Kinetika reaksi oksidasi fero sulfat menjadi feri sulfat

MEGAWATI, Ir. Hary Sulistyo, SU.,Ph.D

2004 | Tesis | S2 Teknik Kimia

Pertumbuhan yang sangat pesat pada bidang perindustrian memberikan dampak adanya limbah besi yang semakin meningkat. Sementara itu, adanya usaha untuk mengolah limbah besi sebagai Fero Sulfat untuk koagulan dalam proses penjernihan air, masih dirasa kurang maksimal. Feri Sulfat sebagai hasil oksidasi dari Fero Sulfat mempunyai daya koagulasi lebih besar, sehingga jika diubah menjadi Feri Sulfat dapat semakin meningkatkan manfaat dari limbah besi. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari kinetika reaksi oksidasi Fero Sulfat menjadi Feri Sulfat. Oksidasi Fero Sulfat menjadi Feri Sulfat dijalankan dalam reaktor batch. Larutan Fero Sulfat sebagai hasil pelarutan limbah besi dengan Asam Sulfat dimasukkan ke dalam reaktor dan dipanaskan sampai suhu tertentu. Asam Fosfat sebagai katalis ditambahkan setelah suhu yang diinginkan sudah tercapai dan stabil. Reaksi dimulai dengan memasukkan Oksigen pada tekanan tertentu. Suhu dan tekanan dijaga tetap selama reaksi berlangsung. Setiap 30 menit cuplikan diambil untuk dianalisis konsentrasi Fero Sulfat. Analisis tetapan kecepatan reaksi (k) dan parameter perpindahan massa (kAla) dilakukan secara numeris dengan metode Runge-Kutta dan Hooke-Jeeves. Hubungan tetapan kecepatan reaksi (k) dengan suhu, tekanan dan konsentrasi awal Fero Sulfat, ditentukan dengan metode kuadrat terkecil. Dari hasil percobaan didapatkan nilai konversi maksimum sebesar 81,4%. Dan berdasarkan kenaikan nilai tetapan kecepatan reaksi (k) dan parameter kecepatan reaksi (kAla) akibat kenaikan suhu dapat disimpulkan bahwa reaksi oksidasi Fero Sulfat menjadi Feri Sulfat dengan Oksigen dikendalikan oleh reaksi kimia. Persamaa Arrhenius yang dipakai untuk menyatakan hubungan tetapan kecepatan reaksi (k) dengan peubah suhu, dituliskan dengan persamaan: , L1,26/mol1,26.menit Hubungan parameter perpindahan massa (kAla) dengan suhu dinyatakan melalui korelasi kelompok bilangan tak berdimensi sebagai berikut: Sh = 41,8922 Sc0,3404

Ferrous sulphate can be formed from iron waste mixed with sulphuric acid. It can be used in wastewater purification. The coagulation effect of Fe3+ ions is about 11 times that of Fe2+ ions. Therefore, oxidation of ferrous sulphat to ferric sulphat will give more benefit of iron waste utilization. Oxidation of ferrous sulphate to ferric sulphate was conducted in an autoclave using phosphoric acid as catalyst. This experiment was performed at ferrous sulphate initial concentration of 0.6 N and 0.875 N, temperature of 50-90 degree C and oxygen pressure of 3-9 bar. Two equations of mass balance for oxygen and ferrous sulphate can be used to study mass transfer process and chemical reaction. The equations were solved numerically using Runge-Kutta and Hooke-Jeeves methods. Based on the experiment result, the value of maximum conversion reaction was 81.7%. Evaluation of the coefficient mass transfer of oxygen revealed that the controlling step of the process was chemical reaction. Relation between temperature to reaction rate constant can represented in the Arrhenius form which expressed as follows: k = 148.4132exp(-22,155.6355/RT) The dimensionless groups of mass transfer in several temperature investigations can be expressed in the following equation: Sh = 41.8922Sc0.3404

Kata Kunci : Kinetika Reaksi,Oksidasi,Fero Sulfat,Feri Sulfat