Pendahuluan Praktikum Produksi Gas Hidrogen dari Limbah Aluminium

Produksi Gas Hidrogen dari Limbah Aluminium

1.  Latar Belakang

   Kemajuan industri di Indonesia dewasa ini cukup pesat, terutama dalam bidang pemanfaatan hasil - hasil pertanian, perkebunan, pertambangan, dan berbagai jenis hasil hutan. Kemajuan tersebut ditujukan untuk mendukung program pemerintah dalam pemanfaatan sumber daya bagi keperluan industri baik dalam negeri maupun luar negeri. Salah satu sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui adalah gas alam, yang biasanya diperoleh dari dari dalam sumur dibawah perut bumi yang biasanya bergabung dengan minyak bumi. Indonesia berpotensi sebagai produsen bahan - bahan produksi gas alam bila di kelola secara intensif dan berpola pada permintaan pasar dalam negeri dan peluang ekspor. Gas alam (natural gas) dewasa ini menjadi sumber alternatif yang banyak digunakan oleh masyarakat dunia untuk berbagai keperluan, baik untuk perumahan, komersial maupun industri. Di dalam dunia industri gas alam (natural gas) dipergunakan untuk bahan baku plastik, bahan baku pabrik pupuk, petrokimia, dan bahan dasar pembuatan hidrogen. Salah satu jenis produk industri non pangan yang dibutuhkan dan pemakaiannya terus meningkat akibat permintaan semakin banyak adalah hidrogen. Pada pra rancangan pabrik ini, pembuatan hidrogen dilakukan dengan menggunakan bahan bakuberupa gas alam (natural gas) dengan proses cracking  Hidrogen bukanlah sumber energi (energy source) melainkan pembawa energi (energy carier),artinya hidrogen  tidak tersedia bebas di alam atau dapat ditambang layaknya sumber energi fosil tetapi dapat dihasilkan melalui proses proses tertentu. Salah satu cara untuk menghasilkan gas hidrogen adalah dengan proses cracking gas alam.

    2.  Tujuan Praktikum

   Memproduksi gas hidrogen dengan limbah alumunium. 
   
   

    3. Landasan Teori

   Dalam kehidupan sehari-hari kita sering menjumpai bahan-bahan yang memiliki kandungan hydrogen seperti Air, Minyak Bumi, dan Bahkan Kotoran Manusia/Hewan. Kali ini kita akan mencoba membuat gas hidrogen murni yang berasal dari limbah alumunium yang direaksikan dengan larutan asam. Pembuatan gas hidrogen cukup berbahaya karena mudah untuk meledak, apalagi jika jumlah gasnya cukup banyak. Tapi jika tabung gasnya bocor tak akan meledak karena gas hidrogen akan langsung bereaksi dengan oksigen dan hasilnya adalah air murni. Sebenarnya pembuatan gas hidrogen cukup mudah tapi harus berhati-hati juga karena kesalahan dapat mengakibatkan gas meledak. Hidrogen adalah gas yang tidak berwarna, tidak berbau dan tidak berasa. Hidrogen atau H2 mempunyai kandungan energi per satuan berat tertinggi, dibandingkan dengan bahan bakar manapun. Hidrogen merupakan unsur yang sangat aktif secara kimia, sehingga jarang sekali ditemukan dalam bentuk bebas. Di alam, hidrogen terdapat dalam bentuk senyawa dengan unsur lain, seperti dengan oksigen dalam air atau dengan karbon dalam metana. Sehingga untuk dapat memanfaatkanya, hidrogen harus dipisahkan terlebih dahulu dari senyawanya agar dapat digunakan sebagai bahan bakar. Ada beberapa metode pembuatan gas hidrogen yang telah kita kenal. Namun semua metode pembuatan tersebut prinsipnya sama, yaitu memisahkan hidrogen dari unsur lain dalam senyawanya.
      
