg tercapai, yang ditandai dengan kadar kalium tiosulfat yang tetap jumlahnya. Cuplikan dianalisis kadar tiosulfatnya memakai cara yodometri, kemudian dilanjutkan dengan menetapkan kadar sulfat dengan cara gravimetri. Dengan percobaan variasi kecepatan aliran udara membuktikan bahwa peran perpindahan massa, kecil. Hal ini diperkuat dengan nilai indeks Reynolds yang besarnya 0,1895 yang lebih kecil dari 0,5. Hasil percobaan pengaruh suhu membuktikan bahwa proses dikendalikan oleh reaksi kimia mengikuti persamaan reaksi order satu semu terhadap kalium tiosulfat. Nilai tenaga pengaktif yang diperoleh sebesar 11104,55 cal/gmol, yang lebih besar dari 10000 cal/gmol. Konstante kecepatan reaksi dipengaruhi oleh suhu secara eksponensial sesuai dengan persamaan Arrhenius : kr’ = 78905 e -11104,55 / RT Pengolahan 100 mL hasil oksidasi memberikan kristal kalium sulfat sebesar 2,67 gram dengan kemurnian sebesar 82,37%.

The need for potassium sulfate in Indonesia increases rapidly, and almost all of this commodity must be imported. Efforts had been taken to produce potassium sulfate, by oxidizing sulphur suspension in ash extract with air. The difficulty faced by that process was the feeding of sulphur suspension. The objective of this research was to reduce the problem by oxidizing potassium tiosulfate solution made from sulphur dissolved in potassium carbonate, with air. The process was performed in a vertical tube reactor provide with slanted serrated baffles. Sodium tiosulfate solution was fed continuously from the top of the reactor, and air was bubbled from the bottom. The process was continued until steady state condition was reached, which was indicated by constant pottasiun tiosulfate concentration. Tiosulfate samples were analyzed iodometrically. Besides, the concentration of sulfate was determinded gravimetrically using barium chloride solution. By varying the flow rate of air, it was proved that the mass transfer had a minor influence. This was confirmed by the value of Reynolds index of 0.1895, which was less than 0.5. The effect of temperature proved that the process was controlled by chemical reaction of pseudo first order with respect to potassium tiosulfate concentration. The value of activation energy was 11104.55 calgmol, which was more than 10000 cal/gmol. The reaction rate konstant was affected exponentially by temperature in accordance to Arrhenius equation kr’ = 78905 e -11104.55/RT Processing of 100 mL of liquid product produced 2.67 gram of potassium sulfate crystal having a purity of 82.37%.

Kata Kunci : Kinetika Reaksi,Oksidasi Larutan Kalium Triosulfat,Ekstrak Abu