Oksidasi fero sulfat menjadi feri sulfat dengan katalis kupri sulfat

PURNAMAWATI, Neneng, Ir. Hary Sulistyo, SU.,Ph.D

2010 | Tesis | S2 Teknik Kimia

Pertumbuhan industri yang sangat pesat menghasilkan bermacam-macam limbah salah satunya adalah limbah besi. Limbah besi dapat diolah menjadi fero sulfat yang bermanfaat dalam proses penjernihan air. Namun peran fero sulfat sebagai koagulan dinilai kurang maksimal, maka fero sulfat dioksidasi menjadi feri sulfat yang mempunyai daya koagulasi yang lebih besar. Penelitian ini bertujan untuk mempelajari kinetika reaksi oksidasi fero sulfat menjadi feri sulfat. Oksidasi fero sulfat menjadi feri sulfat dijalankan dalam labu leher tiga yang dilengkapi dengan pengaduk dan pemanas. Katalisator yang digunakan adalah kupri sulfat. Reaksi dijalankan pada konsentrasi awal Fero sulfat 0,4 N dengan kisaran suhu mulai dari 40ï‚°C sampai 90ï‚°C, konsentrasi katalis dari 0,01613 N sampai 0,08333 N, kecepatan pengadukan pada kisaran 220 rpm sampai 400 rpm dan laju alir udara pada kisaran 31,94 mL/s sampai 61,56 mL/s. Setiap 10 menit sampel diambil untuk dianalisis konsentrasi fero sulfat secara volumetris. Analisa tetapan kecepatan reaksi (kr) dan parameter perpindahan massa (kag ag dan kal ag) dilakukan secara numeris dengan menggunakan metode Runge-Kutta dan minimasi yang ditentukan dengan metode kuadrat terkecil. Nilai konversi maksimum yang diperoleh 30,71% pada kondisi suhu 70ï‚°C, kecepatan pengaduk 290 rpm, laju alir udara 40,26 mL/s dan konsentrasi katalisator 0,0833 N. Hasil perhitungan nilai tahanan tiap parameter untuk berbagai variasi suhu, konsentrasi katalisator, kecepatan pengaduk, dan laju alir udara dapat disimpulkan bahwa kinetika reaksi dikendalikan oleh reaksi kimia. Persamaan Arrhenius yang dipakai untuk menyatakan hubungan tetapan kecepatan reaksi (kr) dengan suhu, disajikan dalam bentuk : (rumus)

Ferrous sulphate can be produced by reacting iron waste with suphuric 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 sulphate to ferric sulphate will give more benefit of iron waste utilization. Oxidation of ferrous sulphate to ferric sulphate was conducted in an agitated reactor using cupri sulphate as catalyst. This experiment was performed at ferrous sulphate initial concentration of 0.4 N, reaction temperature of 40-90 ï‚°C, agitator speed of 220-400 rpm, volumetric rate of gas of 31.94-61.56 mL/s. Mass transfer coefficient and reaction rate constant were calculated by using Runge-Kutta and Hooke-Jeeves method. Based on the experimentally result, the value of maximum conversion obtained was 30.71% at reaction temperature of 70 ï‚°C, agitator speed of 290 rpm, and volumetric rate of gas of 40.26 mL/s. Evaluation of mass transfer coefficient and reaction rate constant revealed that the step of controlling the overall process is chemical reaction. Relation between temperature to reaction rate constant can represented in Arrhenius form as follows : (formula)

Kata Kunci : Limbah besi,Oksidasi Fero sulfat,Kupri sulfat