   Reaksi alumunium foil dengan basa menghasilkan gas hydrogen. Alumunium alumunium foil) dapat menunjukkan sifat asamnya jika direaksikan dengan basa seperti larutan  atrium hidroksida. Berbagai aluminat dapat terbentuk senyawa Diana alumunium ditemukan dalam ion negative. Hal ini mungkin karena alumunium memiliki kemampuan untuk membentuk ikatan kovalen dengan oksigen, sementara pada natrium perbedaan elektronegatifan antara natrium dan oksigen terlalu besar untuk membentuk ikatan selain ikatan ionic.
   2 Al + 2 NaOH + 6 H2O              --->        2 Al(OH)4) (aq) + 3 H2

   
   

   3. Prosedur Kerja

   
   

   -          Pembuatan Reaktor Sederhana

   
   

   Botol bekas air mineral dilubangi bagian atas dan bawahnya menggunakan solder, kemudian potong selang sepanjang 55 cm. Lalu dihubungkan selang kedalam tutup botol air mineral dan kedalam tutup botol sirup kaca. Reaktor pun siap digunakan.

   -          Pembuatan Gas Hidrogen

   Air dimasukkan kedalam botol air mineral pada reaktor yang telah dibuat sebanyak setengah botol. Kemudian botol tersebut dimasukkan kedalam gelas piala. Selanjutnya NaOH 3 M diukur sebanyak 50 ml dengan gelas ukur, lalu dimasukkan ke dalam botol sirup kaca. Setelah itu, aluminium foil ditimbang dan dipotong kecil-kecil. Lalu dimasukkan ke dalam botol sirup kaca berisi NaOH, kemudian botol sirup tersebut ditutup rapat. Gas H2 yang terbentuk lalu diamati dan diukur volumenya. Untuk percobaan menggunakan balon, selang pada tutup botol air mineral dilepas dan dipasangkan pada balon. Langkah selanjutnya sama seperti yang telah diuraikan di atas.

   
   

   4. Hasil dan Pembahasan

   
   

   Percobaan 1

   NO	Perlakuan	Hasil Pengamatan
   1	50 ml larutan NaOH 3M	Larutan berwarna bening
   2	Alumunium foil ditimbang dan dipotong kecil-kecil	Massa alumunium foil 0,25 gram
   3	Alumunium foil yang sudah dipotong dimasukkan ke dalam botol sirup kaca dan segera ditutup	Larutan berubah warna menjadi keabuan dan terlihat asap dari gas yang dihasilkan serta botol terasa panas(reaksi eksoterm)
   4	Reaksi yang terjadi pada botol air mineral dan gelas beker	Mula-mula air dalam gelas beker berisi 500 ml,sesaat setelah gas hidrogen mengalir air yang ada di dalam botol air mineral turun sedikit demi sedikit sedangkan air yang ada dalam gelas beker volume-nya naik menjadi 700 ml.
   5	Volume gas Hidrogen yang dihasilkan	V air awal(V1)=500 ml V air setelah terjadi reaksi oleh gas Hidrogen(V2)=700 ml V gas Hidrogen yang dihasilkan=V2-V1                  =700 ml-500 ml                  200 ml

   
   

   
   

   
   

   
   

   
   

   
   

   Percobaan 2

   NO	Perlakuan	Hasil Pengamatan
   1	50 ml larutan NaOH 2M	Larutan berwarna bening
   2	Alumunium foil ditimbang dan dipotong kecil-kecil	Massa alumunium foil 0,25 gram
   3	Alumunium foil yang sudah dipotong dimasukkan ke dalam botol sirup kaca dan segera ditutup	Larutan berubah warna menjadi keabuan dan terlihat asap dari gas yang dihasilkan serta botol terasa panas(reaksi eksoterm)
   4	Reaksi yang terjadi pada botol air mineral dan gelas beker	Mula-mula air dalam gelas beker berisi 500 ml,sesaat setelah gas hidrogen mengalir air yang ada di dalam botol air mineral turun sedikit demi sedikit sedangkan air yang ada dalam gelas beker volume-nya naik melebihi ukuran gelas beker.
   5	Volume gas Hidrogen yang dihasilkan	V air awal(V1)=500 ml V air setelah terjadi reaksi oleh gas Hidrogen(V2)= tidak deketahui karena air sampai melebihi gelas beker. V gas Hidrogen yang dihasilkan=V2-V1                  (hasilnya tidak             diketahui) .

   
   

   REAKSI :

   2 Al(s) + 2 NaOH(aq) + 6 H2O(l) → 2 NaAl(OH)4(aq) + 3 H2(g)

   2 Al(s) + 2 OH-(aq) + 6 H2O(l) → 2 Al(OH)4-(aq) + 3 H2(g)

   
   

   Al membentuk ion Al(OH)^4- berarti bilangan oksidasinya berubah dari nol menjadi +3. Sedang bilangan oksidasi H dari +1 menjadi nol. Berarti baik dalam asam maupun basa, reaksi redoks yang terjadi sebagai akibat dari sifat keamfoteran Al, ternyata perubahan bilangan oksidasinya sama.

   
   

   Pengikisan permukaan logam aluminium dianggap sebagai tolok ukur, sehingga semakin banyak pengikisan permukaan logam aluminium oleh larutan perendaman maka semakin banyak nuklida-nuklida aktif yang ikut lepas. Kelarutan kerapatan alumnium terhadap perendaman menggunakan larutan perendam NaOH yang menunjukkan bahwa dengan semakin meningkatnya konsentrasi NaOH dan waktu proses perendaman maka dapat menaikkan kelarutan aluminium. Hal ini menunjukkan semakin banyak logam aluminium yang terkikis berarti semakin banyak nuklida-nuklida yang menempel di logam yang terlepas.

   Namun yang berpengaruh pada produksi gas hidrogen adalah jumlah alumunium foilnya. Seperti yang dilakukan pada percobaan kali ini,jumlah alumunium foil yang digunakan sedikit yaitu 0,25 gram. Jadi,tidak terlalu banyak menghasilkan gas hidrogen. Sedangkan konsentrasi NaOH hanya mempengaruhi kecepatan reaksinya saja. Kalau konsentrasi NaOH beasar reaksinya semakin cepat.  Kalau konsentrasi NaOH kecil reaksinya berlangsung lambat.

   
   

   Hidrogen juga dapat menyebabkan reaksi pembakaran, contohnya adalah ketika balon berisi gas hidrogen disulut dengan api. Gas hidrogen sangat mudah terbakar dan akan terbakar pada konsentrasi serendah 4% H2 di udara bebas. Entalpi pembakaran hidrogen adalah -286 kJ/mol. Hidrogen terbakar menurut persamaan kimia:

   
   

   2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O(l) + 572  kJ (286 kJ/mol)

   
   

   Karena terbatasnya alat dan bahan yang digunakan,kelompok 6 tidak melakukan percobaan menggunakan balon.

   
   

   Ketika dicampur dengan oksigen dalam berbagai perbandingan, hidrogen meledak seketika disulut dengan api dan akan meledak sendiri pada temperatur 560 °C. Lidah api hasil pembakaran hidrogen-oksigen murni memancarkan gelombang ultraviolet dan hampir tidak terlihat dengan mata telanjang. Oleh karena itu, sangatlah sulit mendeteksi terjadinya kebocoran hidrogen secara visual. Karakteristik lainnya dari api hidrogen adalah nyala api cenderung menghilang dengan cepat di udara, sehingga kerusakan akibat ledakan hidrogen lebih ringan dari ledakan hidrokarbon. H2 bereaksi secara langsung dengan unsur-unsur oksidator lainnya. Ia bereaksi dengan spontan dan hebat pada suhu kamar dengan klorindan fluorin, menghasilkan hidrogen halida berupa hidrogen klorida dan hidrogen fluorida.

   
   

   
   

   5. Kesimpulan

   ·         Gas hidrogen dapat terbentuk dari persamaan 2 Al(s) + 2 NaOH(aq) + 6 H2O(l) → 2 NaAl(OH)4(aq) + 3 H2(g)

   ·         Volume gas hidrogen yang diperoleh dari aluminium foil + NaOH sebanyak 200 ml (pada percobaan 1) sedangkan pada percobaan 2 tidak diketahui

   ·         Jumlah alumunium foil mempengaruhi banyaknya gas hidrogen yang dihasilkan, sedangkan konsentrasi NaOH hanya mempengaruhi kecepatan reaksinya saja
   
   

   
   

   DAFTAR PUSTAKA 

   
   

   Petrucci, H. Ralph dan Suminar. Kimia Dasar Prinsip dan Terapan   Modern. Edisi keempat. Erlangga : Jakarta. 1987. Bab 24. Halaman    180.

   
   

   
   

   http://kimiamurungrayacerdas.blogspot.com/2013/04/laporan-praktikum.html

   http://shamiagovisilia.wordpress.com/2012/09/07/modul-kimia-anorganik-produksi-gas-hidrogen/